中小型水利工程混凝土施工通病與預防

連華

（黑龍江省水利第五工程處，黑龍江 綏化 152000）

1 前言

隨著我國國民經濟的快速增長，帶動了水利建設的持續發展。混凝土因其取材廣泛，抗壓強度高，可澆注成各種外形，并且耐火性好，不易風化，養護費用低，成為當今水利建筑結構中使用最廣泛的建筑工程用材之一。由于混凝土施工過程中容易遇到各種問題，以及其本身變形的情況，硬化成型的混凝土中容易存在著微孔隙、氣穴和微小裂縫。這些微小裂縫的存在會使內部的鋼筋材料產生一定程度的腐蝕現象，大大降低了鋼筋混凝土材料的承載能力、抗滲能力和耐久性。本文針對水工建筑混凝土結構裂縫的成因進行分析，并提出防治技術。

2 水工混凝土裂縫的危害

混凝土裂縫將使水工建筑物產生滲漏，滲漏的結果，一方面在壓力水作用下使裂縫逐步擴寬和發展;另一方面當水滲入混凝土內部后首先會引起水解破壞，并可能由此導致混凝土結構物的破壞。根據調查，由裂縫引起的各種不利結果中，滲漏水占60%。由于混凝土碳化會加劇混凝土收縮開裂，導致混凝土結構物破壞。混凝土裂縫的存在，能使空氣中的二氧化碳極易滲透到混凝土內部與水泥的某些水化產物相互作用形成碳酸鈣，這就是常說的混凝土碳化。在潮濕的環境下二氧化碳能與水泥中的化學成分相互作用，使混凝土的堿度降低，使鋼筋純化膜遭受破壞，當水和空氣同時期滲入，鋼筋就產生銹蝕。混凝土的裂縫還會使混凝土對鋼筋的保護作用削弱，在裂縫部位，水拉性能減弱，裂縫進一步擴大，形成更大的危害。綜上，混凝土裂縫對混凝土結構物的結構強度和穩定性具有直接的影響，會降低混凝土結構物結構強度和整體穩定性。輕則影響建筑物外觀和正常使用，嚴重的貫穿性裂縫甚至可能導致混凝土結構物的完全破壞。

3 水利施工中混凝土裂縫形成的原因

3.1 材料質量問題

材料質量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質量不好。如果水泥的強度不夠，水泥受潮或超期，使混凝土強度達不到設計值，就可能導致混凝土開裂。只有把好材料的質量關，工程質量才能在根本上得到保證。

3.2 混凝土配比問題

混凝土配合比設計不當會直接影響混凝土的抗拉強度，是造成其開裂不可忽視的原因。配合比不當指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當，骨料種類不佳，選用外加劑不當等，這幾個因素是互相關聯的。

3.3 施工中的問題

由于施工原因造成裂縫出現的因素很多。水分蒸發、水泥結石和混凝土干縮通常是導致混凝土裂縫的重要原因。模板構造不當，漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過拆模等都有可能造成混凝土開裂。因此混凝土的攪拌、運輸、澆灌、振實各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂縫產生的直接或間接原因。

4 控制混凝土裂縫的具體措施

4.1 混凝土配合比的優化設計

摻入粉煤灰，選擇減水劑，保證泵送流動度。采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加I級粉煤灰，將水膠比控制在規范允許的范圍內，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性，降低溫升，減少收縮，提高抗侵蝕具有良好的作用。

4.2 原材料的選擇

砂料細度模數控制在2.4以上，含泥量控制在1%內。碎石針片狀控制在10%以內，含泥量控制在1%內，盡可能使用低水熱化水泥，控制原材料的質量不使混凝土產生收縮。

4.3 施工安排

混凝土的澆筑盡可能避開高溫、曝曬、多風、降溫的天氣，若需要上述條件下施工時必須有相應遮擋、保溫措施。

4.4 施工過程控制

二次振搗法消除混凝土沉縮裂縫。對于澆筑后坍落度已經消失開始初凝的混凝土進行二次振搗，混凝土會重新液化，能較好地消除粗骨料、鋼筋下面的水膜，消除沉縮收縮量。泵送混凝土特別需要二次振搗。二次壓光消除混凝土塑性收縮裂縫。此種裂縫是混凝土表面水分散失引起的，發生在混凝土初凝至終凝期間，消除此種裂縫應使用機械抹光機進行大面積、高強度的提漿抹光，然后使用機械收光機進行大面積、高強度的收光，將極大地提高混凝土的平整度和表面強度，在混凝土終凝前再進行二次入工抹壓收光。控制約束裂縫的措施。混凝土約束裂縫的產生是混凝土內外溫差過大或收縮引起的約束拉力超過了混凝土的抗拉強度，在混凝土內外溫差過大、氣溫驟降時，及時采取保溫、保濕措施，加強測溫和氣溫預報，做到防護及時。閘墩下部與底板同時澆筑或盡量縮短閘墩與閘底板之間澆筑的時間間隔，可有效控制閘墩裂縫發生。

4.5 混凝土干縮裂縫的控制措施

混凝土存在空隙產生濕脹干縮，加強振搗使之密，清除混凝土中的泌水，加強表面的抹壓收，摻加優質粉煤灰，降低水灰比，可有效地制混凝土濕脹干縮裂縫產生。

4.6 混凝土內部的溫度控制

大體積混凝土內部埋設熱電禍測溫，掌握混凝土內部的溫升變化及內部最高溫度的發生時間，通過蓄熱保溫使混凝土內外溫差控制在25℃以內。常采用兩層農膜加干鋪兩層草袋的做法。

4.7 混凝土的養護和表面保護

良好的養護可使混凝土保持或接近飽和狀態，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂縫發生的措施之一，一般保溫保濕養護不得少于14d。

5 水利工程構筑物已產生裂縫修補法

國內外學者把裂縫分為死縫、活縫和增長縫等3種。對于死縫可以采用剛性材料填充修補;對活縫則采用彈性材料修補;對于增長縫，必須消除引發裂縫的因素。裂縫修補除了要恢復防水性和耐久性為目的之外，還要從結構安全及美觀角度出發進行修補，當前的修補方法主要有以下三大類。

5.1 充填法

對于裂縫寬度大于0.smm的裂縫，沿裂縫處鑿成“U”形或“V”形槽，槽頂寬約 10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂漿、環氧砂漿、彈性環氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結構中鋼筋已經銹蝕，則將混凝土鑿開到能夠處理已經生銹的鋼筋部分，將鋼筋除銹，再在槽中充填水泥砂漿或環氧樹脂砂漿等材料。

5.2 注入法

注入法分壓力注入法(灌漿法)與真空吸入法兩種。灌漿法適應于較深較細的裂縫，而真空注入法則利用真空泵使縫內形成真空，將漿材注入縫內，該方法適應于各種表面裂縫的修補。灌漿材料有水泥漿材、普通環氧漿材、彈性聚氨酷漿材、水溶性聚氨酉旨漿材等。

5.3 表面覆蓋法

在細微裂縫表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性為目的的修補方法。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法。施工時，首先用鋼絲刷將混凝土表面打毛，清理表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面氣孔，再用修補材料覆蓋表面。

6 結論

裂縫是水利建筑物混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低水利建筑物的抗滲能力，影響水利建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響水利建筑物的承載能力。所以，必須對混凝土裂縫進行深入細致的調查研究，區別對待，在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，以保證水利工程建筑物的構件的安全、穩定、經久、耐用。

[1]全國監理工程師培訓教材編寫委員會.工程建設質量控制.北京:中國建筑工業出版社,1999.

[2]毛鶴琴等.工程建設質量控制.北京:中國建筑工業出版社,1997.

[3]劉偉工程質量管理與系統控制武漢:武漢大學出版社,2004.1.

[4]水電水利工程施工監理規范DL/T5111-20002000-11-03.