浅谈水利工程施工混凝土裂缝防治措施

浅谈水利工程施工混凝土裂缝防治措施
一、水利工程中混凝土裂缝产生的原因
1、收缩裂缝。

混凝土在硬化的过程中，由于干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。

混凝土微观裂缝一般肉眼看不到，它是内部固有的一种裂缝，也是不连贯的。

宽度在0.05mm 以下这种混凝土本身固有的微观裂缝，在荷载不超过设计规定的情况下视为无害，反之有害。

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。

收缩裂缝多为规则的条状，很少交叉，常发生在结构的变截面处，往往与受力钢筋平行。

这种裂缝多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等块体构件，危害较大，尤其是暴露在大气中的构筑物影响更大。

如不加以防止，很可能会造成严重后果。

2、超载裂缝。

构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。

即混凝土构件超载使用时，造成变形、受力不均等原因产生的裂缝，一般均发生在构件受力弯矩最大的部位，成条状，但分布不像收缩裂缝那样均匀，扩展方向也相反，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向扩展。

产生超载裂缝的原因，往往是在施工中构件上受到了不适当的施工荷载或者上部建筑物过早施工。

3、沉降裂缝。

即因地基差异沉降或构件结合不良、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝，多见于填土地基、桩基沉降不均匀的各种基础与墙体。

这种裂缝一般与地面垂直，或成300～400角方向发展，宽度因荷载大小而异，与沉降值成比例。

沉降裂缝危害极大，并且很难处理。

因此在设计上必须采取有效措施，在先期探测、施工和使用过程中斗要加强观测和巡视。

4、温度裂缝。

如混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。

当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。

二、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。

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以上，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、施工过程控制。

a.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。

b.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。

c.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。

闸墩下部与底板同时浇筑或尽量缩短闸墩与闸底板之间浇筑的时间间隔，可有效控制闸墩裂缝发生。

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4、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。

5、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，掌握混凝土内部的溫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。

常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。

6、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。

三、水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法
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。

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。

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。

四、结束语
综上所述，水工建筑构筑物的结构安全和防渗等主要由混凝土承担，因此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，必须加以重视。

参考文献：
[1]李进国；；混凝土裂缝控制技术在水利工程中的应用[A]；土木建筑学术文库（第8卷）[C]；2007年
[2]刘军；赵华；；铜场水库泄洪（导流）洞底板混凝土裂缝原因分析与探讨
[A]；2008中国水力发电论文集[C]；2008年。