小議水利工程混凝土裂縫及防治措施

金娟+關衛衛

摘 要：混凝土是當今應用量最大的一種建筑材料，廣泛用于工業與民用建筑、水利、交通、城市建設等工程。混凝土裂縫問題的研究、預防、處理，是一個長期的課題，對混凝土裂縫的成因進行分析、探討，采取有效措施去抑制混凝土裂縫向有害方向發展是必要的，同時應該對已形成的裂縫進行修補，避免危害結構安全。

關鍵詞：水利工程；混凝土裂縫；防治措施

混凝土材料以其抗壓強度高、耐火性好、使用靈活、施工方便等優點成為當今世界上用途最廣、用量最大的建筑材料之一，發揮著其它材料無法替代的作用和功能。但是，混凝土材料脆性大、易腐蝕，在其服役的過程中會受到內部因素和外部環境的作用，產生裂紋、局部損傷和腐蝕等病害，日積月累，這些病害會逐漸加重，致使混凝土材料的性能不斷降低，輕者會影響結構的正常使用或縮短結構的使用壽命，重者會產生災難性的事故，給國民經濟和人民的生命安全帶來巨大的損失。雖然說混凝土裂縫幾乎是不可避免的，但大部分裂縫都可以通過修補使混凝土結構物恢復原有功能。為了提高混凝土結構的耐久性，增強混凝土結構的使用功能，可以對結構構件中出現的混凝土裂縫進行修復。可以說混凝土裂縫的修復有著巨大的理論價值和實踐。

1 水利工程中混凝土裂縫產生的原因

1、干縮裂縫

干縮裂縫產生的原因為混凝土內外水分具有不同蒸發程度，致使產生不同的變形結果。因外部條件的制約，混凝土表面將產生水分損失過大，變形嚴重等情況。如具有較小內部濕度變化，其變形也不明顯，因混凝土內部制約，表面干縮變形較大時，則出現的拉應力也較大，進而產生裂縫。

2、塑性收縮裂縫

暴露于空氣的新澆筑混凝土結構上表面極易出現塑性裂縫。塑性收縮是指在混凝土凝結前，表面由于水分蒸發過快出現的收縮。通常在大風、干熱等情況下易產生塑性收縮裂縫，一般短裂縫長度在30厘米以下，3米為其最長裂縫長度。同時水灰比、環境溫度、風速及相對濕度等都會對混凝土塑性收縮裂縫造成嚴重影響。

3、沉降裂縫

因結構地基土質不均、松軟或回填不足、浸水等因素都會導致不均勻沉降問題的出現，這也是產生沉降裂縫的主要原因。尤其在冬季施工中，在凍土上進行模板支撐，凍土溶化后將出現不均勻沉降情況，導致裂縫出現在混凝土結構內。梭形為該類裂縫的主要形式，其具體走向與沉陷息息相關，其中裂縫寬度和沉降量存在正比關系。0.3到0.4毫米為裂縫寬度，溫度變化對其具有較小地影響。

4、溫度裂縫

大體積混凝土表面、溫度較大變化位置的混凝土結構內極易出現溫度裂縫。水泥水化在硬化過程內極易出現大量水化熱情況。因混凝土具有較大體積，在混凝土內部大量水化熱聚集無法及時散發，致使內部溫度不斷增加，因混凝土表面具有較快散熱能力，這種情況下內外部溫差較大，進而導致內外部具有不同程度的熱脹冷縮情況，促使一定拉應力出現在混凝土表面。如拉應力比混凝土抗拉強度極限大時，就會有裂縫出現在混凝土表面，一般該類裂縫出現在混凝土施工中后期。

2 水利工程混凝土裂縫有效控制的具體措施

1、混凝土配合比的優化設計。摻入粉煤灰，選擇減水劑，保證泵送流動度。采集原材料進行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加Ⅰ級粉煤灰，將水膠比控制在規范允許的范圍內，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性，降低溫升，減少收縮，提高抗侵蝕具有良好的作用。

2、原材料的選擇。砂料細度模數控制在2.4以上，含泥量控制在1%內。碎石針片狀控制在10%以內，含泥量控制在1%內，盡可能使用低水熱化水泥，控制原材料的質量不使混凝土產生收縮。

3、施工過程控制。（1）二次振搗法消除混凝土沉縮裂縫。對于澆筑后坍落度已經消失開始初凝的混凝土進行二次振搗，混凝土會重新液化，能較好地消除粗骨料、鋼筋下面的水膜，消除沉縮收縮量。泵送混凝土特別需要二次振搗。（2）二次壓光消除混凝土塑性收縮裂縫。此種裂縫是混凝土表面水分散失引起的，發生在混凝土初凝至終凝期間，消除此種裂縫應使用機械抹光機進行大面積、高強度的提漿抹光，然后使用機械收光機進行大面積、高強度的收光，將極大地提高混凝土的平整度和表面強度，在混凝土終凝前再進行二次人工抹壓收光。（3）控制約束裂縫的措施。混凝土約束裂縫的產生是混凝土內外溫差過大或收縮引起的約束拉力超過了混凝土的抗拉強度，在混凝土內外溫差過大、氣溫驟降時，及時采取保溫、保濕措施，加強測溫和氣溫預報，做到防護及時。閘墩下部與底板同時澆筑或盡量縮短閘墩與閘底板之間澆筑的時間間隔，可有效控制閘墩裂縫發生。

4、混凝土干縮裂縫的控制措施。混凝土存在空隙產生濕脹干縮，加強振搗使之密實，清除混凝土中的泌水，加強表面的抹壓收光，摻加優質粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土濕脹干縮裂縫產生。

5、混凝土內部的溫度控制。大體積混凝土內部埋設熱電耦測溫，掌握混凝土內部的溫升變化及內部最高溫度的發生時間，通過蓄熱保溫使混凝土內外溫差控制在25℃以內。常采用兩層農膜加干鋪兩層草袋的做法。

6、混凝土的養護和表面保護。良好的養護可使混凝土保持或接近飽和狀態，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂縫發生的措施之一，一般保溫、保濕養護不得少于14d。

3 水利工程構筑物已產生裂縫的修補方法

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。

注入法：注入法分壓力注入法（灌漿法）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。

表面覆蓋法：在細微裂縫表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性為目的的修補方法。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法。施工時，首先用鋼絲刷將混凝土表面打毛，清理表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面氣孔，再用修補材料覆蓋表面。

4 結束語

綜上所述，隨著社會經濟不斷進步與發展，我國水利工程項目不斷增多，施工技術取得突飛猛進的發展。混凝土材料是現代建筑工程中應用最普遍的一種建筑材料，其強度大、耐久性好等優點得到建筑企業廣泛使用。但是，在水利工程施工過程中，經常會出現混凝土裂縫的現象，這也使得水利工程施工質量得不到有效保障，影響了水利工程的實用性和有效性。應充分分析水利施工中混凝土裂縫問題，了解其出現裂縫的原因，并提出切實有效的防治措施，消除裂縫帶來的不利影響，確保水利工程施工質量得到有效控制，滿足水利工程建設標準，提高工程項目實際效果。

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