淺談水利施工中混凝土裂縫的分類、原因及處理方式

王慶云

摘 要：混凝土是由砂石集料、水泥、水以及需要加入的化學外加劑攪拌而成的復合材料。因為混凝土建筑及其自身形狀改變和限制等問題，造成混凝土出現縫隙，細小的縫隙一般是沒有危害的，對混凝土構造的承載、滲漏和其他性能都沒有影響，嚴重的縫隙會對人身以及財產產生威脅，所以對混凝土縫隙的掌控是現階段水利建設中最關注的重點問題之一。嚴重的會對水利項目的運行和項目品質產生不良作用，對大型混凝土縫隙進行分類，分析了其出現的原因，同時對怎樣防止縫隙的出現提出了治理手段。

關鍵詞：水利工程；混凝土；裂縫；施工

1 水工混凝土裂縫的分類

1.1 收縮裂縫。（1）外觀縫隙，大體積的混凝土其內熱降溫較慢，外部因為和外界進行解除所以降溫快，因為內部以及外部的降溫速度不同，在混凝土外表就會出現溫度梯度，導致外部出現拉應力，內部出現壓應力；假如溫差形成的外部拉應力比這種情況下混凝土的抗拉性強的話，就會在外表形成縫隙，普遍來講在混凝土灌筑三到四天內出現。（2）貫穿縫隙，混凝土在灌筑完成數天之后因為內部慢慢的降溫出現收縮，還因為混凝土在硬化時摻入的水和膠凝劑等產生影響，會造成混凝土構造的收縮，因為自身構造的限制抑或基底的制約，也會出現拉應力，如果拉應力比這時混凝土的抗拉強度強時，在混凝土構造較薄的位置就會出現貫穿縫隙，這種因為收縮形成的縫隙具有危害性。

1.2 塑性塌落裂縫。在混凝土灌筑中抑或在灌筑完成后剛開始固定形狀過程中，都會出現塑性坍塌縫隙。由于在混凝土形狀固定的過程中，攪拌物的集料慢慢的塌沉，同時水向上漂浮，這時鋼筋頂端的混凝土會被鋼筋支透，并且鋼筋兩邊還有下面的混凝土出現沉降，只是混凝土順著鋼筋外表形成縫隙。

1.3 水化熱裂縫。在大體積的混凝土中會出現水化熱縫隙。混凝土在初期凝固時內部因為水化熱現象放出大量的熱，造成混凝土內外溫度差很大，并且內部溫度和外界溫度相差很大，再加上本身構造的限制，進而形成收縮以及溫度應力，造成水化熱縫隙的形成。一般來講，大體積混凝土在初凝階段，內部和外部溫度差在二十四攝氏度以上，外部和外界環境溫差在十五攝氏度以上，最高灌筑溫度在二十七攝氏度時，就容易形成水化熱縫隙。

1.4 干縮裂縫。這種縫隙大多在混凝土硬化時產生。因為混凝土在水分散發后會干燥，造成混凝土體積變小，在變形過程中受到限制時，就會出現干縮縫隙。混凝土因干縮形成的縫隙普遍來講分為三種樣式：沒有規律的龜紋抑或放射形狀的縫隙，大多在板面墻面的位置出現；一段一段距離內出現的縫隙大多在基礎梁以及框架梁上面；在埋藏管的位置形成的縫隙，沿著埋藏管的形狀形成。

水工混凝土裂縫產生的原因：（1）按裂縫產生的原因劃分有：由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、濕度變形、不均勻沉降等）引起的裂縫；由施工操作（如制作、脫模、養護、堆放、運輸、吊裝等）引起的裂縫。（2）按裂縫的方向、形狀劃分有：水平裂縫，垂直裂縫，橫向裂縫，縱向裂縫，斜向裂縫以及放射狀裂縫等。（3）按裂縫深度劃分有：貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。

2 水利施工中砼裂縫產生的原因

2.1 塑性收縮裂縫。混凝土在養護成型時，會慢慢的散發熱量以及水分，這是造成混凝土會出現干縮的關鍵緣由，特別是體積較大的混凝土。假如混凝土在收縮時遇到外界的限制，就出現收縮應力，收縮應力比那時混凝土自身的抗拉力強時，就會形成縫隙。建筑物使用混凝土進行建筑時，經常會遇到縫隙。縫隙不是一直出現的，因為物理性原因導致，混凝土結構是否能夠用的久就要看縫隙的情況。縫隙的形成，大多在建筑時就有，部分盡管在建筑完成后，也大多在使用初期五年到十年以內，不是因為使用時間長出現老化現象，而是過早出現。縫隙的形成對其抗拉性產生直接的影響，因為有縫隙有害物能夠進到混凝土中，侵蝕鋼筋，導致混凝土構造損壞。針對水庫的構造來講，擋水混凝土構造中出現的縫隙會造成滲漏現象的出現，假如滲漏情況嚴重，對項目的蓄水性能會產生影響；對使用混凝土建筑的重力壩來講，假如貫穿縫隙的長和寬都達到一定的程度，會造成壩體揚壓力上升，抗滑力下降，對構造抗震性產生不良影響，甚至堤壩的整體抗滑性能、對構造抗震性能都有不良影響，嚴重的對壩體構造的安穩以及安全帶來威脅。

2.2 溫差裂縫。溫度差縫隙是因為混凝土外表和內部間溫度差異造成的，溫度差形成的緣故是水泥水化熱造成的混凝土內外部溫度差異太大。在溫度變化時，混凝土細孔內的水溫度降低形成冷水或者結冰，體積因為膨脹形成凍脹壓力，冰水移動形成滲漏壓，當這兩種的附加力比當時的混凝土抗拉力強時，混凝土會形成損壞。溫度差縫隙形成的原因有三種：①混凝土在建筑初凝階段，形成水化熱，內部與外部溫度差異大形成縫隙；②混凝土養護完成拆模之后，表面會因為驟冷形成縫隙；③因為內部溫度已經抵達最大值，不過因為釋放熱量情況不佳，形成縫隙。建筑中體積較大的混凝土，主要是因為溫度差形成縫隙，例如水工堤壩、攔河壩、分洪閘等混凝土構造的體積較大的建筑物更容易出現這種縫隙。

2.3 安定性裂縫

安定性縫隙大多是龜裂，一般是由于使用的混凝土品質不達標造成的。還有，鋼筋在放置時出現侵蝕再使用也會造成混凝土縫隙的出現。

3 水利施工中混凝土裂縫的處理方式

3.1 開槽法修補裂縫

該法適合于修補較寬裂縫大于零點五毫米，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（約零點四斤丙酮就可以了）。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三十分鐘左右完成。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。

3.2 低壓注漿法修補裂縫

低壓注漿法適用于裂縫寬度為零點二到零點三毫米的混凝土裂縫修補。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，大約十分鐘后，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。

3.3 表面覆蓋法修補裂縫

這是一種在微細裂縫（一般寬度在零點二毫米以下）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。

參考文獻

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