淺談水利工程混凝土裂縫的成因及對策

石家莊市冶河灌區管理局 河北石家莊 050000

摘要：水利混凝土裂縫是水工建筑物最為常見的病害之一，產生的原因是多種多樣的。裂縫對水工建筑物的危害程度不一，還可能誘發其他病害的發生和發展，對水工建筑物的耐久性產生巨大的危害，因此，必須對此加以重視，并采取措施加以解決。

關鍵詞：水利工程；裂縫；成因

一、水利混凝土裂縫產生的原因

混凝土裂縫形成的原因非常復雜，往往是多種不利因素綜合作用的結果。從工程建設實施角度上分析，混凝土裂縫產生的原因主要有以下幾方面的因素。

1.設計粗糙，建設、監理單位工作隨意性大

由于多方面的原因，勘察設計單位無法深入地開展地質勘探工作，設計缺乏科學依據，帶有一定的盲目性。個別建設單位限于自身管理和專業技術水平的欠缺，任意變更原設計。少數工程由業主的內部人員組成監理機構，監理工作失去獨立性。

2.施工工藝或現場操作不規范

混凝土生產時原材料計量誤差大，尤其外加劑的摻加隨意性大，沒有根據砂、石料的實際含水率及時調整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。另外，在混凝土運輸及泵送過程當中加水的現象也比較普遍。采用整體式鋼模板臺車施工，混凝土澆筑時不振搗或漏振，混凝土均質性差。盲目追求施工進度，隨意提前脫模時間，使低強度混凝土過量承受荷載，破壞了混凝土結構。脫模后沒有進行混凝土的潮濕養護。

3.原材料質量差，配合比設計不合理

水泥品種選擇不當，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂級配差，含泥量超標。碎石中石粉含量大，針、片狀物過多，影響了水泥與骨料的膠結。進行配合比設計時，忽視水泥用量增多對混凝土品質的影響，錯誤認為水泥用量越多，混凝土強度越高。對摻合料和外加劑的選用缺乏專業技術人員的指導，往往達不到預期效果。

據相關統計，施工不規范造成的混凝土裂縫占80%左右，材料質量差或配合比不合理產生的裂縫占15%左右，設計不當引起的裂縫可能占5%。

二、水利混凝土裂縫的預防措施

1.塑性收縮裂縫的預防措施

首先是要選擇合適的材料，一般選用干縮值較小、強度好的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。嚴格控制水灰比例，摻加高效減水劑來增加。混凝土的強度，減少水和水泥的分量。要及時在混凝土的表面覆蓋一層薄膜，保證混凝土的濕度或者在混凝土表面噴灑養護劑等進行養護。

2.沉陷裂縫的預防措施

基于地基的穩定，施工前對卵石、礫石、各種砂和粘性土的地質結構要進行夯實、加固。模板要保證有足夠的強度和剛度，以保證地基的均勻受力。在澆注的過程中，混凝土不要被水浸泡，拆除模板要有時間的控制，另外也要注意拆模的先后順序。在凍土上搭設模板時要注意采取一定的預防措施。

3.對冷卻管進行降溫

為了有效地避免水利的施工過程中，混凝土的內溫過高導致的熱脹冷縮現象，可在混凝土的內部結構進行冷卻管的預先鋪設，待混凝土在澆注之后，便可進行通水的循環冷卻操作，這樣可以預防裂縫的出現。對于冷卻管中的出水的排放問題，應該安排在不影響工程施工的地方，當施工過程中的混凝土在整體初凝后，可以按照具體的情況通過出水對混凝土進行蓄水以及保溫養護。

4.溫控防裂措施

為防止裂縫的出現，水利施工的現場可以采取以下幾點措施。首先，要改善骨料的配比，在干硬性的混凝土中摻加混合料，加塑化劑或引氣劑，盡量減少混凝土中水泥的用量。其次，進行混凝土的攪拌時，可以加水或者用水對碎石進行冷卻處理，使澆筑混凝土的溫度有所下降。最后，熱天進行混凝土的澆筑時，應當減少對混凝土的澆筑厚度，能控制在500 毫米以內最佳，這樣有利于表面的散熱。還可以按照混凝土的澆注面積，設置混凝土的測溫管，定時測定內外溫度。

三、水利工程混凝土裂縫的修補

混凝土裂縫分為死縫、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幾種。

1.開槽法修補裂縫

首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當中，再用人工繼續攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度。及時將已拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的砼鑿槽內進行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入砼縫內，一組砂漿的整個施工過程需要30 分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養護即砂漿嵌入縫槽內處理好后兩小時以內及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環氧樹脂砂漿進行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養護。

2.低壓注漿法修補裂縫

低壓注漿法適用于寬度為0.2mm～0.3mm 的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。當裂縫數量較多時，先要在裂縫位置上貼醫用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10 分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復用漿補上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿嘴壓入裂縫，當相鄰的最終流出漿液時，就可拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。

3.表面覆蓋法修補裂縫

這是一種微細裂縫的表面上涂膜，以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。表面覆蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工時，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補材料涂覆表面。

4.充填法

對于裂縫寬度大于0.5mm 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.注入法

注入法分壓力注入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、彈性聚氨酯漿材、水溶性聚氨酯漿材等。

除以上幾種常用混凝土裂縫修補法外，還有結構加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等修補方法，要根據工程具體情況選用合適的混凝土裂縫修補方法。

結語

水利建筑構筑物的結構安全和防滲等主要由混凝土承擔，混凝土的質量極其重要。因此，減少和控制混凝土裂縫的產生和擴展，對提高混凝土結構的質量，進而提升水利建筑物的安全起著極為重要的作用，必須加以重視。

參考文獻：

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