灌區(qū)水利工程混凝土裂縫成因與修補(bǔ)策略分析

王延飛

摘要：隨著我國(guó)灌區(qū)水利工程規(guī)模不斷增加，工程質(zhì)量要求隨之增加，水利工程施工及后續(xù)使用過(guò)程中常出現(xiàn)大量混凝土裂縫，進(jìn)而對(duì)于整體灌區(qū)水利工程質(zhì)量產(chǎn)生負(fù)面影響。本文首先闡述灌區(qū)水利工程混凝土裂縫成因，重點(diǎn)分析了灌區(qū)水利工程混凝土裂縫的具體修補(bǔ)策略及灌區(qū)水利工程混凝土裂縫成因的防治措施，希望能夠進(jìn)一步提升灌區(qū)水利工程使用質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：灌區(qū)水利工程；混凝土裂縫；修補(bǔ)方法；溫差

一、灌區(qū)水利工程混凝土裂縫成因

1.1溫差裂縫

如果混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過(guò)大時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生明顯的溫差裂縫，其已成為當(dāng)前常見(jiàn)的水利工程質(zhì)量問(wèn)題，上述溫差會(huì)致使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分凝結(jié)成冰或過(guò)冷水，產(chǎn)生較大凍脹壓力或滲透壓，如果這種壓力超過(guò)混凝土自身極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)引發(fā)不同程度的溫差裂縫。通常這種裂縫大多出現(xiàn)在以下三個(gè)階段：（1）施工初期，基于水化熱負(fù)面影響，溫差裂縫發(fā)生頻次高；（2）脫模操作會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度出現(xiàn)驟然下降，這在一定程度上增大混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差，這也會(huì)引發(fā)溫差裂縫；（3）施工及維護(hù)階段，假使混凝土結(jié)構(gòu)的散熱效果不佳，致使混凝土內(nèi)部溫度遠(yuǎn)超過(guò)極限，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的溫差裂縫，而這種溫差裂縫會(huì)嚴(yán)重影響混凝土施工質(zhì)量，特別是一些大體積混凝土結(jié)構(gòu)。

1.2塑性收縮裂縫

混凝土具體凝固階段，常伴隨嚴(yán)重的散熱及蒸發(fā)情況，繼而引發(fā)混凝土體積收縮情況，特別是對(duì)于大體積混凝土，混凝土收縮過(guò)程遭受外部環(huán)境變化影響時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)裂縫。塑性收縮裂縫產(chǎn)生的根本原因在于混凝土性能不符合相關(guān)要求，所以混凝土使用初期就會(huì)出現(xiàn)裂縫。另外，施工人員沒(méi)有按照相關(guān)的操作規(guī)范進(jìn)行施工，否則會(huì)造成塑性收縮裂縫。當(dāng)發(fā)生這種塑性收縮裂縫時(shí)，如果不及時(shí)采取合理的應(yīng)急措施，裂縫會(huì)逐漸增加。當(dāng)各種污染物進(jìn)入這些裂縫時(shí)，鋼筋會(huì)受到污染，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能，尤其表現(xiàn)為工程抗震及防洪效果方面。

1.3安定性裂縫

假使水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化時(shí)，便會(huì)引發(fā)體積安定性不良影響，這種情況只是水泥制品后混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)膨脹性裂縫，降低水利工程整體質(zhì)量，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。而這些裂縫出現(xiàn)常由于熟料中游離氧化鈣、氧化鎂或添加石膏含量增加，尤其石膏含量過(guò)多時(shí)，水泥硬化后便會(huì)與固態(tài)水化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，體積明顯增加，進(jìn)而導(dǎo)致水泥開(kāi)裂情況。

二、灌區(qū)水利工程混凝土裂縫的具體修補(bǔ)策略

混凝土出現(xiàn)裂縫后，基于不影響工程質(zhì)量的目的，要求相關(guān)工作人員對(duì)于混凝土裂縫進(jìn)行妥善修復(fù)，避免進(jìn)一步侵蝕及裂縫擴(kuò)大，還可顯著提升結(jié)構(gòu)安全性以及整體美觀程度。實(shí)際修補(bǔ)過(guò)程中，重點(diǎn)考慮整體修補(bǔ)成本，進(jìn)而確定相應(yīng)的修補(bǔ)范圍及規(guī)模。當(dāng)前針對(duì)灌區(qū)水利工程混凝土裂縫問(wèn)題，常見(jiàn)的修補(bǔ)方法包括下列三個(gè)方面。

2.1充填法

一般來(lái)說(shuō)，假使裂縫寬度超過(guò)0.5mm，可采用充填法實(shí)施有效修補(bǔ)，具體利用密封材料填充裂縫。凹槽首先沿著裂縫產(chǎn)生，致使裂縫形狀為U形或V形，而填充材料要求注入裂縫中，常用的填料有水泥砂漿，環(huán)氧砂漿，彈性環(huán)氧砂漿以及聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋已生銹，要求施工人員將混凝土切割，具體切割范圍以滿足處理生銹鋼筋以對(duì)鋼筋除銹要求為宜，然后具體開(kāi)展防銹處理工作，主要在裂縫位置填充諸如聚合物水泥砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂砂漿等材料。

2.2注入法

當(dāng)前常用注入法具體包括壓力灌漿法和真空注入法，其中壓力灌漿法大多應(yīng)用于深裂縫及薄裂縫處理方面，而真空注入方法則利用真空泵在狹縫區(qū)域形成真空環(huán)境，進(jìn)而將漿料吸入狹縫中，這種方法主要應(yīng)用于修復(fù)各種表面裂縫，而灌漿材料達(dá)到采用水泥漿，普通環(huán)氧樹(shù)脂漿以及彈性環(huán)氧樹(shù)脂漿。

2.3表面覆蓋法

對(duì)于一些寬度小于0.2mm的微裂紋，表面覆蓋法實(shí)際修復(fù)效果較為明顯，具體利用一層薄膜覆蓋裂縫或覆蓋混凝土表面，實(shí)際裂縫區(qū)域完全覆蓋。采用這種方法處理后，混凝土的防水性能及耐久性均可明顯提升。這種方法開(kāi)展前，要求工作人員及時(shí)清理裂縫表面沉積物，再使用清水徹底沖洗，使用樹(shù)脂填充表面的毛孔，最后表面涂覆一定厚度的彈性涂膜防水材料、聚合物水泥漿以及聚合物膜等。

三、灌區(qū)水利工程混凝土裂縫的防治措施

如果灌區(qū)水利工程混凝土裂縫未經(jīng)過(guò)有效處理，可能引發(fā)嚴(yán)重后果，因此本文提出相應(yīng)的防治措施，其具體包括下列兩個(gè)方面。

3.1確定混凝土最佳配合比

具體混凝土施工前，施工人員使用各種混凝土材料進(jìn)行比例試驗(yàn)，以確定混凝土的最佳混合比，而原材料采購(gòu)階段，采購(gòu)人員還需要根據(jù)具體使用要求選擇原材料，進(jìn)而保證材料質(zhì)量，從而防止由于材料問(wèn)題產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。實(shí)際混凝土施工過(guò)程中，工作人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整各種原料的具體用量，尤其是水泥和粉煤灰用量，這可以有效地減少溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，從而保證混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。此外，對(duì)于一些易在混凝土中產(chǎn)生裂縫的部件，必須采用針對(duì)性加固措施，尤其使用中低強(qiáng)度水泥，有效控制鋼筋保護(hù)層厚度，確保混凝土最終強(qiáng)度滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求，進(jìn)而避免出現(xiàn)裂縫。

3.2強(qiáng)化混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)措施

一般來(lái)說(shuō)，混凝土維護(hù)工作對(duì)于整體混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量影響較為突出，所以混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)作業(yè)完成后，工作人員要求采用相關(guān)措施實(shí)施有效維護(hù)。合理有效的混凝土結(jié)構(gòu)維護(hù)措施可以有效防止混凝土裂縫發(fā)生及進(jìn)一步發(fā)展，確保后期混凝土的穩(wěn)定程度，提升整體混凝土結(jié)構(gòu)承載能力和強(qiáng)度，確保混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，灌區(qū)水利工程施工及使用過(guò)程中，混凝土裂縫較為常見(jiàn)，假使這些裂縫未獲得有效修補(bǔ)，任其發(fā)展，可能對(duì)于整體水利工程使用產(chǎn)生負(fù)面影響，嚴(yán)重時(shí)引發(fā)安全事故，因此要求相關(guān)工作人員對(duì)已發(fā)現(xiàn)的裂縫具體成因，采用相應(yīng)的修補(bǔ)方法進(jìn)行處理，并認(rèn)真做好相應(yīng)的防治措施，這樣才能確保灌區(qū)水利工程施工及使用質(zhì)量。

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（作者單位：甘肅省景泰川電力提灌管理局）