水利施工中混凝土裂缝原因与防治措施

摘 要：混凝土是水利工程建设中的重要材料，在施工中必须确保混凝土的质量，才能提高整个工程的质量水平。本文主要阐述了水工混凝土中的常见裂缝及产生原因，并针对问题提出了防治措施。
关键词：水利工程 混凝土裂缝 防治措施
一、前言
近年来，随着国家对基础设施建设投入力度的逐渐加大，作为推动经济增长起关键作用的水利建设迅猛增长。然而，在水工建筑物的建造和使用过程中，因出现裂缝而影响工程质量的情况层出不穷。水利施工中的混凝土结构裂缝普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，必须对混凝土裂缝实施有效的防治措施，以保证建筑物和构件安全稳定地工作。

二、水工混凝土的常见裂缝及产生原因

1、干缩裂缝

置于未饱和空气中的混凝土因水分散失而引起的体积缩小变形，称为干缩。
产生原因：在混凝土养护期结束后的两个星期左右容易出现干缩裂缝。由于混凝土易受外部条件的影响，表面水分损失的多，变形则较大；内部湿度变化小，变形则较小。较大混凝土的表面干缩变形受到内部约束，则产生较大拉应力而产生干缩裂缝。
产生原因：混凝土的水灰比、水泥的质量用量及外加剂的用量不符要求导致。

2、塑性收缩裂缝

在混凝土凝结之前，其表面因失水较快容易产生的塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝经常在干热或风力较大的天气容易出现，该裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一或互不连贯的状态。
产生原因：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小时，受外界条件的影响，导致混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，产生龟裂。

3、温度裂缝

温度裂缝多发生在混凝士施工后期，其走向通常无固定规律，大面积结构裂缝常常表现为纵横交错。
产生原因：大体积混凝土浇筑后，由于水泥水化热使内部混凝土温度升高。当水化热温升至高峰后，由于环境温度较低，因此混凝土温度开始下降。降温过程中混凝土发生收缩，在约束条件下，当温降收缩变形大于混凝土极限拉伸变形时，混凝土容易发生裂缝。

4、沉陷裂缝

沉陷裂缝多表现为深进或贯穿性裂缝，其裂缝走向多与沉陷情况有关，较小的裂缝一般与地面垂直或沿30°～45°角方向扩展，而较大的沉陷裂缝则有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。
产生原因：由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致；特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。

5、化学反应引起的裂缝

碱骨料反应裂缝和钢筋锈蚀引起的裂缝是钢筋混凝土结构中最常见的由于化学反应而引起的裂缝。
产生原因：混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。

三、水工混凝土裂缝的防治措施

1、水工混凝土裂缝的防止措施

（1）温度控制措施
采取改善骨料级配，采用干硬性混凝土掺混合料、加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节应采取保温措施。
（2）添加外加剂防止裂缝
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，减水防裂剂还可改善泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。掺加外加剂可使混凝土密实性好，有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。
（3）混凝土的早期养护
常见的混凝土裂缝大多数是不同深度的表面裂缝，其主要是由温度骤变造成的。因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝的形成尤为重要。混凝土的早期养护，主要目的是保持适宜的温度条件，以达到两个方面的效果：一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩；另一方面使水泥水化作用顺利进行，以达到设计的强度和抗裂能力。

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2、水工混凝土裂缝的修补法

（1）充填法
适合于修补较宽的裂缝（裂缝宽度大于0.5mm）。具体做法是沿裂缝处凿U形或V形槽，槽顶宽约10cm，在槽中充填密封材料。这样嵌缝材料沿槽的整个宽度可自由变形，裂缝发生张拉变形时，不会把嵌缝材料拉开。
（2）低压注浆法
适用于宽度为0.2mm～0.3mm的混凝土裂缝修补。当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。一般由上往浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个往浆嘴再次补浆。
（3）表面覆盖法
是在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm）的表面上涂膜，以提高其防水性及耐久性为目的的修补方法，分为涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛、清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。

四、结束语

随着我国社会经济的飞速发展，水利工程正日益增多，水利工程的质量成了人们关注的焦点。我们只有认真深入地了解研究，不断完善施工工艺、提高施工技术水平，才能有效地预防水利施工中混凝土裂缝的出现，为企业创造最大利益，使我国水利工程健康飞速发展。
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