东莞市大岭山镇水务工程建设运营中心 广东东莞 523000
摘要：混凝土裂缝是水利水电工程施工中常见问题之一，如果不及时采取有效的处理措施，就会严重影响到水利水电工程的正常施工，甚至对整个工程质量造成不良影响。本文对水利水电工程中混凝土裂缝类型及成因进行了分析，并阐述了混凝土裂缝对水利水电工程可能造成的危害，进而探讨了水利水电工程施工中几种常用的混凝土裂缝处理技术，以供相关人员参考。
关键词：水利水电工程；混凝土裂缝；表面修补技术；结构加固技术；电化学防护技术
水利水电工程是我国政府重点建设的民生工程项目，不仅能起到防洪和灌溉的作用，还能利用水力进行发电，在很大程度上促进了区域内社会经济的发展。在水利水电工程施工过程中，受到温度、土质等多种因素的影响，常常会有混凝土裂缝产生，对工程施工和后续使用有十分严重的影响。所以，水利水电工程施工人员必须针对各种裂缝，采用合理的处理措施，以保证工程施工质量。
1.水利水电工程中混凝土裂缝类型及成因
1.1温度裂缝
在水利水电工程混凝土浇筑施工中，如果混凝土水化产生的热量不能及时散发出去，会造成混凝土内部和表面形成较大温差，导致混凝土变形幅度过大而产生裂缝。当存在约束情况时，混凝土热胀冷缩出现的体积变化受约束力作用，在混凝土内部形成温度应力。同时因为混凝土抗拉强度较低，在温度引起的拉应力作用下就很容易被拉裂，进而造成温度裂缝的产生。
阳光暴晒是混凝土温度裂缝产生的最为常见的原因之一，其中温差较大区域的混凝土结构中或体积较大的混凝土表面上表现得最为明显。温度裂缝走向并没有一定的规律性，大面积混凝土结构中的裂缝呈现为纵横交错的状态，而贯穿性的温度裂缝通常平行于短边方向，其裂缝沿着长边分段产生，中间区域密度较大。温度裂缝的宽度也各不相同，与温度变化有十分密切的关系，高温炎热的夏季，裂缝相对较窄，低温寒冷的冬季，裂缝就相对较宽。
在高热膨胀作用下产生的混凝土温度裂缝一般呈现出两端细中间粗的形态，而低冷收缩形成的裂缝粗细没有较大变化。混凝土温度裂缝的产生会促使混凝土逐渐发生碳化现象，并缓慢削弱混凝土的抗疲劳和抗渗性能[1]。
1.2干缩裂缝
在混凝土浇筑结束后的7天左右，或混凝土养护完成后的一定时间内，水利水电工程建筑内水泥浆中的水分会不断蒸发从而出现干缩现象，这种不可逆的收缩现象就导致了干缩裂缝的产生。具体来讲，干缩裂缝是因为混凝土内部和表面水分的蒸发情况存在差异而产生的。受外部因素的直接影响，混凝土表面水分蒸发相对较快，其变形幅度也相对较大，而内部水分蒸发相对较慢，变形幅度相对较小。内外变形幅度存在一定差距时，混凝土内部就会产生相应的拉应力，从而就产生了裂缝。同时，空气相对湿度越低，混凝土水泥浆体的干缩程度就越强，这时就非常容易产生干缩裂缝。
从表面看来，干缩裂缝形状一般呈现为浅细网状或平行线状，其宽度大都在0.1—0.25毫米内，大体积混凝土的平面位置出现较多。干缩裂缝对工程混凝土的抗渗性能造成影响，能够锈蚀混凝土结构中的钢筋，从而降低混凝土的耐久性。水利水电工程的混凝土干缩裂缝会在水压力作用下出现劈裂现象，从而在一定程度上降低混凝土的承载力。混凝土干缩现象发生的原因，通常与混凝土的水泥成分和用量以及水灰比等多种因素有很大关系。
1.3超载裂缝
混凝土构件受集中荷载或过大均布荷载作用，会产生一定的内力弯矩，从而产生与构件纵轴处于垂直方向的裂缝叫做超载裂缝。同时，混凝土构件在较大剪力作用下，出现斜裂缝，并向前后不断延伸。也就是当混凝土构件在超载状态下使用时，由于受力不均以及变形等而出现的裂缝，都属于超载裂缝，该类型裂缝通常出现在混凝土构件受力弯矩最大的位置，呈长条形状，其分布不均匀，扩张方向与收缩裂缝相反，通常沿着受力钢筋的斜向或垂直方面发展。具体来讲，超载裂缝产生的主要原因，常常是因为施工过程中，混凝土构件受到不合理的施工荷载，或混凝土构件上部建筑施工时间过早等。
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1.4沉陷裂缝
水利水电工程中，结构地基处理不密实或存在浸水等问题会导致地基出现不均匀沉降现象，从而产生沉陷裂缝。同时，由于模板刚度不达标、模板底部松动等问题，也会造成混凝土沉降裂缝的产生。尤其在低温寒冷的冬季，模板支撑于冻土中，当冻土融化时就会发生不均匀沉降，从而导致混凝土结构出现裂缝，这种裂缝的走向与沉陷状态有密切关系，通常沿地平面垂直方向发展，或沿与地平面呈一定角度的方向发展。当沉陷裂缝较大时，常常会出现错位现象。沉陷裂缝宽度一般与沉陷量呈正相关，与温度变化无较大关系，当地基处于稳定状态后，沉陷裂缝也不再发生变化。
2.水利水电工程施工中混凝土裂缝的危害
2.1渗漏危害
在水利水电工程施工过程中，混凝土结构出现裂缝能够直接造成工程建筑出现渗漏问题。当出现渗漏问题时，受水力压力作用，混凝土裂缝会逐渐拓展。另外，当水渗透失败时，也会造成混凝土发生水解现象，从而在一定程度上损害到混凝土结构，甚至导致混凝土结构出现变形[2]。从相关调查数据得知，混凝土裂缝造成的诸多损害中，因渗漏问题导致的损害影响达六成左右。
2.2碳化危害
混凝土裂缝产生后的碳化现象会加强混凝土结构的收缩，从而进一步促进裂缝的扩展，最终对混凝土结构产生全面损害。从具体情况来看，混凝土裂缝出现之后，其结构中的二氧化碳浓度会不断增加，水化现象产生的物质与碳酸钙相互作用下，就会导致混凝土出现碳化。在较大湿度环境中，二氧化碳会同水泥中的部分物质发生化学反应，逐渐降低混凝土的碱性，从而直接损害到混凝土结构中的钢筋，再加上锈蚀作用，混凝土中的氧化物体积会不断增加，这些因素都会导致混凝土裂缝的扩展，从而加深危害程度。
3.水利水电工程施工中混凝土裂缝处理技术
3.1混凝土置换技术与表面修补技术
对于受到很大损坏的混凝土，施工人员可采用混凝土置换法来处理裂缝问题。首先将受到严重损坏的混凝土清理掉，之后利用新的混凝土或其他相关材料将清除部分替换掉。在水利水电工程中，混凝土置换材料常常选用水泥砂浆、普通混凝土、聚合物材料等。
表面修补法主要用来处理较为稳定的表面裂缝，或用来处理对结构承载能力无影响的伸进裂缝。具体处理方式是在混凝土裂缝表面涂抹环氧胶泥或水泥浆等，也可涂刷沥青等材料。同时，涂刷这些材料后，施工人员可利用玻璃纤维布等粘贴在混凝土裂缝表面，以避免各种因素作用下混凝土裂缝不断扩大。
3.2灌浆处理技术与结构加固技术
灌浆处理技术通常适用于混凝土裂缝的防渗处理施工中。该处理方式一般是在压力工具的辅助下，将胶结材质注入到裂缝内，当材料硬化后就能实现全面填充裂缝的目的，从而起到修补加固的作用。灌浆处理中使用的胶结材料通常为水泥浆或其他种类的化学材料[3]。
如果混凝土裂缝对其自身结构性能造成较大影响，施工人员可通过结构加固法来进行有效处理。在加固混凝土结构过程中，可采用下面几种措施：第一种，加大混凝土结构截面面积，利用型钢外包混凝土构件角部位置。第二种，通过增加支点来加固。第三种喷射混凝土补强。第四种，采用预应力法进行加固。
3.3嵌缝处理技术与仿生自愈合技术
嵌缝处理技术是封堵混凝土裂缝的常用方法，该技术是沿着裂缝挖槽，之后在槽内嵌入刚性防水材料或塑性材料，以实现处理裂缝的目的。常用刚性防水材料有聚合物水泥砂浆等，常用塑性材料有丁基橡胶以及聚氯乙烯胶泥等多种化学填充剂。
仿生自愈合技术是新型混凝土裂缝处理方式，该技术通过模仿生物组织的受创自愈方式来达到处理混凝土裂缝的目的。自然界中的生物组织受创时，其创伤部位会自动分泌一些特殊物质，以促使创伤部分获得自愈机能。仿照生物组织的这种机能，在水利水电工程的混凝土组分内添加带有粘结剂的液芯纤维等类似组分，使结构内形成智能仿生自愈合系统，如果混凝土结构产生裂缝，系统就会分泌液芯纤维来促进裂缝自动愈合。
3.4电化学防护技术
电化学防护法是通过施加电场在介质中的电化学作用，促使水利工程钢筋混凝土周边环境发生变化，使钢筋发生钝化，从而起到防腐蚀效果。电化学防护技术包括碱性复原法、氯盐提取法以及阴极防护法等几种方式。电化学防护技术的应用几乎不受环境因素影响，可用来对混凝土以及钢筋混凝土的长期防腐方面，不但能应用在已经产生裂缝的混凝土结构中，也能用在新结构中。
4.结语
总之，混凝土裂缝是水利水电工程施工过程中的一大隐患，所以，工程施工企业必须高度重视混凝土裂缝问题，必须对混凝土裂缝的各种类型及其危害有深刻认知，并在此基础上根据混凝土裂缝的具体情况，采取相应的处理技术，从而保证水利水电工程施工的顺利进行，促进水利水电工程各项功能的正常发挥。
参考文献:
[1]王彪. 水利水电工程中的混凝土裂缝施工技术[J]. 引文版:工程技术, 2016(6):247-247.
[2]蒋斌. 水利工程施工中混凝土裂缝的防治技术[J]. 科学技术创新, 2017(8):187-187.
[3]邹志兴. 水利水电工程中的混凝土裂缝施工技术[J]. 引文版:工程技术, 2016(4):198-198.
论文作者:刘玉帆
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/29
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