水利施工中的混凝土裂縫控制

摘要：混凝土作為水利工程建設的重要材料，對工程質量影響重大。由于混凝土本身特性及外界環境因素影響很容易產生裂縫，其可能會直接影響工程建筑物的使用，甚至需要進行局部返工或者導致工程構件報廢。本文即分析了水利工程混凝土裂縫種類及其形成原因，然后詳細闡述了水利施工中的混凝土裂縫的控制和處理措施。

關鍵詞：水利施工；混凝土；裂縫；配合比；灌漿

一、水利工程混凝土裂縫種類及其形成原因

（一）水利工程混凝土裂縫的種類

依據水利工程中混凝土產生裂縫寬度的不同，可以將混凝土裂縫分為宏觀裂縫和微觀裂縫兩種。所謂微觀裂縫，主要是寬度小于0.05m m 的裂縫，該類裂縫肉眼狀態下不易被發現，其多處于是混凝土內部；就數量而言其要比肉眼能夠見到的宏觀裂縫要多得多。如果荷載沒有超過設計規定條件，微觀裂縫被認為是無害的，但它是也是誘發早期宏觀裂縫的主要原因。微觀裂縫又依據其自愈合狀況分為自愈合裂縫和非自愈合裂縫兩種；自愈合裂縫在裂縫正式出現一段時間后會閉合，而非自愈合裂縫在出現一段時間后不變或者繼續開裂。

（二）不同種類混凝土裂縫成因

1、微觀裂縫種類及成因

（1）界面裂縫

界面裂縫主要存在于砂漿與骨料的粘結面之上。該類裂縫形成的一個原因是混凝土凝結過程中的砂漿水化、收縮作用引起砂漿體積變化，導致砂漿與骨料之間的粘結力消失形成，該原因形成的裂縫分布基本無規律可言；導致混凝土產生界面裂縫的另一個原因是混凝土成型發生泌水，水分在上升過程中受到骨料的阻滯作用而聚集在粗骨料下緣，妨礙砂漿與骨料的粘結形成裂縫。

（2）砂漿裂縫

砂漿裂縫產生自砂漿本身。主要源自砂漿本身水泥含堿量及溫度等的變化影響而發膨脹，產生裂縫。該類裂縫很容易受到外界受力或者其他因素的影響，與鄰近的界面裂縫形成連續的混凝土裂縫。

（3）骨料裂縫

骨料裂縫產生自骨料顆粒內部。該類裂縫主要在于骨料開采和軋碎過程中，產生，其多沿著石質或者成巖的紋理分布。

2、宏觀裂縫種類及成因

（1）收縮裂縫

混凝土澆筑過程中，短時間內會由于水泥水化而放出大量的熱，混凝土構件內外溫差變大。由于混凝土外部降溫較快收縮也較快，而內部降溫慢收縮也較慢，內外由于受力的不均衡一旦超過混凝土允許拉應力大小就會產生裂縫。

（2）沉陷裂縫

沉陷裂縫源于混凝土內部斷面的沉降，由于混凝土在凝結沉降過程中遇到鋼筋、模板連接螺栓，以及受到模板摩擦阻力的影響，都會引發混凝土表面產生沉陷裂縫，多發生在柱、狹長構件邊角、構件豎向變截面處部位。

（3）鋼筋銹漲裂縫

影響水利工程混凝土裂縫的一個重要因素就是水位變動；處于水位變動區的鋼筋混凝土構件中由于混凝土保護層破壞或者受到構件周圍氯化物含量超標而中和了混凝土中的堿性基體，而破壞了鋼筋表面的氧化膜，導致鋼筋發生銹蝕擠壓周圍的混凝土，使混凝土發生漲裂。

（4）荷載裂縫

荷載裂縫主要由于混凝土構件沒有達到設計要求，在較大強度的外界荷載作用而發生變形產生裂縫；或者雖然達到了設計要求，但是由于受到較大強度的常規靜、動荷載及次應力影響而產生裂縫，后者出現較多并且多表現為貫穿裂縫。

（5）龜裂裂縫

龜裂裂縫多發生于施工階段，主要是由于配料、攪拌、澆筑、養護等環節的誤操作或者水泥安定性差等原因產生，其中養護環節操作不當、水泥安定性差原因為多。

（6）疏松裂縫

疏松裂縫的產生受混凝土本身特性變化影響較大，主要是在運輸過程中發生離析，或者澆筑過程中下料不均、漏振、過振等產生。如果裂縫延續到了混凝土表面，則很容易被發現，反之則不易查覺。

二、水利施工中的混凝土裂縫的控制措施

（一）優化混凝土配合比

首先在選擇材料上下功夫，要選擇收縮性小的水泥品種和骨料，水泥要選擇低堿含量水泥，骨料一定要采用連續級配，不得使用堿性骨料，以免發生堿骨料反應，同時要特別控制骨料的含泥量指標和有害物質含量。其次可通過摻加外摻料和外加劑等方式改善混凝土性能，既能保證混凝土強度又能有效減少水泥用量，減少單位體積用水量，使水灰比在合適的范圍內。還要注意拌合用水的選擇，最好選擇中性可飲用水。

（二）做好結構基礎處理，避免混凝土發生不均勻沉降，產生沉降裂縫

施工時一定要保證地基基礎的穩定，對松軟的地質結構要采取夯實，加固或換填等措施。使用的模板要有足夠的剛度和強度，不能發生變形，支撐要求穩固牢靠。混凝土澆筑過程中不得被雨水浸泡，拆模時間要根據混凝土強度決定，注意拆除的先后順序。

（三）加強混凝土澆筑過程管理

混凝土施工時要合理安排澆筑時間，盡量避免高溫大風天氣施工。夏季如果骨料溫度較高，可采取加冷水降溫措施，或在混凝土中埋設冷凝水管；冬季可提前給骨料加熱，或采用加熱拌合用水等方式盡量減少溫差形成；雨季要隨時監測集料含水量變化，避免水灰比發生變化；振搗時要控制好振搗時間，最好采用機械振搗方式，觀察混凝土中無氣泡冒出，有均勻浮漿出現即可停止振搗。

（四）加強混凝土早期養護

在混凝土拆模后要及時進行覆蓋，并定期灑水養護，保持混凝土表面濕潤。養護時間要視情況而定，夏季不少于7天，冬季不少于14天。冬季要采取保溫措施，可搭設防風暖棚等。對于溫度和收縮引起的裂縫，也可通過增加配筋數量來改變。選擇直徑小，間距密的鋼筋布置可大大提高混凝土抗裂性能，預防裂縫發生。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發生裂縫。

三、水利施工中的混凝土裂縫的處理措施

（一）表面修補法

該方法主要用于界面裂縫的處理，在界面表面涂刷涂料，操作方法簡單。處理方法可以是裂縫表面先涂抹干水泥粉，然后噴灑少量的水，或者在裂縫表面涂抹環氧膠泥、油漆和瀝青等材料；如果混凝土界面裂縫較為水平，還可以采用粘土、塑膠等材料在裂縫周圍做“圍堰”的方法向裂縫內部注入低粘度的聚合物液體，聚合物液體在重力作用下侵入裂縫內，起到修補作用。

（二）灌漿法

灌漿法是利用壓力設備向混凝土裂縫中太壓入膠結材料，達到修補裂縫目的的一種方法，膠結材料被壓入裂縫后發生硬化與混凝土凝結成一個整體。該方法主要用于修補那些對混凝土結構有影響或者有防滲要求的混凝土裂縫的修補；主要是在裂縫上隔段打灌漿孔，然后將膠結材料壓入灌漿孔內部。

（三）嵌縫法

嵌縫法是沿著裂縫進行鑿槽，然后在槽中嵌入止水材料達到封閉裂縫目的一種修補方法。該方法多用于處理寬度大于0.5m m 的裂縫。沿著裂縫方向開鑿的槽可以為矩形、V 形、U 形或者倒梯形，槽內可以填充塑性止水材料，如：聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等，或者填充剛性止水材料，如：丙乳砂漿。

（四）結構加固法

結構加固法，主要針對那些影響到構件結構、性能裂縫的處理；主要是在構件表面采取必要的加固措施達到恢復混凝土構件結構、性能的一種修補方法。可以采取的構造措施，如：在構件角部外包型鋼、在構件外部添加鋼筋、在構件上添加預應力錨索，或者增設支點、噴射混凝土達到混凝土補強目的。

（五）混凝土置換法

置換法主要是對裂縫周圍的混凝土進行剔除操作，再次置入新的混凝土或者其他材料的一種混凝土裂縫修補方法。該方法多用于處理那些受裂縫滲水嚴重侵蝕的混凝土的一種有效修補方法。置換材料可以是普通的混凝土、水泥砂漿，也可以是聚合物或者改性聚合物混凝土及砂漿。

結語

綜上，混凝土的裂縫一直是水利工程中出現的問題，隨著科技的進步和人才的培養，這個問題一定會解決。在今后的水利工程中，雖然會遇到越來越多的問題，但是相信只要努力細心研究，采取各種有效的措施來解決，這些困難一定會迎刃而解，我國的水利工程一定會發展得越來越好。

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