水利工程中混凝土结构裂缝处理方法及预防措施

水利工程中混凝土结构裂缝处理方法及预防措施

发表时间：2019-08-01T16:43:05.767Z 来源：《建筑细部》2018年第27期作者：贾剑辉

[导读] 本文将从可能导致水利工程混凝土结构产生裂缝的原因开始分析，探析处理、预防水利工程混凝土结构裂缝的方法和措施。

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摘要：水利工程中混凝土结构长期遭受水作用，其质量直接决定了水利工程的质量，一旦发生开裂现象，会给国家财产和人民生活造成负面影响甚至是安全事故。因此处理其开裂现象以预防为主，在发现裂缝后必须及时进行处理。本文将从可能导致水利工程混凝土结构产生裂缝的原因开始分析，探析处理、预防水利工程混凝土结构裂缝的方法和措施。

关键词：水利工程；混凝土结构裂缝；处理；预防

水利工程中有句老话，“没有不裂的混凝土”，虽然有些局限性，但是却道出了混凝土工程的一个令无数专家和学者头疼的问题-裂缝。当前，混凝土裂缝问题成为影响水利工程质量和使用的最主要的问题，因此，有必要从设计阶段开始注重相关预防和质量控制，特别是混凝土配比问题，同时做好质量监管工作。尽量减少裂缝产生，而后根据裂缝产生的原因针对性地进行处理。

一、水利工程中混凝土结构裂缝产生原因

图1 裂缝分级图

结构设计不合理、混凝土配比不科学、施工质量监管不力以及养护工作不到位都可能造成结构裂缝的产生，具体可以分为三个级别（图1），根据水利工程中混凝土结构产生裂缝的原因，可以将裂缝分为四个类别。具体情况如下：

（一）安定裂缝

施工用水泥材料质量不过关，本身安定性差，导致混凝土硬化凝结过程中，硬化不均匀，原有体积发生改变，混凝土结构表面发生龟裂导致水泥膨胀。同时，钢筋混凝土结构中，钢筋锈蚀同样会导致混凝土体积发现变化，进而导致安定性裂缝产生。这主要是应质量监管不力导致的。

（二）干缩裂缝

混凝土初凝初期及硬化过程中，其中水分会随着施工时间的递延变化产生的热量蒸发减少，导致混凝土体积短时间内突然变小。混凝土结构的体积容易受到湿度、温度、风力等因素影响而产生敏感性变化，因而出现收缩应力。混凝土干缩裂缝是由于应力超过混凝土极限抗拉强度而产生的。混凝土配比过程中，对周边环境的影响因素把握不精确极容易产生干缩裂缝。同时日常保养不到位，使用时也容易产生干缩裂缝。

（三）沉降裂缝

沉降裂缝产生的原因有以下几种：地基结构不均匀；地基回填料压实程度不够；地基渗水、模板刚度不够；混凝土支持间距过宽；地基松动等。这种情况和结构设计的不合理有关，也和施工单位素质不高，偷工减料而监管不力有关。沉降裂缝大多是贯穿性的，危害极大。

（四）温度裂缝

温度裂缝形成的条件一般有三种：一是水化热导致的温度差。在混凝土硬化初凝期，施工产生的大量水化热，导致混凝土内外部温度产生差异。二是混凝土散热不良导致的温度差。混凝土散热表面积较小，无法及时散热导致超出内部温度极限而开裂。三是混凝土表面温度降温过快导致的温度差。造成这种现象的原因是拆除保温覆盖材料或混凝土表面强度未达到设计要求的强度等级，导致表面降温过快，产生裂缝。

二、水利工程中混凝土结构裂缝预防措施

（一）预防安定裂缝

预防安定裂缝主要是保证水泥硬化后体积变化的均匀，避免裂缝、膨胀或翘曲现象。具体防治手段包括：在易产生塑性裂缝的混凝土机构边缘布置暗筋[1]，增加部位配筋率，以钢筋分担混凝土部分结构应力，提升混凝土极限拉伸强度。在设计阶段，在保证质量的前提下，可适当减少混凝土保护层的厚度。为的是降低结构约束度，减少产生裂缝的几率。

（二）预防干缩裂缝

干缩裂缝的防治需要做到以下几点：第一，把控材料。通过掺加高效泵送剂和减水剂，控制骨料含泥量、砂率，选择良好骨料级配以减少用水量；通过提高粗骨料含量来降低水泥用量。第二，施工控制。放慢下料速度、确保振捣得均匀、密实。第三，重视养护。应重视日常养护工作，对早期收缩裂缝，进行二次混凝土抹压，掺加促凝剂。促凝剂应选择保水性好、强度高的普通硅酸盐水泥。此外，还可以通过延长保养时间或者降低混凝土混合料干缩率等方式预防。同时需要注意在混凝土浇筑后，及时覆盖湿草垫或塑料膜。

（三）预防沉降裂缝

设计阶段尽量降低建筑物结构重量，提高混凝土结构。强化混凝土结构上部刚度、抗剪强度。沉降缝设置要保证足够的宽度，使结构建筑物自行沉降。加强施工质量控制，严格遵守施工操作规程。施工前，针对松软的土地要确保地基结构稳定性，设计科学的施工技术方

案，确定是采用松土置换还是夯实加固地面。确保地基受力均匀。浇筑混凝土时，确保模板强度、刚度、支撑力。浇筑后，要在确保设计强度的前提下按规范的顺序进行模板拆除。

（四）预防温度裂缝

预防温度裂缝的措施包括：（1）选用粉煤灰水泥、低热水泥材料、掺加高效缓凝减水剂，以此降低水泥用量，减少水化热。（2）改进浇筑混凝土施工工艺，合理安排施工进度，浇筑时间段，设置循环导热系统，利用分层分块进行浇筑的方式改变大体积结构的约束条件

[2]。（3）做好应力温度设计，利用不同构造手段，分散温度应力，调置合适的钢筋温度。

三、水利工程中混凝土结构裂缝处理方法

为节省施工时间，在进行裂缝处理之前，可先判断其是有害裂缝还是无害裂缝[3]。有害裂缝的特征为：裂缝耐久性较低；渗水；具有贯穿性；混凝土结构缝隙明显并渗水；相连结构钢筋串水；裂缝不自愈，且宽度≥0.2mm；裂缝呈网络状。无害裂缝特征：可自愈；宽度≤0.2mm；不渗水不漏水；不贯通；不影响结构耐久性、安全性和稳定性。

（一）压力灌浆法

压力灌浆法的工艺流程为：凿槽-埋设灌浆犟嘴、封缝-检查密封、配置浆液-灌浆封孔-检查灌浆质量。其优点是：能够将化学灌浆材料送入缝隙深处，对于宽度大于0.3mm且深度大的裂缝修补效果好，耐久性、安全性和防水性恢复效率高。施工要点包括：材料宜选择树脂类粘结力强、可灌性好的材料；水泥类材料适用于≥2mm特大裂缝修补；环氧树脂或聚氨酯稀释液适用于活动性裂缝；化学灌浆压力控制在0.2-0.4MPa，水泥灌浆压力控制在0.4-0.8MPa。灌浆嘴要在浆液不渗漏的前提下拆除。

（二）表面封闭法

表面封闭法的工艺流程是：表面刷毛并冲洗-嵌补表面缺损-涂刷选材（多次反复涂刷）并冲洗。适用于≤0.2mm的小裂缝的修补。施工要点是：选择弹性密封胶、聚合物水泥膏或渗透性防水剂涂刷裂缝表面以恢复耐久性和防水性。不宜选择老化、粘结力强的材料进行涂刷。选取延伸率更大的弹性材料涂刷活动裂缝[4]。涂刷均匀，不产生气泡为合格。

（三）填堵法

填堵法的工艺流程是：凿槽、混凝土去污、钢筋除锈-涂刷环氧树脂浆液结合剂、填补修补材料-处理面层。优点是：适用于≥0.5mm的宽大裂缝和钢筋锈蚀裂缝。施工要点是：将混凝土裂缝凿成“V”型或者“U”型沟槽，嵌补修补材料以提高防水性、耐久性，部分恢复混凝土结构整体性。填堵材料可选择环氧砂浆、环氧树脂、聚合物水泥砂浆、聚氯乙烯胶泥、沥青油膏等。锈蚀裂缝填堵，必须先清除锈迹，并涂刷防锈材料。

（四）返工处理

对于一些严重影响工程质量和美观的裂缝，可在条件允许的情况下进行拆除，并依据设计要求进行重新浇筑。浇筑时注意新旧混凝土结合面的处理，一般情况下可按施工冷缝的处理办法进行。

结束语：综上所述，造成混凝土裂缝的原因是很多的，其中既有环境因素，更多的却是人为因素。特别是人为的设计、监管、养护的不合理会给水利工程使用埋下巨大的隐患。因此，需要从相关人员的重视程度入手，做好相关管理、监督工作。其次，要对裂缝产生原因有着明确把握，有针对性地进行预防和治理。

参考文献：

[1]蔡舒平.探析水利工程中混凝土结构的优化设计[J].建材与装饰，2019（06）：279-280.

[2]张春霞.论水利工程大体积混凝土温度裂缝控制技术的运用[J].建材与装饰，2018（25）：292.

[3]杨丽.水利施工中的混凝土裂缝控制探析[J].现代物业（中旬刊），2018（02）：123.

[4]张广久.试论水利施工中砼裂缝产生的原因及防治[J].河南科技，2018（01）：95-97.