摘要：水工混凝土发生裂缝的现象较为普遍。轻微的裂缝对建筑物的危害不是很大, 但裂缝严重时会降低其抗渗功能, 导致承载力下降,如果不及时有效处理,有可能破坏建筑物的整体稳定性。因而,对水工混凝土建筑物出现的裂缝不可掉以轻心,一定要认真对待, 及时发现并正确处理,避免发生不应有的损失。
关键词：水利工程 施工 混凝土裂缝 处理技术
前言
由于混凝土原材料的复杂多变, 施工条件的波动,混凝土结构本身的复杂与不断发展, 环境条件的多样性和复合作用等, 造成混凝土耐久性研究的高度复杂性。笔者认为, 水泥生产工艺及混凝土施工技术发展引起的混凝土性能的变化, 是导致混凝土耐久性不良的重要原因。消除传统认识中的某些误区, 针对环境条件从配合比设计、材料选择、施工管理、检测预测等方面采取综合措施, 才能从根本上提高混凝土的耐久性。
一、 混凝土裂缝产生的危害
混凝土是多组分复合材料, 在温度和湿度变化的条件下, 硬化并产生体积变形。由于各种材料变形不一致, 互相约束而产生初始应力, 造成骨料与水泥粘结面或水泥本身之间出现肉眼看不见的微细裂缝, 我们一般称微裂。这种微细裂缝的分布是不规则的, 互不连贯, 但在荷载作用下或进一步产生温度变化, 养护不到位失水干缩的情况下, 裂缝开始扩展, 并逐渐互相连通, 从而出现较大的肉眼可见裂缝, 成为宏观裂缝, 严重的形成楼板上下贯通缝, 这就成为有害裂缝。这样的裂缝将对结构的承载力, 防火性、抗渗性、抗钢筋锈蚀性、抗化学侵蚀性等耐久性能产生严重的危害。
化学侵蚀、冻融循环、碳化、钢筋锈蚀、碱集料反应等,都会对混凝土结构体产生破坏作用。这些破坏作用的发生或进行的快慢, 除了受混凝土自身材料性质的影响外, 裂缝就是一个重要的影响因素。一般从结构拆模到装修完成,要经过2 -3 个月的时间, 有的大型工程还要跨年施工。这时空气中的CO2、SO2 气体及雨水等就会顺着裂缝进入混凝土内部, 促成钢筋锈蚀的加快; 碱集料反应及碳化速度的加快进行; 从而引起耐久性的下降和缩短建筑物的使用寿命。
二、水工混凝土裂缝产生的原因及其类型
水工混凝土建筑物裂缝的出现，主要是由施工中温度、湿度的变化以及混凝土材料的脆性和不均匀性及环境因数引起的，以下做具体分析：首先是由于承受荷载因数引起的结构裂缝，包括常规结构计算中的主应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝；其次是由于材料因数引起的裂缝：原材料不均匀，水灰比不稳定，以及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度是不均匀的，因此，那些抗拉能力低的部位容易出现裂缝；再次是由于温度和湿度因数引起的裂缝：混凝土浇筑后，因水泥水化热作用，引起温度升高较快， 混凝土的导热性能很差，使得混凝土内外出现温差。由于材料的热胀冷缩，引起内部受 、外部受拉。当混凝土此时的抗拉强度小于外部温度拉应力时就会出现裂缝。另外，受基础温差的影响，对于厚度为1 — 2 m 的混凝土底板或边墙， 当混凝土块温度由最高降至最低( 或稳定温度) 时，由于基础温差较大或分块尺寸较大，产生的拉应力大于混凝土抗拉力，也会导致裂缝产生。
最后是由于环境因素而导致产生的裂缝：当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良时，环境中的氯离子和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大得多，铁锈体积膨胀，对围混凝土形成挤压，使混凝上胀裂。
三、混凝土裂缝治理原则
1须充分了解设计意图和技术要求, 严格遵循设计和施工规范的有关规定。
2应认真分析裂缝产生的原因和性质, 根据不同受力情况和使用要求, 分别采用不同的处理方法。
3裂缝处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性、抗渗性。处理时要考虑温度、收缩应力较长时间的影响, 以免处理后再出现新的裂缝。
4防止进一步人为地损伤结构和构件, 尽量避免大动大补, 并尽可能保持原结构的外观。
5处理方法应从实际出发, 在安全可靠的基础上, 要考虑技术上的可能性, 力求施工简单易行, 以符合经济的原则。
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四、混凝土裂缝裂缝处理措施
混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法: 表面修补法, 灌浆、嵌逢封堵法, 结构加固法, 混凝土置换法, 电化学防护法以及仿生自愈合法。
1 表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法, 它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料, 在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂, 通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2 灌浆、嵌逢封堵法
灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补, 它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中, 胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。
嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法, 它通常是沿裂缝凿槽, 在槽中嵌填塑性或刚性止水材料, 以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等; 常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。
3 结构加固法
当裂缝影响到混凝土结构的性能时, 就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法: 加大混凝土结构的截面面积, 在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。
4 混凝土置换法
混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法, 此方法是先将损坏的混凝土剔除, 然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有: 普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。
5 电化学防护法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态, 钝化钢筋, 以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小, 适用钢筋、混凝土的长期防腐, 既可用于已裂结构也可用于新建结构。
6 仿生自愈合法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法, 它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质, 而使创伤部位得到愈合的机能, 在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分( 如含粘结剂的液芯纤维或胶囊) , 在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统, 当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
7添加外加剂法
为保证混凝土工程质量，防止裂缝产生，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一，例如使用减水防裂剂等，其主要作用为：水灰比是影响混凝土干缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少；水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充；掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热的基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。
结束语
混凝土建筑物产生裂缝是十分普遍的现象, 如何处理好裂缝是混凝土耐久性及建筑物安全的突出问题。文中分析了混凝土裂缝产生的原因和裂缝类型, 提出了混凝土裂缝的处理方法。
参考文献
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论文作者:王政
论文发表刊物:《基层建设》2019年第6期
论文发表时间:2019/4/19
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 结构论文; 材料论文; 方法论文; 水泥论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第6期论文;