水利工程混凝土裂縫成因及對策

郭玲玲

摘 要：近代科學(xué)研究和大量的混凝土工程實踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不可避免的，在一定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只是要采取有效的措施將其危害程度控制在一定的范圍之內(nèi)，對水工建筑物安全是不會產(chǎn)生不良影響的。為此，本文主要就水利工程混凝土裂縫成因作了具體的分析，并提出了相關(guān)的解決對策，以供參考。

關(guān)鍵詞：水利工程；混凝土裂縫；成因；對策

引 言：在水利工程中，混凝土裂縫卻成為常見的工程病害，它使裂縫使水工混凝土建筑物產(chǎn)生滲水、降低耐久性和對混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、使用價值等。可以說，混凝土裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性具有直接的影響。

1 水利工程混凝土裂縫危害

1.1 影響結(jié)構(gòu)整體性

水利工程混凝土裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)的嚴重病害，貫穿裂縫和深層裂縫會破壞結(jié)構(gòu)的整體性，改變混凝土的受力條件，從而使局部甚至整體結(jié)構(gòu)有發(fā)生破壞的可能，嚴重影響建筑物的質(zhì)量。剪切裂縫多發(fā)生在支座或者較大集中荷載附近，早期溫度裂縫直接影響鋼筋混凝土構(gòu)件的完整性。當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)貫穿性裂縫時，要恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性就非常困難?；炷猎缙诒砻媪芽p在以后氣溫驟降形成的溫度應(yīng)力和外力作用下，表觀裂縫可發(fā)展成具有破壞性的貫穿裂縫和深層裂縫。

1.2 致使結(jié)構(gòu)使用功能失常

對堆石壩混凝土面板，由于外部環(huán)境產(chǎn)生的早期溫度裂縫通常貫穿于整個截面厚度，從而造成滲漏。對擋水建筑物而言說，裂縫滲漏水會嚴重影響建筑物的使用功能，雖然水量的損失本身并不嚴重，但裂縫的存在往往會限制蓄水位。

2 水利工程中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1收縮裂縫

混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至?xí)灤┱麄€構(gòu)件?；炷廖⒂^裂縫一般肉眼看不到，它是內(nèi)部固有的一種裂縫，也是不連貫的。寬度在0.05mm以下這種混凝土本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設(shè)計規(guī)定的情況下視為無害，反之有害。在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起混凝土收縮而產(chǎn)生的裂縫。

2.2 沉降裂縫

即因地基差異沉降或構(gòu)件結(jié)合不良、剪應(yīng)力超過設(shè)計強度而產(chǎn)生的一種混凝土裂縫，多見于填土地基、樁基沉降不均勻的各種基礎(chǔ)與墻體。這種裂縫一般與地面垂直，或成300～400角方向發(fā)展，寬度因荷載大小而異，與沉降值成比例。沉降裂縫危害極大，并且很難處理。因此在設(shè)計上必須采取有效措施，在先期探測、施工和使用過程中斗要加強觀測和巡視。

2.3 超載裂縫

構(gòu)件在超出設(shè)計的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。即混凝土構(gòu)件超載使用時，造成變形、受力不均等原因產(chǎn)生的裂縫，一般均發(fā)生在構(gòu)件受力彎矩最大的部位，成條狀，但分布不像收縮裂縫那樣均勻，擴展方向也相反，一般沿受力鋼筋垂直方向或斜向擴展。產(chǎn)生超載裂縫的原因，往往是在施工中構(gòu)件上受到了不適當(dāng)?shù)氖┕ず奢d或者上部建筑物過早施工。

2.4 溫度裂縫

如混凝土水化時產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。當(dāng)有約束時，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因為受約束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)牛溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中。其走向通常無規(guī)律，大面積結(jié)構(gòu)裂縫?？v橫交錯；梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊；深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的混凝土溫度裂縫是通常中間粗兩端細。而冷縮裂縫的粗細變化不太明濕。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低混凝土的抗凍融、抗疲勞及抗?jié)B能力等。

3 控制混凝土裂縫的具體措施

3.1 嚴格控制原材料的質(zhì)量

在水利水電工程施工材料的選擇，一定要嚴格控制質(zhì)量，砂料的細度模數(shù)要按照工程要求控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，施工材料的含泥量要在1%范圍內(nèi)，碎石針片狀要在10%內(nèi)，使用低水熱化型水泥，嚴格控制各類原材料的質(zhì)量，是盡量減少混凝土裂縫產(chǎn)生的根本措施。

3.2 嚴格控制施工過程

在施工過程中，要嚴格控制施工過程，振搗法是消除混凝土裂縫產(chǎn)生的有效辦法，可以消除鋼筋和粗骨料之間的水膜，消除混凝土的收縮量。

3.3 施工時間的安排

在水利水電工程施工時間的安排上，一定要避開高溫、暴雨、大風(fēng)等惡劣天氣，這樣的天氣更容易引起混凝土裂縫的產(chǎn)生，如一定要在這樣的天氣下施工，就要采取具體的措施，做好混凝土的保濕措施，避免高溫和暴曬。

3.4 嚴格控制混凝土內(nèi)部的溫度

在水利水電工程的混凝土施工過程中，要嚴格控制混凝土的內(nèi)部溫度，在混凝土內(nèi)部安裝電偶測溫裝置，隨時掌握內(nèi)部的溫度變化，將混凝土的內(nèi)外溫差控制在25℃范圍內(nèi)，通過使用加蓋農(nóng)膜和干鋪草袋等措施控制混凝土的溫度。

3.5 優(yōu)化混凝土的配合比方案

使用減水劑摻入粉煤灰，用水泥泵輸送，這樣的配合比方案可以有效地減少裂縫的產(chǎn)生。選擇合理的粗骨料比例，改善混凝土的和易度，可以大大降低混凝土的溫升，減少混凝土的收縮問題，可以很好地控制混凝土裂縫問題。

4 水林工程混凝土裂縫的的修補

裂縫修補除了要恢復(fù)防水性和耐久性為目的之外，還要從結(jié)構(gòu)安全及美觀角度出發(fā)進行修補，當(dāng)前的修補方法主要：

4.1 充填法

對于裂縫寬度大于0.5mm的裂縫，沿裂縫處鑿成"U"形或"V"形槽，槽頂寬約10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋已經(jīng)銹蝕，則將混凝土鑿開到能夠處理已經(jīng)生銹的鋼筋部分，將鋼筋除銹，再在槽中充填水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿等材料。

4.2 注入法

注入法分壓力注入法（灌漿法）與真空吸入法兩種。灌漿法適應(yīng)于較深較細的裂縫，而真空注入法則利用真空泵使縫內(nèi)形成真空，將漿材注入縫內(nèi)，該方法適應(yīng)于各種表面裂縫的修補。灌漿材料有水泥漿材、普通環(huán)氧漿材、彈性聚氨酯漿材、水溶性聚氨酯漿材等。

4.3 表面覆蓋法

在細微裂縫表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性為目的的修補方法。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法。施工時，首先用鋼絲刷將混凝土表面打毛，清理表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面氣孔，再用修補材料覆蓋表面。

5 結(jié)語

總之，裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，因此，我們必須要認真學(xué)習(xí)技術(shù)規(guī)范，在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。對水工混凝土裂縫要采取以預(yù)防為主的方針，盡量避免它的出現(xiàn)。

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