淺談水利施工中混凝土裂縫的分類、原因及處理方式

王慶云

摘 要：混凝土是由砂石集料、水泥、水以及需要加入的化學(xué)外加劑攪拌而成的復(fù)合材料。因?yàn)榛炷两ㄖ捌渥陨硇螤罡淖兒拖拗频葐栴}，造成混凝土出現(xiàn)縫隙，細(xì)小的縫隙一般是沒有危害的，對(duì)混凝土構(gòu)造的承載、滲漏和其他性能都沒有影響，嚴(yán)重的縫隙會(huì)對(duì)人身以及財(cái)產(chǎn)產(chǎn)生威脅，所以對(duì)混凝土縫隙的掌控是現(xiàn)階段水利建設(shè)中最關(guān)注的重點(diǎn)問題之一。嚴(yán)重的會(huì)對(duì)水利項(xiàng)目的運(yùn)行和項(xiàng)目品質(zhì)產(chǎn)生不良作用，對(duì)大型混凝土縫隙進(jìn)行分類，分析了其出現(xiàn)的原因，同時(shí)對(duì)怎樣防止縫隙的出現(xiàn)提出了治理手段。

關(guān)鍵詞：水利工程；混凝土；裂縫；施工

1 水工混凝土裂縫的分類

1.1 收縮裂縫。（1）外觀縫隙，大體積的混凝土其內(nèi)熱降溫較慢，外部因?yàn)楹屯饨邕M(jìn)行解除所以降溫快，因?yàn)閮?nèi)部以及外部的降溫速度不同，在混凝土外表就會(huì)出現(xiàn)溫度梯度，導(dǎo)致外部出現(xiàn)拉應(yīng)力，內(nèi)部出現(xiàn)壓應(yīng)力；假如溫差形成的外部拉應(yīng)力比這種情況下混凝土的抗拉性強(qiáng)的話，就會(huì)在外表形成縫隙，普遍來講在混凝土灌筑三到四天內(nèi)出現(xiàn)。（2）貫穿縫隙，混凝土在灌筑完成數(shù)天之后因?yàn)閮?nèi)部慢慢的降溫出現(xiàn)收縮，還因?yàn)榛炷猎谟不瘯r(shí)摻入的水和膠凝劑等產(chǎn)生影響，會(huì)造成混凝土構(gòu)造的收縮，因?yàn)樽陨順?gòu)造的限制抑或基底的制約，也會(huì)出現(xiàn)拉應(yīng)力，如果拉應(yīng)力比這時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度強(qiáng)時(shí)，在混凝土構(gòu)造較薄的位置就會(huì)出現(xiàn)貫穿縫隙，這種因?yàn)槭湛s形成的縫隙具有危害性。

1.2 塑性塌落裂縫。在混凝土灌筑中抑或在灌筑完成后剛開始固定形狀過程中，都會(huì)出現(xiàn)塑性坍塌縫隙。由于在混凝土形狀固定的過程中，攪拌物的集料慢慢的塌沉，同時(shí)水向上漂浮，這時(shí)鋼筋頂端的混凝土?xí)讳摻钪福⑶忆摻顑蛇呥€有下面的混凝土出現(xiàn)沉降，只是混凝土順著鋼筋外表形成縫隙。

1.3 水化熱裂縫。在大體積的混凝土中會(huì)出現(xiàn)水化熱縫隙。混凝土在初期凝固時(shí)內(nèi)部因?yàn)樗療岈F(xiàn)象放出大量的熱，造成混凝土內(nèi)外溫度差很大，并且內(nèi)部溫度和外界溫度相差很大，再加上本身構(gòu)造的限制，進(jìn)而形成收縮以及溫度應(yīng)力，造成水化熱縫隙的形成。一般來講，大體積混凝土在初凝階段，內(nèi)部和外部溫度差在二十四攝氏度以上，外部和外界環(huán)境溫差在十五攝氏度以上，最高灌筑溫度在二十七攝氏度時(shí)，就容易形成水化熱縫隙。

1.4 干縮裂縫。這種縫隙大多在混凝土硬化時(shí)產(chǎn)生。因?yàn)榛炷猎谒稚l(fā)后會(huì)干燥，造成混凝土體積變小，在變形過程中受到限制時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)干縮縫隙。混凝土因干縮形成的縫隙普遍來講分為三種樣式：沒有規(guī)律的龜紋抑或放射形狀的縫隙，大多在板面墻面的位置出現(xiàn)；一段一段距離內(nèi)出現(xiàn)的縫隙大多在基礎(chǔ)梁以及框架梁上面；在埋藏管的位置形成的縫隙，沿著埋藏管的形狀形成。

水工混凝土裂縫產(chǎn)生的原因：（1）按裂縫產(chǎn)生的原因劃分有：由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、動(dòng)荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、濕度變形、不均勻沉降等）引起的裂縫；由施工操作（如制作、脫模、養(yǎng)護(hù)、堆放、運(yùn)輸、吊裝等）引起的裂縫。（2）按裂縫的方向、形狀劃分有：水平裂縫，垂直裂縫，橫向裂縫，縱向裂縫，斜向裂縫以及放射狀裂縫等。（3）按裂縫深度劃分有：貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。

2 水利施工中砼裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 塑性收縮裂縫。混凝土在養(yǎng)護(hù)成型時(shí)，會(huì)慢慢的散發(fā)熱量以及水分，這是造成混凝土?xí)霈F(xiàn)干縮的關(guān)鍵緣由，特別是體積較大的混凝土。假如混凝土在收縮時(shí)遇到外界的限制，就出現(xiàn)收縮應(yīng)力，收縮應(yīng)力比那時(shí)混凝土自身的抗拉力強(qiáng)時(shí)，就會(huì)形成縫隙。建筑物使用混凝土進(jìn)行建筑時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到縫隙。縫隙不是一直出現(xiàn)的，因?yàn)槲锢硇栽驅(qū)е拢炷两Y(jié)構(gòu)是否能夠用的久就要看縫隙的情況。縫隙的形成，大多在建筑時(shí)就有，部分盡管在建筑完成后，也大多在使用初期五年到十年以內(nèi)，不是因?yàn)槭褂脮r(shí)間長(zhǎng)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，而是過早出現(xiàn)。縫隙的形成對(duì)其抗拉性產(chǎn)生直接的影響，因?yàn)橛锌p隙有害物能夠進(jìn)到混凝土中，侵蝕鋼筋，導(dǎo)致混凝土構(gòu)造損壞。針對(duì)水庫(kù)的構(gòu)造來講，擋水混凝土構(gòu)造中出現(xiàn)的縫隙會(huì)造成滲漏現(xiàn)象的出現(xiàn)，假如滲漏情況嚴(yán)重，對(duì)項(xiàng)目的蓄水性能會(huì)產(chǎn)生影響；對(duì)使用混凝土建筑的重力壩來講，假如貫穿縫隙的長(zhǎng)和寬都達(dá)到一定的程度，會(huì)造成壩體揚(yáng)壓力上升，抗滑力下降，對(duì)構(gòu)造抗震性產(chǎn)生不良影響，甚至堤壩的整體抗滑性能、對(duì)構(gòu)造抗震性能都有不良影響，嚴(yán)重的對(duì)壩體構(gòu)造的安穩(wěn)以及安全帶來威脅。

2.2 溫差裂縫。溫度差縫隙是因?yàn)榛炷镣獗砗蛢?nèi)部間溫度差異造成的，溫度差形成的緣故是水泥水化熱造成的混凝土內(nèi)外部溫度差異太大。在溫度變化時(shí)，混凝土細(xì)孔內(nèi)的水溫度降低形成冷水或者結(jié)冰，體積因?yàn)榕蛎浶纬蓛雒泬毫Γ苿?dòng)形成滲漏壓，當(dāng)這兩種的附加力比當(dāng)時(shí)的混凝土抗拉力強(qiáng)時(shí)，混凝土?xí)纬蓳p壞。溫度差縫隙形成的原因有三種：①混凝土在建筑初凝階段，形成水化熱，內(nèi)部與外部溫度差異大形成縫隙；②混凝土養(yǎng)護(hù)完成拆模之后，表面會(huì)因?yàn)轶E冷形成縫隙；③因?yàn)閮?nèi)部溫度已經(jīng)抵達(dá)最大值，不過因?yàn)獒尫艧崃壳闆r不佳，形成縫隙。建筑中體積較大的混凝土，主要是因?yàn)闇囟炔钚纬煽p隙，例如水工堤壩、攔河壩、分洪閘等混凝土構(gòu)造的體積較大的建筑物更容易出現(xiàn)這種縫隙。

2.3 安定性裂縫

安定性縫隙大多是龜裂，一般是由于使用的混凝土品質(zhì)不達(dá)標(biāo)造成的。還有，鋼筋在放置時(shí)出現(xiàn)侵蝕再使用也會(huì)造成混凝土縫隙的出現(xiàn)。

3 水利施工中混凝土裂縫的處理方式

3.1 開槽法修補(bǔ)裂縫

該法適合于修補(bǔ)較寬裂縫大于零點(diǎn)五毫米，采用環(huán)氧樹脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：12.5，砂：28。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(huán)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(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約零點(diǎn)四斤丙酮就可以了）。及時(shí)將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內(nèi)，一組砂漿的整個(gè)施工過程需要三十分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù)即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時(shí)以內(nèi)及時(shí)用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護(hù)。

3.2 低壓注漿法修補(bǔ)裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為零點(diǎn)二到零點(diǎn)三毫米的混凝土裂縫修補(bǔ)。修補(bǔ)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(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí)，先要在裂縫位置上貼醫(yī)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，大約十分鐘后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴(yán)。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時(shí)先用補(bǔ)縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動(dòng)補(bǔ)縫器活塞，使?jié){液通過注漿嘴壓入裂縫，當(dāng)相鄰的嘴中流出漿液時(shí)，就可拔出補(bǔ)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(gè)注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時(shí)可以對(duì)每個(gè)注漿嘴再次補(bǔ)漿。

3.3 表面覆蓋法修補(bǔ)裂縫

這是一種在微細(xì)裂縫（一般寬度在零點(diǎn)二毫米以下）的表面上涂膜，以達(dá)到修補(bǔ)混凝土微細(xì)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(diǎn)是修補(bǔ)工作無法深入到裂縫內(nèi)部，對(duì)延伸裂縫難以追蹤其變化。表面覆蓋法所用材料視修補(bǔ)目的及建筑物所處環(huán)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（粘貼）等。施工時(shí)，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(bǔ)材料涂覆表面。

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