淺談水利工程混凝土施工裂縫的危害與防治措施

摘要：混凝土施工是水利工程建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是整個(gè)工程的核心質(zhì)量保證。而裂縫控制則是混凝土質(zhì)量控制的重要組成部分，對此有必要加以深入的研究與探討，以預(yù)防和控制裂縫的產(chǎn)生，不斷提升水利工程建設(shè)的整體質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：水利工程建設(shè) 混凝土施工 裂縫控制 具體措施 
        0 引言
        水工混凝土裂縫是水工建筑物最為常見的病害之一，產(chǎn)生的原因是多種多樣的。裂縫對水工建筑物的危害程度不一，還可能誘發(fā)其他病害的發(fā)生和發(fā)展，對水工建筑物的耐久性產(chǎn)生巨大的危害，因此，必須對此加以重視，并采取措施加以解決。
        1 水工混凝土裂縫的危害
        混凝土裂縫將使水工建筑物產(chǎn)生滲漏，滲漏的結(jié)果，一方面在壓力水作用下使裂縫逐步擴(kuò)寬和發(fā)展；另一方面當(dāng)水滲入混凝土內(nèi)部后首先會引起水解破壞，并可能由此導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物的破壞。根據(jù)調(diào)查，由裂縫引起的各種不利結(jié)果中，滲漏水占60%。
        由于混凝土碳化會加劇混凝土收縮開裂，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物破壞。混凝土裂縫的存在，能使空氣中的二氧化碳極易滲透到混凝土內(nèi)部與水泥的某些水化產(chǎn)物相互作用形成碳酸鈣，這就是常說的混凝土碳化。在潮濕的環(huán)境下二氧化碳能與水泥中的化學(xué)成分相互作用，使混凝土的堿度降低，使鋼筋純化膜遭受破壞，當(dāng)水和空氣同時(shí)期滲入，鋼筋就產(chǎn)生銹蝕。
        混凝土的裂縫還會使混凝土對鋼筋的保護(hù)作用削弱，在裂縫部位，水拉性能減弱，裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，形成更大的危害。
        綜上，混凝土裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性具有直接的影響。會降低混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。輕則影響建筑物的外觀和正常使用，嚴(yán)重的貫穿性裂縫甚至可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物的完全破壞。
        2 水工混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因
        按裂縫產(chǎn)生的原因劃分有：由外荷載引起的裂縫；由變形引起的裂縫；由施工操作引起的裂縫。水工建筑物產(chǎn)生裂縫的主要原因如下：
        2.1 大體積混凝土水化時(shí)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。
        2.2 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(shí)產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時(shí)會很大，甚至?xí)�貫穿整個(gè)構(gòu)件。
        2.3 在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。
        2.4 當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱脹冷縮所產(chǎn)生的體積脹縮，因?yàn)槭芗s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(qiáng)度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象。
        2.5 混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng)，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨漲，體積增大3倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。
        2.6 在炎熱的大風(fēng)天氣，混凝土表面水分蒸發(fā)過快，造成混凝土內(nèi)部水化熱過高，在混凝土澆筑數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)，易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
        2.7 構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫。例如：構(gòu)件在超出設(shè)計(jì)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。
        2.8 當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷，就有可能會產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會進(jìn)一步擴(kuò)大。
        2.9 當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護(hù)層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧離子會使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大得多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。
        3 控制混凝土裂縫的具體措施
        3.1 混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)。摻入粉煤灰，選擇減水劑，保證泵送流動度。采集原材料進(jìn)行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加Ⅰ級粉煤灰，將水膠比控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性，降低溫升，減少收縮，提高抗侵蝕具有良好的作用。
        3.2 原材料的選擇。砂料細(xì)度模數(shù)控制在2.4以上，含泥量控制在1%內(nèi)。碎石針片狀控制在10%以內(nèi)，含泥量控制在1%內(nèi)，盡可能使用低水熱化水泥，控制原材料的質(zhì)量不使混凝土產(chǎn)生收縮。
        3.3 施工安排�；炷�土的澆筑盡可能避開高溫、曝曬、多風(fēng)、降溫的天氣，若需要上述條件下施工時(shí)必須有相應(yīng)遮擋、保溫措施。
        3.4 施工過程控制。a.二次振搗法消除混凝土沉縮裂縫。對于澆筑后坍落度已經(jīng)消失開始初凝的混凝土進(jìn)行二次振搗，混凝土?xí)�重新液化，能較好地消除粗骨料、鋼筋下面的水膜，消除沉縮收縮量。泵送混凝土特別需要二次振搗。b.二次壓光消除混凝土塑性收縮裂縫。此種裂縫是混凝土表面水分散失引起的，發(fā)生在混凝土初凝至終凝期間，消除此種裂縫應(yīng)使用機(jī)械抹光機(jī)進(jìn)行大面積、高強(qiáng)度的提漿抹光，然后使用機(jī)械收光機(jī)進(jìn)行大面積、高強(qiáng)度的收光，將極大地提高混凝土的平整度和表面強(qiáng)度，在混凝土終凝前再進(jìn)行二次人工抹壓收光。c.控制約束裂縫的措施�；炷�土約束裂縫的產(chǎn)生是混凝土內(nèi)外溫差過大或收縮引起的約束拉力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度，在混凝土內(nèi)外溫差過大、氣溫驟降時(shí)，及時(shí)采取保溫、保濕措施，加強(qiáng)測溫和氣溫預(yù)報(bào)，做到防護(hù)及時(shí)。閘墩下部與底板同時(shí)澆筑或盡量縮短閘墩與閘底板之間澆筑的時(shí)間間隔，可有效控制閘墩裂縫發(fā)生。

     3.5 混凝土干縮裂縫的控制措施�；炷�土存在空隙產(chǎn)生濕脹干縮，加強(qiáng)振搗使之密實(shí)，清除混凝土中的泌水，加強(qiáng)表面的抹壓收光，摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土濕脹干縮裂縫產(chǎn)生。
        3.6 混凝土內(nèi)部的溫度控制。大體積混凝土內(nèi)部埋設(shè)熱電耦測溫，掌握混凝土內(nèi)部的溫升變化及內(nèi)部最高溫度的發(fā)生時(shí)間，通過蓄熱保溫使混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。常采用兩層農(nóng)膜加干鋪兩層草袋的做法。
        3.7 混凝土的養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)。良好的養(yǎng)護(hù)可使混凝土保持或接近飽和狀態(tài)，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂縫發(fā)生的措施之一，一般保溫、保濕養(yǎng)護(hù)不得少于14d。
        4 水利工程構(gòu)筑物已產(chǎn)生裂縫的修補(bǔ)方法
        國內(nèi)外學(xué)者把裂縫分為死縫、活縫和增長縫等3種。對于死縫可以采用剛性材料填充修補(bǔ)；對活縫則采用彈性材料修補(bǔ)；對于增長縫，必須消除引發(fā)裂縫的因素。裂縫修補(bǔ)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(jìn)行修補(bǔ)，當(dāng)前的修補(bǔ)方法主要有以下三大類。
        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(xì)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(bǔ)。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(xì)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(bǔ)方法。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法。施工時(shí)，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(bǔ)材料覆蓋表面。
        5 結(jié)語
        水工建筑構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)安全和防滲等主要由混凝土承擔(dān)，因此混凝土的質(zhì)量極其重要。因此，減少和控制混凝土裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)展，對提高混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進(jìn)而提升水工建筑物的安全起著極為重要的作用，必須加以重視。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉軍《試論常見水工混凝土裂縫的種類及預(yù)防措施》[J].甘肅科技縱橫.2008(1).
[2]魏銀山《水工混凝土的施工溫度與裂縫分析》[J].科技促進(jìn)發(fā)展.2009(5).
[3]馬順利.劉艷《淺談水工混凝土常見裂縫與控制措施》[J].山西建筑.2010（2）.

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