摘要：现代科学研究和大量的混凝土工程案例证明，在混凝土工程裂缝不可避免，但在相对于水工施工应尽量采取有效措施，控制裂缝，裂缝中的结构尽可能裂纹或最小化裂纹的数量和宽度，特别是尽可能避免有害的裂纹，减少了钢筋混凝土结构承载力，耐久性和使用价值。避免威胁人民群众的生命和财产严重。因此，混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设的问题之一并引起高度关注。笔者以此为话题，希望业界共同学习提高。
关键词：水工混凝土；裂逢；处理
1.水工混凝土的概述
所谓的混凝土主要指的是由砂石骨料、水泥以及其他材料添加构成的非均质复合脆性材料。由于混凝土施工技术、本身约束力等问题的影响，使得混凝土在施工中必然会产生一定的裂缝，这些裂缝通常可以分为力微裂缝和有害裂缝两种。其中微裂缝也被广泛的称之为无害裂缝，它通常都部队结构的承重以及其他功能产生威胁，但是受到荷载、温差等相关作用之后，其必然会不断的扩展，从而引发严重的工程病害，轻者使得混凝土内部的钢筋材料发生腐蚀，严重的化则会降低混凝土结构整体性、耐久性，产生使用价值威胁，甚至是给人们生命财产带来损害。因此，在目前社会经济发展中，做好混凝土结构裂缝控制已成为水利工程建设工作人员面临的主要问题，也是现代化社会发展的核心所在。
2.水工混凝土裂缝产生原因
2.1结构设计及受力荷载因素
在设计荷载范围内，超过设计荷载范围或设计未考虑到的作用；地震、台风作用等；构件截面尺寸不足、钢筋用量不足、配置位置不当；结构物的沉降差异；对温度应力和混凝土收缩应力估计不足。
2.2材料性质和配合比因素
水泥非正常凝结；水泥非正常膨胀水泥的水化热骨料含泥量过大；骨料级配不良；使用了碱活性骨料或风化岩石；混凝土收缩混凝土配合比不当；选用的水泥、外加剂、掺合料不当或匹配不当外加剂、硅灰等掺合料掺量过大。
2.3施工因素
拌和不均匀，搅拌时间不足或过长，拌和后到浇筑时间间隔过长，泵送时增加了用水量、水泥用量；浇筑顺序有误，浇筑不均匀；捣实不良，坍落度过大、骨料下沉、泌水，混凝土表面强度过低就进行下一道工序；连续浇筑间隔时间过长，接茬处理不当；钢筋搭接、锚固不良，钢筋、预埋件被扰动，钢筋保护层厚度不够；滑模工艺不当；模板变形、模板漏浆或渗水；模板支撑下沉、过早拆除模板、模板拆除不当；硬化前遭受扰动或承受荷载；养护措施不当或养护不及时，养护初期遭受急剧干燥或冻害；大体积混凝土内部温度与表面温度或表面温度与环境温度差异过大。
3.水工混凝土裂缝的控制措施
3.1正确控制混凝土原材料
由于水工混凝土本身以及混凝土与周围环境相互作用的复杂性,混凝土裂缝的产生一般不是由单一的因素造成的,它的形成往往是由多种因素共同作用的结果,不能简单地将混凝土裂缝出现的原因归结为材料选用不当或环境太恶劣。应当从混凝土的性能、结构型式及所处环境等方面系统分析可能使混凝土产生裂缝的原因,并采取相应的措施防止混凝土裂缝。从结构角度看,混凝土的收缩变形受到约束,其拉应力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开裂。同时,由于混凝土早期强度、弹性模量、徐变松弛等参数随之变化,造成开裂趋势明显加大。而从材料角度看,引起混凝土产生裂缝的因素主要有:化学减缩、不均匀膨胀、碱-骨料反应、化学外加剂、掺合料及混凝土配合比设计、不均匀性和密实性等方面因素而产生裂缝。此外,还要考虑外界气温、湿度、风速、日照等环境因素。因此，需要对材料采取有效的预防措施：①合理选择水泥品种和标号，尽可能选用水化热小的水泥，适量掺加粉煤灰或矿渣等掺和料；②严格对混凝土拌和用水进行检验，避免氯离子含量超标；③尽可能采用较小的水灰比，减少混凝土的孔隙率；④采用杂质少、粒径适中、级配好、坚固性好的砂石骨料；⑤合理使用和掺加减水剂和引气剂等外加剂等。
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3.2优化混凝土设计及配合比
根据水工建筑物设计需要,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,进一步优先水工混凝土的配合比,应尽可能降低混凝土的单位用水量,采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则,生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。在条件许可的情况下,应优先选用级配良好的骨料和收缩性小或具有微膨胀性的水泥,并适当搀加粉煤灰,可提高混凝土的抗渗性、耐久性,减少收缩,降低胶凝材料体系的水化热,提高混凝土的抗拉强度,抑制碱骨料反应,减少新拌混凝土的泌水等。还可能适当选用高效减水剂和引气剂,这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量,改善新拌混凝土的工作度,提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。同时,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。
3.3采取切实有效的施工措施
大体积混凝土施工时内部应适当预留一些孔道,在内部通循环冷水或冷气冷却;对大型水工建筑物基础部位可采用分块分层浇筑,以利于水化热散发和减少约束作用。当混凝土浇筑在岩石地基或厚大的混凝土垫层上时,在岩石地基或混凝土垫层上铺设防滑隔离层,底板高低起伏和截面突变处,做成渐变化形式,以消除或减少约束作用。还应加强混凝土的浇灌振捣,尽量采用两次振捣技术,改善混凝土强度,提高密实度,提高抗裂性。此外,还应当采取相应的温度控制措施,白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置,或用湿麻袋覆盖,必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时,可在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水,要尽可能晚拆模。同时,严格温度监控,检测混凝土表面温度与结构中心温度,以便采取相应措施,保证混凝土施工质量,控制混凝土内外温差。并做好保温保湿养护工作,采用蓄水方式,并在混凝土表面覆盖一层塑料布,一层麻袋片,并根据温差情况及时对混凝土表面覆盖厚度进行增减。
4.水工混凝土裂缝常见修补方法
4.1充填法
此法适合于修补较宽的裂缝(裂缝宽度大于0.5mm)。具体做法是沿裂缝处凿U形或V形槽，槽顶宽约100m，在槽中充填密封材料。充填材料可用水泥砂浆、环氧砂浆、弹性环氧砂浆、聚合物水泥砂浆等。如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿除到能够充分处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈。然后进行防锈处理，再在槽中充填聚合物水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。对于活缝，沿裂缝走向开一个U形槽，槽底垫一层与混凝土不粘的材料，再填充弹性嵌缝材料，使其与槽两侧粘结。这样嵌缝材料沿槽的整个宽度可自由变形，裂缝发生张拉变形时，不会把嵌缝材料拉开。
4.2表面覆盖法
这是一种在微细裂缝(一般宽度小于0.2mm)的表面上涂膜，以提高其防水性及耐久性为目的的修补方法，分为涂覆裂缝部分及全部涂覆2种方法。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以控制其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及其建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛、清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。
4.3注入法
注入法分为压力注入法与真空吸入法2种。压力灌浆法适用于较深较细的裂缝，而真空注入法是利用真空泵使缝内形成真空，将浆材吸入缝内，该法适用于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性环氧浆材等。
4.4嵌缝封堵法
嵌缝封堵法是在裂缝封堵的方法中最常用的一种，其具体的操作方法就是顺着混凝土出现裂缝的位置凿槽，然后在槽中注入相关的材料（比如，塑料油膏、丁基橡胶等等），从而达到封堵裂缝的目的。
5.结语
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建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，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，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献
[1]刘政伟.水工混凝土产生裂缝的原因分析[J].北京农业，2015年第03期.
[2]林峰.谈水工混凝土基础贯穿裂缝产生的原因[J].科学与财富，2014年第11期.
论文作者:黄锦星
论文发表刊物:《基层建设》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/3
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水工论文; 骨料论文; 材料论文; 钢筋论文; 水泥论文; 《基层建设》2017年第20期论文;