水利工程混凝土施工裂縫的危害與防治措施探討

李玉霞

摘 要：混凝土裂縫是水利工程施工中常見的現象，由于裂縫產生對混凝土造成很多病害影響水工建筑物的安全，嚴重的將直接威脅到人民的生命、財產安全。因此，對混凝土裂縫的控制已成為水利工程建設的重要問題之一，在施工過程中要嚴格控制混凝土裂縫的產生，采取有效方法消除裂縫，保證混凝土的施工質量。本文首先對水利工程混凝土裂縫進行了分類，并圍繞如何避免裂縫的產生提出一些防治措施。

關鍵詞：水利工程；混凝土施工；裂縫；防治措施

引言

混凝土裂縫對水利工程的主要危害是容易造成建筑物產生水滲漏現象，這對水利工程的危害是很大的，裂縫在水壓力的作用下，逐漸發展拓寬，在水滲入到混凝土內部時，由于水解的破壞導致混凝土嚴重破壞。輕則會影響工程的正常使用和外觀，重則會導致裂縫的貫穿完全破壞混凝土的結構，造成更嚴重的危害。裂縫也會影響工程的穩定性和結構強度，降低整體安全。

1.水利工程混凝土裂縫的分類

1.1收縮裂縫

（1）表面裂縫，大體積混凝土的內部熱量向外散發的較慢，而其外表面與外界接觸溫度散熱速度較快，由于其內部和表面的散熱速率不一樣，在混凝土的表面會產生一種溫度梯度，引發表面產生拉應力，內部產生壓應力；如果溫差產生的表面拉應力超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生裂縫，一般出現在混凝土澆筑后的第3-4天。（2）貫穿裂縫，混凝土在澆筑數天后由于逐漸降溫而產生收縮，再加上混凝土硬化過程中拌合水的水化以及膠質體的膠凝等作用，使得混凝土結構開始收縮，由于受到基底或結構本身的約束，也會產生拉應力，當此拉應力超過混凝土此時的極限抗拉強度，在混凝土結構的薄弱區域就可能產生貫穿裂縫，這種收縮裂縫危害較大。

1.2塑性塌落裂縫

在混凝土澆筑過程中或者在澆筑初步成型時，都會產生一種塑性塌落裂縫。因為在混凝土的成型過程中，其拌合物中的骨料緩慢下沉，水向上浮，此時鋼筋上面的混凝土被鋼筋支頂，而鋼筋兩側及其下方的混凝土產生下沉，導致混凝土沿鋼筋表面產生順筋裂縫。

1.3水化熱裂縫

水化熱裂縫多在大體積混凝土中發生。由于混凝土水化熱過高，在凝固過程中釋放出大量的水化熱，致使混凝土內部溫度與混凝土表面溫度以及外部環境的溫度相差較大，加之有結構自身約束存在，從而產生溫度和收縮應力，導致水化熱裂縫的產生。通常情況下，大體積混凝土當混凝土內部與表面溫度超過24℃，混凝土表面溫度與環境溫度超過15℃時，最高澆筑溫度大于27℃時，則易出現水化熱裂縫。

1.4干縮裂縫

該裂縫多出現在混凝土硬化過程中。由于混凝土失水后干燥，引起體積收縮變形，這種體積變形受到約束時，就可能產生干縮裂縫。混凝土干縮裂縫，一般有三種形狀：不規則龜紋狀或放射狀裂紋，多發生在板、墻的板面部位；每隔一段距離出現一條裂縫，此類裂縫多發生在框架梁、基礎梁上面；出現在混凝土現澆板埋管部位的裂縫，沿埋管走向分布。

2.水利工程施工中混凝土裂縫的防治措施

國內外防治修補裂縫的措施很多，歸納起來主要有以下三大類

2.1開槽法防治修補裂縫

該法適合于修補較寬裂縫大于0.5mm，采用環氧樹脂：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（約0.4斤丙酮就可以了）。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混凝土鑿槽內進行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內，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。

2.2低壓注漿法防治修補裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為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，當相鄰的嘴中流出漿液時，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。

2.3表面覆蓋法防治修補裂縫

這是一種在微細裂縫（一般寬度小于0.2mm）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（粘貼）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。

3.控制混凝土裂縫的具體措施

3.1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度，降低溫升，減少收縮，提高抗侵蝕具有良好的作用。

3.2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。

3.3施工安排

在水利工程施工過程中，要盡量避免在氣溫高、暴曬、溫度低或者多風的天氣下施工，這樣可以有效地避免由于天氣原因造成的裂縫現象，若必須在此類天氣下施工，要采取相應的措施，避免暴曬、高溫，做好保濕措施。

3.4施工過程控制

利用振搗法消除裂縫的產生，因為澆筑產生的塌落可以利用振搗將混凝土再液化，消除粗骨料與鋼筋之間的水膜，這樣經過消除混凝土因為沉縮產生的收縮量。還可以利用壓光施工法消除塑性裂縫，這類裂縫是由于表面的水分散失現象造成的，利用壓光施工法可以快速的消除這類裂縫，有效地保證混凝土不會因為水分的散失造成裂縫現象。混凝土干縮裂縫的控制：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。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。

3.5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。

4.結語

混凝土裂縫是水利工程施工過程中常見的病害，導致混凝土出現裂縫的原因有很多，對水利工程危害程度也不同，裂縫還能導致其它病害的發生，對水利工程建筑物的破壞巨大，因此，在水利工程施工中，要采取切實可行的措施控制混凝土裂縫的產生，確保水利工程建筑物的安全。

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