水工建筑物混凝土裂缝的防治

水工建筑物混凝土裂缝的防治

王文静

王文静

（中国水电建设集团十五工程局有限公司第四工程公司，陕西，西安，710000）

【摘要】中小型水利工程建筑促进了国家经济的发展，在国家工程建设项目中占有重要位置。而混凝土裂缝问题在中小型水工建筑物中的频频出现，使得建筑质量受到严重威胁。因此，采用正确技术和方法对混凝土裂缝进行处理必不可少，本文主要针对中小型水工建筑物混凝土裂缝的成因和相关处理措施做进一步探讨。

【关键词】水工建筑物；混凝土裂缝；防治

引言

水工建筑施工过程中，受材料自身特性、施工工艺、施工环境等诸多因素影响，水工建筑物中极易产生裂缝，对水利工程的安全及长久运行产生影响。针对这一现状，国内外广大学者通过理论分析、工程经验总结等方法进行大量深入研究。为了更好地分析水利工程中裂缝产生的原因及对应的处理措施，减少裂缝的危害，以期保障水工建筑物的长期稳定运行，在资料总结的基础上，对裂缝产生原因及相应处理措施进行探讨研究，为水利施工过程中裂缝的有效控制提供理论支持。

一、水工建筑物混凝土裂缝的成因

1、温度

在水工建筑物混凝土进行凝固的时候，材料中的水泥会放出大量的热量，由于其内部空间温度的不断提升，外表的混凝土自然会产生相应的拉应力，但是在混凝土降温的时候，因为原先的混凝土具有很大的约束作用，也会出现相应的拉应力，一旦混凝土内外的拉应力超过了混凝土所能承受的范围，就会导致建筑物混凝土裂缝现象的发生。

2、沉降收缩裂缝

沉降收缩裂缝多数顺着钢筋通长方向在水工建筑物混凝土结构的表面上出现，在箍筋部位的表面断续出现，出现在埋设件的周边。沉降收缩裂缝一般在混凝土浇筑后到混凝土硬化结束这段时间内出现，裂缝通常为梭形，宽度在1~4mm之间，深度较浅，最深也只到达钢筋的上表面。沉降收缩裂缝的成因：混凝土在浇筑、振捣后，粗骨料下沉并将内部的空气、水分挤出，在表面形成了泌水状态，造成混凝土体积在竖向上出现缩小、下沉，在这个沉降过程中，由于受到混凝土内部的钢筋或预埋件等的局部约束而出现裂缝。另外，当混凝土各部位的沉降量相差很大时，也会出现沉降收缩裂缝。

3、材料配合比

在建筑物施工中，混凝土材料配合比设置存在问题会对整个混凝土的抗拉度产生直接性的重要影响，同时也是混凝土裂缝的主要成因。混凝土配合比不当主要是指:水泥用量及水灰比较大、含砂率控制不当、骨料选用不佳、外加剂使用错误等。这几个因素相互之间均存在着一定的联系。相关研究资料表明，当用水量保持稳定时，水泥量如果增加10%,那么最终制作出的混凝土收缩度将会增加5%;而当水泥量成为一个定量时，如果用水量在原基础上增加10%，那么整个混凝土的强度值将会下降20%，其与钢筋之间的粘连度将会进一步下降，降低值约为10%

4、干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝一般在混凝土的养护后出现。干燥收缩裂缝成因：混凝土在硬化后，表面的水分蒸发而造成水分散失过快，这时混凝土表层的拉应力较大，而内部的拉应力较小，当两者之间拉应力相差较大时，会造成混凝土表面拉裂而形成裂缝。

二、水工建筑物混凝土裂缝的治理方法

1、混凝土温度控制

温度的影响基本上是最为直接的影响因素。在混凝土的防裂控制中，对温度的把控是最为关键的因素。例如，模块的温度尽量控制在四十度左右，混凝土内部的温度应尽量接近五十度左右。在进行浇筑工序时，其表面具有的散热性能应该引起重视并加以利用。混凝土的厚度减少之后，有利于夜间温度下降对其保湿工序的作业，冷水冷却应用也是其中最为常见的方法。

2、凝缩裂缝的预防措施

在混凝土表面上进行刮抹施工时，不得过度抹平压光；在混凝土表面进行刮抹施工时，要尽量避免在混凝土表面上撒干水泥，当混凝土表面过于粗糙时，可撒上较粘稠的水泥浆后再进行刮抹压光。

3、沉降收缩裂缝的预防措施

在配制混凝土时，要严格控制好水灰比，并尽量选择较小的水灰比和砂率；在浇筑截面面积相差较大的混凝土结构时，应当先对较深的部位进行浇筑，然后静待1-2h，在确保沉降基本稳定后，再浇筑上层截面的混凝土，以防止因沉降太大而出现裂缝；在对混凝土进行振捣时，做到振捣充分而不过振，以减小混凝土的沉降量；在条件允许时，将混凝土保护层的厚度适当加大。

4、材料配合比的合理设置

由于混凝土收缩状况与水灰比之间存在着一定的联系，且两者之间呈现出正比例关系。因此，在满足施工、易性的基础前提下，适当减小水灰比能够对一些大面积的水工混凝土裂缝起到较好的控制作用。另外，还应在施工中积极采用掺合料及引气剂。这两种物品的运用能够达到减小水灰比的目的。将水泥用量科学控制，尽可能的减小，降低混凝土的绝热温升对水工混凝土自身的工作特性实行较为明显、良好的改善，最终实现控制裂缝产生率的目的。在掺合料及引气剂的选择上，可以将建筑物自身的工作特性及部位的不同作为依据。对于一些建筑物抗裂性要求较高的部位，为了对其存在裂缝产生率有效控制，可以考虑采用抗裂合成纤维。抗裂合成纤维的采用能够对裂缝的进一步扩大发展起到较好的抑制性作用，增强混凝土自身的抗裂性，达到极佳的预防效果。

5、干燥收缩裂缝的预防措施

在混凝土的材料上，要尽量选择粉煤灰水泥、中低热水泥等具有较小收缩量的水泥；在配制混凝土时，要严格控制好配合比，同时要避免水灰比过大，有需要的可添加适量的减水剂；在施工中合理设置收缩缝，并加强混凝土的养护工作，必要时可将养护时间适当延长。

6、做好混凝土养护

混凝土浇筑完成后，温度变化是造成裂缝的一个重要的原因，所以特别要注意混凝土的保温工作，要防止混凝土内外温度差及混凝土表面产生梯度，防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土施工期间的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；防止老混凝土面的过冷，以减少新老混凝土间的约束。

三、裂缝的修补方法

1、表面修补法

表面修补法包括缝口凿槽嵌缝、缝口贴橡胶板和防渗层、缝口喷涂、贴环氧玻璃丝布等。缝口凿槽嵌缝封闭可用高强水泥砂浆，也可用聚合物改性水泥砂浆；缝口贴橡胶板用于处理挡水坝段迎水面裂缝，还可用于修补活缝和增长缝；缝口设置防渗层用以处理大面积裂缝；对小于0.3毫米的表层裂缝可选用环氧树脂、聚酯树脂或聚氨酯类等材料进行喷涂；缝口贴环氧玻璃丝布除用于缝口保护外还用于嵌缝止漏。

2、灌浆法

灌浆法按灌浆材料分为水泥灌浆和化学灌浆，由于水泥为脆性材料，只适于灌注死缝，且小于2毫米的裂缝一般灌不进，灌注效果也不理想，故应用较少。化学灌浆采用环氧类浆材，具有适应性强、渗透性强、可灌性好、黏结强度高等特点，所以应用较广。

3、锚固法

预应力锚固技术具有受力明确、能恢复结构的整体性和原受力状态等特性，可作为大坝综合加固的重要手段，还可单独用于重要受力结构的重大裂缝（如贯穿和基础贯穿裂缝）的修补和锚固。

结束语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低水工建筑物的抗渗能力，影响水工建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响水工建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证水工建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献：

[1]支拴喜．HF混凝土的性能、机理和工程应用[A]．泄水建筑物安全及新材料新技术应用论文集[C]．2010（11）．