小议水利工程混凝土裂缝及防治措施

金娟+关卫卫

摘 要：混凝土是当今应用量最大的一种建筑材料，广泛用于工业与民用建筑、水利、交通、城市建设等工程。混凝土裂缝问题的研究、预防、处理，是一个长期的课题，对混凝土裂缝的成因进行分析、探讨，采取有效措施去抑制混凝土裂缝向有害方向发展是必要的，同时应该对已形成的裂缝进行修补，避免危害结构安全。

关键词：水利工程；混凝土裂缝；防治措施

混凝土材料以其抗压强度高、耐火性好、使用灵活、施工方便等优点成为当今世界上用途最广、用量最大的建筑材料之一，发挥着其它材料无法替代的作用和功能。但是，混凝土材料脆性大、易腐蚀，在其服役的过程中会受到内部因素和外部环境的作用，产生裂纹、局部损伤和腐蚀等病害，日积月累，这些病害会逐渐加重，致使混凝土材料的性能不断降低，轻者会影响结构的正常使用或缩短结构的使用寿命，重者会产生灾难性的事故，给国民经济和人民的生命安全带来巨大的损失。虽然说混凝土裂缝几乎是不可避免的，但大部分裂缝都可以通过修补使混凝土结构物恢复原有功能。为了提高混凝土结构的耐久性，增强混凝土结构的使用功能，可以对结构构件中出现的混凝土裂缝进行修复。可以说混凝土裂缝的修复有着巨大的理论价值和实践。

1 水利工程中混凝土裂缝产生的原因

1、干缩裂缝

干缩裂缝产生的原因为混凝土内外水分具有不同蒸发程度，致使产生不同的变形结果。因外部条件的制约，混凝土表面将产生水分损失过大，变形严重等情况。如具有较小内部湿度变化，其变形也不明显，因混凝土内部制约，表面干缩变形较大时，则出现的拉应力也较大，进而产生裂缝。

2、塑性收缩裂缝

暴露于空气的新浇筑混凝土结构上表面极易出现塑性裂缝。塑性收缩是指在混凝土凝结前，表面由于水分蒸发过快出现的收缩。通常在大风、干热等情况下易产生塑性收缩裂缝，一般短裂缝长度在30厘米以下，3米为其最长裂缝长度。同时水灰比、环境温度、风速及相对湿度等都会对混凝土塑性收缩裂缝造成严重影响。

3、沉降裂缝

因结构地基土质不均、松软或回填不足、浸水等因素都会导致不均匀沉降问题的出现，这也是产生沉降裂缝的主要原因。尤其在冬季施工中，在冻土上进行模板支撑，冻土溶化后将出现不均匀沉降情况，导致裂缝出现在混凝土结构内。梭形为该类裂缝的主要形式，其具体走向与沉陷息息相关，其中裂缝宽度和沉降量存在正比关系。0.3到0.4毫米为裂缝宽度，温度变化对其具有较小地影响。

4、温度裂缝

大体积混凝土表面、温度较大变化位置的混凝土结构内极易出现温度裂缝。水泥水化在硬化过程内极易出现大量水化热情况。因混凝土具有较大体积，在混凝土内部大量水化热聚集无法及时散发，致使内部温度不断增加，因混凝土表面具有较快散热能力，这种情况下内外部温差较大，进而导致内外部具有不同程度的热胀冷缩情况，促使一定拉应力出现在混凝土表面。如拉应力比混凝土抗拉强度极限大时，就会有裂缝出现在混凝土表面，一般该类裂缝出现在混凝土施工中后期。

2 水利工程混凝土裂缝有效控制的具体措施

1、混凝土配合比的优化设计。掺入粉煤灰，选择减水剂，保证泵送流动度。采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，添加Ⅰ级粉煤灰，将水胶比控制在规范允许的范围内，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。

2、原材料的选择。砂料细度模数控制在2.4以上，含泥量控制在1%内。碎石针片状控制在10%以内，含泥量控制在1%内，尽可能使用低水热化水泥，控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。

3、施工过程控制。（1）二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣，混凝土会重新液化，能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，消除沉缩收缩量。泵送混凝土特别需要二次振捣。（2）二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的，发生在混凝土初凝至终凝期间，消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光，然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光，将极大地提高混凝土的平整度和表面强度，在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收光。（3）控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度，在混凝土内外温差过大、气温骤降时，及时采取保温、保湿措施，加强测温和气温预报，做到防护及时。闸墩下部与底板同时浇筑或尽量缩短闸墩与闸底板之间浇筑的时间间隔，可有效控制闸墩裂缝发生。

4、混凝土干缩裂缝的控制措施。混凝土存在空隙产生湿胀干缩，加强振捣使之密实，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收光，掺加优质粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。

5、混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温，掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间，通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。

6、混凝土的养护和表面保护。良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂缝发生的措施之一，一般保温、保湿养护不得少于14d。

3 水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法

充填法：对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝，沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽，槽顶宽约10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。

注入法：注入法分压力注入法（灌浆法）与真空吸入法两种。灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。

表面覆盖法：在细微裂缝表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性为目的的修补方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时，首先用钢丝刷将混凝土表面打毛，清理表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面气孔，再用修补材料覆盖表面。

4 结束语

综上所述，随着社会经济不断进步与发展，我国水利工程项目不断增多，施工技术取得突飞猛进的发展。混凝土材料是现代建筑工程中应用最普遍的一种建筑材料，其强度大、耐久性好等优点得到建筑企业广泛使用。但是，在水利工程施工过程中，经常会出现混凝土裂缝的现象，这也使得水利工程施工质量得不到有效保障，影响了水利工程的实用性和有效性。应充分分析水利施工中混凝土裂缝问题，了解其出现裂缝的原因，并提出切实有效的防治措施，消除裂缝带来的不利影响，确保水利工程施工质量得到有效控制，满足水利工程建设标准，提高工程项目实际效果。

参考文献

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