水利工程中混凝土的裂縫成因及修補方法

摘要：水利工程項目中，常常要用到混凝土進行施工，但在混凝土施工過程中常常也會遇到裂縫問題，裂縫的產生對混凝土的結構及強度都會造成巨大的影響，嚴重的會影響工程的質量及壽命，所以在工程中要盡可能減少裂縫的產生。本文主要針對混凝土的裂縫成因進行分析，同時對一些補救措施進行了介紹，為水利工程建筑提供有益的參考。

關鍵詞：混凝土；裂縫；成因；對策

中圖分類號： TV4

1混凝土裂縫的種類

混凝土的裂縫產生可以按深度劃分種類，也可以按開度變化來劃分，也可以按產生的原因來進行劃分，本文分析的裂縫種類主要是按產生原因劃分的，主要有由溫度、干縮、鋼筋銹蝕、超負荷、堿骨料反應及地基的沉降等原因產生的裂縫。

1.1溫度裂縫

溫度裂縫主要是由混凝土所處環境溫度變化及內部的水化熱導致的溫度升高而引起的裂縫。在工程中，相對體積較大的混凝土澆筑完成后，由于水泥的水化熱，會導致混凝土內部的溫度升高，但由于環境溫度低，當水化熱完成后，混凝土會產生降溫現象，此過程中會發生收縮，由于混凝土的拉伸變形同收縮變形互相約束，兩種力相互作用下就會產生裂縫的產生。另外由于施工季節的原因引起的內外溫差過大，比如冰凍或烈日下曝曬后突然降雨，都會導致混凝土內部與外部的溫度差過大，表面溫度驟降而引起變形，外部變形受內部的約束，也能引起裂縫的產生。

1.2干縮裂縫

干縮裂縫的產生主要是由于混凝土處于干燥的空氣中，由于在凝固的過程中混凝土表面的水分會散失掉，這樣會導致表面的體積縮小而產生變形，就是干縮，混凝土的干縮相對較慢，表面完成干縮而內部卻沒有完成，這樣表面受內部約束，導致表面產生干縮應力，力的強度如果大于混凝土的抗力強度，就會產生裂縫，也就是干縮裂縫。

1.3鋼筋銹蝕裂縫

混凝土中的鋼筋如果保存不當，長期露在空氣中或儲存在含鹽堿物質的附近，都會產生一定的銹蝕，而在澆筑前又不能很好的進行表面處理，工程完工后，鋼筋會在混凝土中繼續發生銹蝕，由于銹蝕產生的體積會比原來增大幾倍，對周圍包裹的混凝土產生膨脹力，當這個力大于混凝土的抗拉強度時，就會導致裂縫的產生。

1.4堿骨料反應裂縫

由于混凝土是由水泥加上一些砂石及外加劑構成，這些構成材料混在一起加上水的作用，會產生一些化學反應，其中主要有堿——硅酸反應和堿——碳酸鹽反應，這些反應都會導致混凝土內部產生一些變化，如膨脹作用，使內部的體積變大，大到一定程度就會導致裂縫的產生。比如活性SiO2以及變形石英等發生反應，就會生成一種凝膠物質，這種物質具有一定的吸水性，反應物數量達到一定級數，吸收的水分又足夠多，就會導致體積的大幅膨脹產生堿骨料反應裂縫。

1.5超負荷裂縫

當工程中的混凝土受到重物的作用，其抗拉強度不足對抗重物的重力時，就會導致混凝土構件的結構變化而產生裂縫，這種裂縫就是超負荷裂縫。除了以上這些裂縫以外，由于地基的凍脹以及不均勻沉降也能產生一些其他的裂縫，這些也都是水利工程中比較常見的裂縫種類。

2混凝土裂縫形成的原因分析

2.1 設計方面的原因造成裂縫產生

這方面原因雖然不多，但在實際的施工中也占有一些比例，一些設計單位，由于在設計之前沒能對工程的地質進行詳細深入的勘察，對于地質的評價及設計方案都缺乏科學性，在設計上具有一定的盲目性，調計粗糙，而在施工過程中又缺乏嚴格的監理，導致工作隨意性大，變更設計的情況屢有發生，這些都會導致混凝土裂縫的產生。

2.2 施工方面的原因

由于施工水平及管理質量的原因，導致施工操作不規范，工藝不能按計劃執行，難以完成落實設計的水準，比如原材料的計量、外加劑的摻加、用水量、混凝土澆筑時的振搗、脫模時間、養生以及特殊季節施工的保溫等等環節，如果不能按照施工的規程及要求進行，就很可能導致裂縫的產生。

2.3材料方面的原因

這方面的原因導致混凝土裂縫產生實際工程中占有很大的比例，多數都是原材料的質量差加上配比不合理的原因所致。比如水泥的標號不當，碎石、砂級配差以及水泥的用量，水的用量等都不能按照實驗的數據指標進行，而是隨意配比。

3裂縫常見修補方法

混凝土產生裂縫以后，如果不至于影響工程質量的情況下可以進行適當的修補，一是為了恢復其防水性和耐久性，避免進一步受到侵蝕，加重裂縫，另一方面是為了結構安全和整體的美觀。在修補時還要考慮成本的最低，合理確定修補范圍及規模。

3.1充填法

如果裂縫寬度大于0.5毫米，則可以采取此法，主要是用一些密封材料把裂縫進行充填，一般是先沿裂縫處開槽，可以是U形也可以是V形，把充填材料灌至裂縫之中，常用的有水泥砂漿、環氧砂漿、彈性環氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結構中鋼筋已經銹蝕，則將混凝土鑿除到能夠充分處理已經生銹的鋼筋部分，將鋼筋除銹。然后進行防銹處理，再在槽中充填聚合物水泥砂漿或環氧樹脂砂漿等材料。

3.2注入法

注入法分為壓力注入法與真空吸入法2種。壓力灌漿法適用于較深較細的裂縫，而真空注入法是利用真空泵使縫內形成真空，將漿材吸入縫內，該法適用于各種表面裂縫的修補。灌漿材料有水泥漿材、普通環氧漿材、彈性環氧漿材等。

3.3表面覆蓋法

對于一些寬度小于0.2毫米的微細裂縫，在實際修補時一般都采用現面覆蓋法，或者是把裂縫的部分涂上一層膜進行覆蓋，或者是把混凝土表面都涂上進行全覆蓋，經過這種方法處理后，能大大提高混凝土的防水性能以耐久性。施工前要清除表面附著物，經水沖洗后充分干燥，然后把表面的氣孔用樹脂充填，最后進行表面涂覆用彈性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。

作者簡介：周宏偉，本科學歷，公主嶺市二十家子水庫灌區管理局，助理工程師，研究方向：水利工程管理。