水利施工中的混凝土裂縫控制

摘要：混凝土作為水利工程建設(shè)的重要材料，對(duì)工程質(zhì)量影響重大。由于混凝土本身特性及外界環(huán)境因素影響很容易產(chǎn)生裂縫，其可能會(huì)直接影響工程建筑物的使用，甚至需要進(jìn)行局部返工或者導(dǎo)致工程構(gòu)件報(bào)廢。本文即分析了水利工程混凝土裂縫種類及其形成原因，然后詳細(xì)闡述了水利施工中的混凝土裂縫的控制和處理措施。

關(guān)鍵詞：水利施工；混凝土；裂縫；配合比；灌漿

一、水利工程混凝土裂縫種類及其形成原因

（一）水利工程混凝土裂縫的種類

依據(jù)水利工程中混凝土產(chǎn)生裂縫寬度的不同，可以將混凝土裂縫分為宏觀裂縫和微觀裂縫兩種。所謂微觀裂縫，主要是寬度小于0.05m m 的裂縫，該類裂縫肉眼狀態(tài)下不易被發(fā)現(xiàn)，其多處于是混凝土內(nèi)部；就數(shù)量而言其要比肉眼能夠見(jiàn)到的宏觀裂縫要多得多。如果荷載沒(méi)有超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)定條件，微觀裂縫被認(rèn)為是無(wú)害的，但它是也是誘發(fā)早期宏觀裂縫的主要原因。微觀裂縫又依據(jù)其自愈合狀況分為自愈合裂縫和非自愈合裂縫兩種；自愈合裂縫在裂縫正式出現(xiàn)一段時(shí)間后會(huì)閉合，而非自愈合裂縫在出現(xiàn)一段時(shí)間后不變或者繼續(xù)開(kāi)裂。

（二）不同種類混凝土裂縫成因

1、微觀裂縫種類及成因

（1）界面裂縫

界面裂縫主要存在于砂漿與骨料的粘結(jié)面之上。該類裂縫形成的一個(gè)原因是混凝土凝結(jié)過(guò)程中的砂漿水化、收縮作用引起砂漿體積變化，導(dǎo)致砂漿與骨料之間的粘結(jié)力消失形成，該原因形成的裂縫分布基本無(wú)規(guī)律可言；導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生界面裂縫的另一個(gè)原因是混凝土成型發(fā)生泌水，水分在上升過(guò)程中受到骨料的阻滯作用而聚集在粗骨料下緣，妨礙砂漿與骨料的粘結(jié)形成裂縫。

（2）砂漿裂縫

砂漿裂縫產(chǎn)生自砂漿本身。主要源自砂漿本身水泥含堿量及溫度等的變化影響而發(fā)膨脹，產(chǎn)生裂縫。該類裂縫很容易受到外界受力或者其他因素的影響，與鄰近的界面裂縫形成連續(xù)的混凝土裂縫。

（3）骨料裂縫

骨料裂縫產(chǎn)生自骨料顆粒內(nèi)部。該類裂縫主要在于骨料開(kāi)采和軋碎過(guò)程中，產(chǎn)生，其多沿著石質(zhì)或者成巖的紋理分布。

2、宏觀裂縫種類及成因

（1）收縮裂縫

混凝土澆筑過(guò)程中，短時(shí)間內(nèi)會(huì)由于水泥水化而放出大量的熱，混凝土構(gòu)件內(nèi)外溫差變大。由于混凝土外部降溫較快收縮也較快，而內(nèi)部降溫慢收縮也較慢，內(nèi)外由于受力的不均衡一旦超過(guò)混凝土允許拉應(yīng)力大小就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

（2）沉陷裂縫

沉陷裂縫源于混凝土內(nèi)部斷面的沉降，由于混凝土在凝結(jié)沉降過(guò)程中遇到鋼筋、模板連接螺栓，以及受到模板摩擦阻力的影響，都會(huì)引發(fā)混凝土表面產(chǎn)生沉陷裂縫，多發(fā)生在柱、狹長(zhǎng)構(gòu)件邊角、構(gòu)件豎向變截面處部位。

（3）鋼筋銹漲裂縫

影響水利工程混凝土裂縫的一個(gè)重要因素就是水位變動(dòng)；處于水位變動(dòng)區(qū)的鋼筋混凝土構(gòu)件中由于混凝土保護(hù)層破壞或者受到構(gòu)件周圍氯化物含量超標(biāo)而中和了混凝土中的堿性基體，而破壞了鋼筋表面的氧化膜，導(dǎo)致鋼筋發(fā)生銹蝕擠壓周圍的混凝土，使混凝土發(fā)生漲裂。

（4）荷載裂縫

荷載裂縫主要由于混凝土構(gòu)件沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在較大強(qiáng)度的外界荷載作用而發(fā)生變形產(chǎn)生裂縫；或者雖然達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，但是由于受到較大強(qiáng)度的常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力影響而產(chǎn)生裂縫，后者出現(xiàn)較多并且多表現(xiàn)為貫穿裂縫。

（5）龜裂裂縫

龜裂裂縫多發(fā)生于施工階段，主要是由于配料、攪拌、澆筑、養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)的誤操作或者水泥安定性差等原因產(chǎn)生，其中養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)操作不當(dāng)、水泥安定性差原因?yàn)槎唷?/p>

（6）疏松裂縫

疏松裂縫的產(chǎn)生受混凝土本身特性變化影響較大，主要是在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生離析，或者澆筑過(guò)程中下料不均、漏振、過(guò)振等產(chǎn)生。如果裂縫延續(xù)到了混凝土表面，則很容易被發(fā)現(xiàn)，反之則不易查覺(jué)。

二、水利施工中的混凝土裂縫的控制措施

（一）優(yōu)化混凝土配合比

首先在選擇材料上下功夫，要選擇收縮性小的水泥品種和骨料，水泥要選擇低堿含量水泥，骨料一定要采用連續(xù)級(jí)配，不得使用堿性骨料，以免發(fā)生堿骨料反應(yīng)，同時(shí)要特別控制骨料的含泥量指標(biāo)和有害物質(zhì)含量。其次可通過(guò)摻加外摻料和外加劑等方式改善混凝土性能，既能保證混凝土強(qiáng)度又能有效減少水泥用量，減少單位體積用水量，使水灰比在合適的范圍內(nèi)。還要注意拌合用水的選擇，最好選擇中性可飲用水。

（二）做好結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)處理，避免混凝土發(fā)生不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫

施工時(shí)一定要保證地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定，對(duì)松軟的地質(zhì)結(jié)構(gòu)要采取夯實(shí)，加固或換填等措施。使用的模板要有足夠的剛度和強(qiáng)度，不能發(fā)生變形，支撐要求穩(wěn)固牢靠?；炷翝仓^(guò)程中不得被雨水浸泡，拆模時(shí)間要根據(jù)混凝土強(qiáng)度決定，注意拆除的先后順序。

（三）加強(qiáng)混凝土澆筑過(guò)程管理

混凝土施工時(shí)要合理安排澆筑時(shí)間，盡量避免高溫大風(fēng)天氣施工。夏季如果骨料溫度較高，可采取加冷水降溫措施，或在混凝土中埋設(shè)冷凝水管；冬季可提前給骨料加熱，或采用加熱拌合用水等方式盡量減少溫差形成；雨季要隨時(shí)監(jiān)測(cè)集料含水量變化，避免水灰比發(fā)生變化；振搗時(shí)要控制好振搗時(shí)間，最好采用機(jī)械振搗方式，觀察混凝土中無(wú)氣泡冒出，有均勻浮漿出現(xiàn)即可停止振搗。

（四）加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)

在混凝土拆模后要及時(shí)進(jìn)行覆蓋，并定期灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間要視情況而定，夏季不少于7天，冬季不少于14天。冬季要采取保溫措施，可搭設(shè)防風(fēng)暖棚等。對(duì)于溫度和收縮引起的裂縫，也可通過(guò)增加配筋數(shù)量來(lái)改變。選擇直徑小，間距密的鋼筋布置可大大提高混凝土抗裂性能，預(yù)防裂縫發(fā)生。對(duì)于混凝土中鋼筋保護(hù)層的厚度應(yīng)當(dāng)盡量取較小值，因?yàn)楸Ｗo(hù)層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫。

三、水利施工中的混凝土裂縫的處理措施

（一）表面修補(bǔ)法

該方法主要用于界面裂縫的處理，在界面表面涂刷涂料，操作方法簡(jiǎn)單。處理方法可以是裂縫表面先涂抹干水泥粉，然后噴灑少量的水，或者在裂縫表面涂抹環(huán)氧膠泥、油漆和瀝青等材料；如果混凝土界面裂縫較為水平，還可以采用粘土、塑膠等材料在裂縫周圍做“圍堰”的方法向裂縫內(nèi)部注入低粘度的聚合物液體，聚合物液體在重力作用下侵入裂縫內(nèi)，起到修補(bǔ)作用。

（二）灌漿法

灌漿法是利用壓力設(shè)備向混凝土裂縫中太壓入膠結(jié)材料，達(dá)到修補(bǔ)裂縫目的的一種方法，膠結(jié)材料被壓入裂縫后發(fā)生硬化與混凝土凝結(jié)成一個(gè)整體。該方法主要用于修補(bǔ)那些對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有影響或者有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)；主要是在裂縫上隔段打灌漿孔，然后將膠結(jié)材料壓入灌漿孔內(nèi)部。

（三）嵌縫法

嵌縫法是沿著裂縫進(jìn)行鑿槽，然后在槽中嵌入止水材料達(dá)到封閉裂縫目的一種修補(bǔ)方法。該方法多用于處理寬度大于0.5m m 的裂縫。沿著裂縫方向開(kāi)鑿的槽可以為矩形、V 形、U 形或者倒梯形，槽內(nèi)可以填充塑性止水材料，如：聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等，或者填充剛性止水材料，如：丙乳砂漿。

（四）結(jié)構(gòu)加固法

結(jié)構(gòu)加固法，主要針對(duì)那些影響到構(gòu)件結(jié)構(gòu)、性能裂縫的處理；主要是在構(gòu)件表面采取必要的加固措施達(dá)到恢復(fù)混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)、性能的一種修補(bǔ)方法?？梢圆扇〉臉?gòu)造措施，如：在構(gòu)件角部外包型鋼、在構(gòu)件外部添加鋼筋、在構(gòu)件上添加預(yù)應(yīng)力錨索，或者增設(shè)支點(diǎn)、噴射混凝土達(dá)到混凝土補(bǔ)強(qiáng)目的。

（五）混凝土置換法

置換法主要是對(duì)裂縫周圍的混凝土進(jìn)行剔除操作，再次置入新的混凝土或者其他材料的一種混凝土裂縫修補(bǔ)方法。該方法多用于處理那些受裂縫滲水嚴(yán)重侵蝕的混凝土的一種有效修補(bǔ)方法。置換材料可以是普通的混凝土、水泥砂漿，也可以是聚合物或者改性聚合物混凝土及砂漿。

結(jié)語(yǔ)

綜上，混凝土的裂縫一直是水利工程中出現(xiàn)的問(wèn)題，隨著科技的進(jìn)步和人才的培養(yǎng)，這個(gè)問(wèn)題一定會(huì)解決。在今后的水利工程中，雖然會(huì)遇到越來(lái)越多的問(wèn)題，但是相信只要努力細(xì)心研究，采取各種有效的措施來(lái)解決，這些困難一定會(huì)迎刃而解，我國(guó)的水利工程一定會(huì)發(fā)展得越來(lái)越好。

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