渠道襯砌砼填縫裂縫的成因和防治

黨澤川

寧夏回族自治區固海揚水管理處

在地質及土壤質地條件差的地段新建及改造渠道，若沒有很好的防滲止漏措施，將直接威脅渠道的安全運行。因此，對渠道進行砼板襯砌，不僅能提高渠道的渠系水利用系數，還對渠道的安全運行起著至關重要的作用。因此，在混凝土施工中，裂縫問題應引起人們足夠的重視，在渠道施工中，混凝土裂縫直接影響渠道的抗滲性和耐久性，關系到渠道的安全運行。本文重點分析其產生的原因，找出防止裂縫的措施。

1 沉陷（塑性）收縮裂縫

1.1 產生的原因

這種裂縫一般中部較寬,兩端較窄，經常出現在混凝土板的邊縫處。這種裂縫產生的原因主要是混凝土的流動性不足（混凝土板吸水太快造成邊沿混凝土很快失去流動性）、混凝土板邊沿凸凹不平限制了混凝土的均勻下沉或使混凝土不均勻，在凝結硬化前沒有沉實或沉實度不夠，混凝土發生沉陷收縮裂縫。同時也由于重力作用，粗細骨料以及水泥顆粒比重大，產生沉降；水分比重小，上浮到混凝土表面，產生泌水，混凝土因泌水在粗骨料的下部形成了空隙和水分。混凝土的泌水也是造成塑性收縮的直接原因。裂縫一般在混凝土澆筑后1～3小時出現，裂縫深度可達到混凝土板的底部。

1.2 防治措施

①對混凝土板在填縫前應進行充分的灑水養護，防止在填縫時混凝土板邊緣過快的失水而收縮；② 在滿足澆筑的情況下，應盡量減小混凝土的塌落度；③在混凝土運輸和澆筑過程中都應緩慢進行，不能過急，防止混凝土出現離析現象，影響混凝土的粘聚性；④在混凝土填縫時應盡可能地把混凝土板縫填飽滿，且振搗密實，用灰抹子抹平，并在壓實后10～30min內(在混凝土尚未凝結之前表面水基本收干前后)，再次用水抹子進行表面拍打液化混凝土，并壓實抹光。以提高砼的粘結力和抗拉強度，并減少內部裂縫與氣孔，提高抗裂性。

2 干燥收縮裂縫

2.1 產生的原因

干燥收縮裂縫的主要原因是混凝土凝結硬化過程中較長時間內的水分蒸發引起的。混凝土被認為是一種人造的沉積巖，各種顆粒在水的作用下形成一層水膜，水分揮發使固體顆粒進一步靠近，毛細管進一步變細，增大了水分從混凝土內層提升到表面的能力，混凝土的水分在泌水和毛細管的雙重作用下，使體積收縮，產生裂縫；又由于渠道中的環境溫度高，風速大而且干燥，混凝土表面的水分蒸發速率大于內層毛細管提升水的速率和泌水的速度，混凝土表面水分得不到補充，表面產生很大的溫度梯度，而此時混凝土內部中心對外層約束，表現約束的結果，使外部混凝土受拉應力，內部混凝土受壓應力，造成混凝土表面層的體積收縮大，此時的混凝土還未產生足夠的強度，收縮變形產生的拉應力大于混凝土的抗拉強度，混凝土就開裂。

2.2 影響因素

①原材料的因素：水泥中的各種礦物成分對干縮影響不一；混凝土中的含泥量和粒徑對混凝土的收縮有較大的影響，同樣，石子中的含泥量對混凝土的收縮也極為不利；混凝土中的粗骨料是抵抗收縮的主要材料，在條件相同的情況下，混凝土的干縮隨著砂率的增大而增大，砂率降低增加粗骨料用量對控制混凝土裂縫有顯著效果。

②混凝土的配合比：混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大，在水泥用量一定的條件下，混凝土的干燥收縮和用水量成正比，隨著用水量增加而增大。

③外加劑：在混凝土中加入8%～15%的UEA膨脹劑，加入膨脹劑后，可使混凝土在水化反應過程中生成大量的結晶水化物——鈣礬石(3CaOAI2O3·3CaSO4·52H2O)，使混凝土中的大孔減少，總的空隙率降低，而受約束的膨脹剛好能補償混凝土的收縮，因而增強混凝土的密實度，提高混凝土的強度，增強混凝土的抗滲性。要使膨脹劑充分發揮作用，必須在充分養護的基礎上才能達到。在渠道中如果不用草袋覆蓋灑水養護或澆水養護不及時，加入膨脹劑后混凝土還會出現較大的收縮，尤其是渠道中溫度高、風大的情況下，更應注意養護，如果混凝土中的膨脹劑得不到充分的水分，根本達不到應有的膨脹效果，同樣會出現裂縫。因此，覆蓋灑水養護對補償混凝土來說也是非常重要的。

④環境因素：試驗證明，在氣候干燥或大風季節，混凝土澆筑不覆蓋會立即干裂，因此，在填縫完成的砼表面灑水覆蓋對防止混凝土的干裂也十分重要。

2.3 防止裂縫的技術措施

① 材料的選擇

水泥:：合理選用水泥品種、品牌，盡可能的采用礦渣硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥等收縮變形小的水泥。

砂：采用細度模數m在2.8 ~ 3.0之間的中砂，不宜用細砂，并嚴格控制含泥量不大于2%。

石子：采用級配良好的卵石，且石子的最大粒徑為35mm，并控制含泥量不大于1%。

②施工過程中的控制

i)嚴格控制混凝土的配合比，必須做到逐盤計量，各種原材料，必須控制在計量誤差范圍內，計量裝置須定期檢查。

ii) 砼攪拌均勻，不離析不泌水。

iii)水是影響混凝土收縮的最主要原因，因此嚴格控制水灰比對混凝土的收縮十分重要。在施工中嚴格控制混凝土的塌落度，現場攪拌不大于2.5cm。

iv)混凝土填縫后最好能覆蓋草袋并灑水養護，防止大風襲擊和陽光暴曬，引起表面水分劇烈蒸發形成收縮。

v)在混凝土中摻入適量膨脹劑且養護及時得當，可以起到收縮補償作用，有利于防止混凝土裂縫。

3 施工造成的裂縫

由于渠坡基礎沒有處理好，混凝土板有滑動或部分沉降；為了趕進度，混凝土板的砂漿墊層強度不夠就取混凝土墊塊填縫，導致混凝土板有滑動現象，接茬不良，振搗不密實，切縫深度不夠等。這幾種裂縫都是由于施工不當造成的裂縫。

4 結語

渠道襯砌砼填縫裂縫產生的原因主要有沉陷（塑性）收縮裂縫、干燥收縮裂縫、施工方面造成的裂縫。因此，施工過程中嚴格遵照渠道混凝土填縫的有關標準、規范進行管理、生產和施工，才能保證混凝土填縫的質量。