水利工程建筑物結構縫處理新技術

郭軍輝

(吐魯番市水利水電勘測設計研究院,新疆 吐魯番 838000)

0 引言

水利工程建設過程中的建筑物大部分都為鋼筋混凝土結構，為了便于施工，水工建筑物結構都會留有施工縫。此施工縫需要開展防滲處理，避免在長期使用過程中受到河水侵蝕對水工建筑物結構整體性和穩定性造成影響。但是通過實踐表示，水工建筑物結構縫處理無法保證長期防滲效果，此主要是因為止水膠帶存在老化的情況。那么就要再次換新止水膠帶，浪費了人力財力，止水效果也不好。以此，研究長期有效的建筑物結構縫處理技術具有重要的意義。

1 結構縫的產生原因

1.1 選擇的水泥

混凝土主要構成為水泥，水泥質量和混凝土質量具有密切關系，而且對水利工程設備安全具有一定的影響。在水利工程施工混凝土拌和的過程中，要求工作人員嚴格按照水泥質量、摻入量、品種等規范執行，如果沒有正確處理混凝土，就會導致裂縫的出現。水泥早期的強度比較高，抗裂性比較差，需要釋放一定熱量。此熱量要不斷通過混凝土內部積累，以此提高了混凝土內部溫度，內外溫差不斷擴大，混凝土外部出現拉應力，內部溫差不斷擴大，導致混凝土外部出現拉應力，內部出現壓應力。如果兩種力量無法相互的牽制，混凝土表面就會導致裂縫。

1.2 材料使用比

在混凝土制作的過程中，原材料配合尤為重要。混凝土水泥量比較大，用戶量就會比較高，擴大了混凝土伸縮性，提高塌陷風險性。預攪拌混凝土要控制到5～35 mm之間，現澆混凝土石子直徑為20～35 mm之間，含砂率為35%。但是由于部分操作人員無法正確的履行應有責任，所以無法根據標準配料，使原料配合不標準，導致混凝土出現裂縫。

1.3 混凝土體質

混凝土在凝固的過程中由于水化作用會流失水分，導致混凝土體積不斷收縮，從而出現裂縫，尤其是大體積混凝土。因為時間延長，混凝土會隨著自然因素出現裂縫，此為物理病害，此病害對混凝土耐久性造成影響。在混凝土施工過程中要避免出現裂縫，但是在時間推移過程中不可避免老化情況。

1.4 后期養護問題

混凝土澆筑完成之后的后期養護為主要工序，如果后期養護不到位就會導致出現裂縫。一般，混凝土剛澆筑之后的自身水分足夠，能夠使水泥老化需求得到滿足。但是由于受到環境溫度或者風吹日曬的影響，混凝土表面的水分就會逐漸的流失，對水泥水化是非常不利的。所以在后期養護過程中要求實現混凝土表面保濕養護，避免混凝土過快失水導致塑性變形，出現裂縫。

2 結構縫的處理技術

2.1 聚氨酯泡沫塑料的使用

在部分建筑工程中經常會使用泡沫塑料板替代瀝青砂板，將其作為嵌縫材料，在水利工程中使其成為結構縫內襯，使塑性防滲材料固定在某范圍中，對其流動進行限制。聚氨酯泡沫塑料的不透水性良好，為不吸潮、不吸水的優質材料，其性能較為穩定，并且耐霜凍、耐熱、耐輻射、耐腐蝕，對于有機溶劑、沿、堿等化學穩定性良好。施工較為方便，具有較強適應性。如果使聚氨酯泡沫塑料在水利工程中使用，具有可觀的應用前景。初步計算，只是代替止水銅片與塑性防滲材料，就能夠降低90%以上的成本。

首先，水工建筑物結構縫的處理。此類型在封縫以后，要實現縫中的化學灌漿，所以要求封縫材料具備抗壓能力。封縫處理從外到內分別為砂漿保護層、止水橡膠帶、塑性防滲材料、硬質聚氨酯泡沫材料，以縫寬對聚氨酯泡沫材料進行確定。因為其和混凝土具有較大的粘力，在縫寬10 cm的時候，厚度為8～10 cm。此材料自身就能夠防滲漏，所以能夠減少外層防滲材料的厚度，或者還能夠噴柔性聚氨酯泡沫塑料替代塑性防滲材料，便于施工，降低成本。

其次，輸水隧洞伸縮縫的處理。低壓與無壓輸水隧洞經常滲出地下水，所以在進行處理前就要使用導流封堵措施，從而使縫面能夠處于干燥的狀態，對施工是非常有利的。假如沒有對縫化學灌漿處理，需要噴3～4 cm柔性聚氨酯泡沫塑料；如果需要化學灌漿，要噴硬質聚氨酯泡沫塑料之后做柔性聚氨酯泡沫塑料，或者使用其他的塑性防滲材料。圖1為柔性聚氨酯泡沫塑料圖，圖2為化學灌漿圖。

圖1 柔性聚氨酯泡沫塑料圖

圖2 化學灌漿圖

其次，處理渡槽伸縮縫。此裂縫要根據止水橡膠帶進行止水，所以需要在縫內側止水橡膠添加保護層，避免橡膠過早的老化。在施工的過程中先噴柔性聚氨酯泡沫塑料，之后實現止水橡膠帶的設置，槽深內側將丙乳砂漿作為止水橡膠保護層。

2.2 建筑物結構縫的控制對策

其一，充分使用混凝土后期強度，取鋼筋保護層厚度最小值，利用粉煤灰有效改善混凝土的和易性，使水泥用量得到降低，使水膠比控制到允許范圍中。使用二級配粗骨料，能夠對耐蝕性進行改善。在工程結構設計過程中要使結構約束度降低，對裂縫發展進行控制。在容易出現裂縫的地方設置協肋，比如：角落、洞穴等，對混凝土配合比優化，降低溫升和收縮，使用Ⅰ級粉煤灰避免出現裂縫，將低強度水泥應用到設計中，使鋼筋替代混凝土拉伸應力。

其二，加強混凝土的養護。利用增強混凝土材料、增強材料與高耐腐蝕性材料，在混凝土養護的過程中增加混凝土密度。在混凝土開始澆筑的過程中利用低含堿量水泥、優質骨料、中性水攪拌，為了對高韌性與承載力進行保證，在混凝土拆模后掛草簾、稻草、澆水。使后期穩定性得到提高，多保養，通過工藝需求開展施工。氧化會導致生銹，將環氧樹脂、瀝青涂抹到混凝土表面。在混凝土密度提高的過程中，降低水灰比，控制堿骨料的反應。堿骨料反應會對結構的耐久性造成影響，能夠避免混凝土裂縫。由于鋼筋出現氧化銹蝕，避免混凝土表面保護層厚度增加，或者進入了空氣出現氧化情況。

其三，預防塑性收縮裂縫。使用合適材料，在混凝土澆筑前要將水撒到模板與基層。為了能夠進一步降低塑性收縮裂縫，要將塑料膜及時覆蓋到混凝土中，利用混凝土高效減水劑提高混凝土的強度，對水灰比進行控制，降低水泥與水的分量，并且使用小干燥收縮值的硅酸鹽，還能夠將固化劑噴在混凝土表面。假如溫度比較高或者風比較大，為了有效保證混凝土的濕度，設置遮陽、防風的設備，保護混凝土的結構。

其四，避免混凝土地基不均勻的沉降。假如降低結構的重量，就會使其穩定性降低，在工程實踐過程中要使抵抗不均勻作為主要防護措施，避免混凝土不均勻沉降，使用相應的措施。一般都是對施工工序合理的安排，降低結構重量，對各種建筑材料優化，從而避免不均勻沉降加重。

其五，在施工過程中，針對要提前合理分塊大面積混凝土澆筑，避免在大風或者陰雨天氣澆筑，確定工程在施工過程中的工序，提前檢修設備，保證連續性的澆筑。設計人員要有效選擇塌落度，通過原材料調整施工的配合比，避免過早的拆除導致出現表面的裂縫。

其六，在選擇混凝土原材料的過程中，要堅持選擇可靠產品質量的廠家，從而對材料質量進行保證，生產大批量及良好信譽水泥廠水泥為優先選擇。此水泥在施工過程中使用，能夠保證混凝土強度，骨料與砂石空隙比較小，級配滿足設計需求。嚴格控制砂石泥含量，避免不合格砂石骨料進入到施工現場。另外，對材料質量進行控制，將摻合料加入到混凝土中，對混凝土強度與性能進行改善，提高混凝土表面處理的可靠性。

3 結語

水利工程建筑抗滲透性具有重要的作用，結構縫會對其使用性能造成影響，降低了原本功能。另外，還會降低混凝土材料與鋼筋性能，導致水利建筑物承載力無法滿足設計期望值。以此表示，要重視水利建筑物結構縫，如果出現裂縫，就要及時使用有效措施，并且積極研究降低裂縫的施工措施，使用全新施工工藝，對水利工程施工質量進行保證。