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【摘 要】在水利工程施工中，混凝土是工程中使用最普遍，用量最广泛的一种混合材料。因其使用率高，且均匀性差，离散性大，特别容易产生裂缝的特性，是长期困扰着工程技术人员的难题。本文主要分析了水利工程施工中混凝土裂缝出生的原因，并探讨了防治措施。
【关键词】水利工程；混凝土施工；裂缝；防治措施
引言
水工混凝土裂缝是水工建筑物最为常见的病害之一，产生的原因是多种多样的。裂缝对水工建筑物的危害程度不一，还可能诱发其他病害的发生和发展，对水工建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。
一、水工混凝土裂缝的危害
混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，一方面在水压力作用下使裂缝逐步扩宽和发展；另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水蚀破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。
混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，抗拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。在潮湿的环境下二氧化碳能与水泥中的化学成分相互作用，使混凝土的碱度降低，使钢筋纯化膜遭受破坏，当水和空气同时期渗入，钢筋就产生锈蚀。
总之，混凝土裂缝对建筑物的强度和稳定性具有直接的影响，会降低建筑物的强度和整体稳定性。轻则影响建筑物的外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致建筑物的完全破坏。
二、水工混凝土裂缝产生的原因
混凝土裂缝产生的形式和种类很多，要根本解决裂缝问题，还是要从裂缝的形成原因入手。正确判断和分析裂缝的成因是有效地控制和减少裂缝产生的最有效的途径。
（1）混凝土的收缩
收缩是混凝土的一个主要特性，对混凝土的性能有很大影响。由于收缩而产生的微观裂缝一旦发展，则有可能引起水工建筑物的开裂、变形甚至破坏。产生收缩裂缝的原因，一般是在施工阶段因水泥水化热及外部气温的作用引起混凝土收缩而产生的裂缝，多为规则的条状，很少交叉。
（2）混凝土材料及配合比
配合比设计不当直接影响混凝土的抗拉强度，是造成混凝土开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。
（3）施工及现场养护原因
①振捣不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。
②高空浇筑混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩值大。
③对大体积混凝土工程，缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。
④大体积混凝土浇筑，对水化计算不准、现场降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，产生温度裂缝。
⑤现场养护措施不到位，混凝土早期脱水，引起收缩裂缝。
⑥现场范本拆除不当，引起拆模裂缝。
⑦现场预应力张拉不当，引起张拉裂缝。
⑧养护不到位不及时，达不到标准要求，同样会引起混凝土开裂。
（4）使用原因（外界因素）
①建筑物基础不均匀沉降，产生沉降裂缝。
②使用荷载超负。
③周围环境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀，引起裂缝。
④意外事件，火灾、轻度地震等引起构筑物的裂缝。
三、控制混凝土裂缝的具体措施
（1）混凝土配合比的优化设计。掺入粉煤灰，选择减水剂，保证泵送流动度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，添加Ⅰ级粉煤灰，将水胶比控制在规范允许的范围内，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易性，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。
（2）原材料的选择。砂料细度模数控制在2.4～3.0之间，含泥量控制在1%内。碎石针片状控制在10%以内，含泥量控制在1%内，尽可能使用低水热化水泥，控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。
（3）施工安排。混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气，若需要上述条件下施工时必须有相应遮挡、保温措施。
（4）施工过程控制。① 二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣，混凝土会重新液化，能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，消除沉缩收缩量。泵送混凝土特别需要二次振捣。② 二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的，发生在混凝土初凝至终凝期间，消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光，然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光，将极大地提高混凝土的平整度和表面强度，在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收光。③ 控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度，在混凝土内外温差过大、气温骤降时，及时采取保温、保湿措施，加强测温和气温预报，做到防护及时。
（5）混凝土干缩裂缝的控制措施。混凝土存在空隙产生湿胀干缩，加强振捣使之密实，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收光，掺加优质粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。
（6）混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温，掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间，通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。
（7）混凝土的养护和表面保护。良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂缝发生的措施之一，一般保温、保湿养护不得少于14d。
四、水工建筑物裂缝的修补方法
裂缝分为死缝、活缝和增长缝等3种。对于死缝可以采用刚性材料填充修补；对活缝则采用弹性材料修补；对于增长缝，必须消除引发裂缝的因素。裂缝修补除了要恢复防水性和耐久性为目的之外，还要从结构安全及美观角度出发进行修补，当前的修补方法主要有以下六大类。
（1）充填法
对于裂缝宽度大于0.5mm的裂缝，沿裂缝处凿成“U”形或“V”形槽，槽顶宽约10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂浆、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，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。
（2）注入法
注入法分压力注入法（灌浆法）与真空吸入法两种。灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应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、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。
（3）表面覆盖法
在细微裂缝表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性为目的的修补方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时，首先用钢丝刷将混凝土表面打毛，清理表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面气孔，再用修补材料覆盖表面。
（4）围套加固法。在周围尺寸允许的情况下，在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套，以增加钢筋和截面，提高其承载力；对构件裂缝严重，尚未破碎裂透或一侧破裂的，将裂缝部位钢筋保护层凿去，外包钢丝网一层；大型设备基础一般采取增设钢板箍带，增加环向抗拉强度的方法处理。
（5）钢箍加固法。在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧，以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时，应使钢套箍与混凝土表面紧密接触，以保证共同工作。
（5）粘贴加固法。将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂，粘结到构件砼裂缝部位表面，使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前，钢材表面进行喷砂除锈，混凝土刷净干燥，粘结层厚度可为1～4 mm。
五、结语
水工建筑构筑物的结构安全和防渗等主要由混凝土承担，混凝土的质量极其重要。因此，减少和控制混凝土裂缝的产生和扩展，对提高混凝土结构的质量，进而提升水工建筑物的安全起着极为重要的作用，必须高要求、高标准施工。
参考文献：
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[3]马顺利.刘艳《浅谈水工混凝土常见裂缝与控制措施》[J].山西建筑.2010（2）.
论文作者:罗嘉旻
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/10/19
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 水工论文; 建筑物论文; 表面论文; 钢筋论文; 砂浆论文; 《低碳地产》2016年13期论文;