水工混凝土裂缝

水工混凝土裂缝（精选11篇）

水工混凝土裂缝 篇1

1 引言

自混凝土问世以来, 它以其坚固耐久、造价低廉等特点成为工程建设中一种最主要的建筑材料。随着国民经济的快速增长和现代建筑的飞速发展, 政府大力发展水利、交通等基础设施建设, 大体积混凝土的应用也越来越广泛, 大坝、码头、闸墩等都是应用大体积混凝土的典型建筑物。

混凝土的固有特性表明它是一种“韧性不足, 脆性有余”的建筑材料, 容易在外界因素影响下产生开裂。对于水工混凝土结构, 开裂现象非常普遍, 裂缝的存在与发展不仅影响水工建筑物的外观质量, 更会影响其承受能力和使用功能, 同时容易造成钢筋锈蚀、混凝土碳化等一系列影响混凝土耐久性的问题, 严重危害水工建筑物的使用寿命。因此, 有关混凝土裂缝问题的研究一直是学术界研究的热点。

2 裂缝的危害性

裂缝是水工混凝土结构常见的一项病害问题, 其形成原因复杂, 因素影响众多, 危害性巨大。裂缝的存在严重影响了混凝土结构的耐久性和安全性, 危及人民生命财产安全。裂缝种类众多, 危害性各异, 表面裂缝影响混凝土结构的外观质量, 容易造成应力集中, 存在发展为深层裂缝或贯穿裂缝的潜在性。深层裂缝或贯穿裂缝的危害性巨大, 不仅破坏水工混凝土结构的整体性, 影响混凝土结构功能发挥, 还会加重钢筋锈蚀、加速混凝土碳化、降低混凝土抗疲劳和抗渗性能, 大大降低水工混凝土结构的使用寿命[1,8]。

3 裂缝类型及形成原因

裂缝的产生、存在和发展直接影响到水工混凝土结构的安全运行, 影响水工建筑物的耐久性能。长期以来, 工程界和科学界都着力探索混凝土结构裂缝产生及扩展的原因, 并取得一定成果。引起水工混凝土开裂的因素众多, 根据已有研究成果和工程开裂破坏实例, 总结出水工混凝土裂缝主要为以下几类[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13]:

3.1 温度裂缝

温度裂缝多发生于大体积混凝土结构中。混凝土浇筑后, 水泥水化产生大量水化热, 由于混凝土体积大, 导热性能差, 大量水化热得不到及时散发, 积聚于混凝土内部, 致使混凝土内部温度急剧升高;而混凝土表面散热快, 温度降低较快, 由此形成较大内外温差, 产生不均衡变形, 当混凝土变形受到约束时, 即形成温度应力, 该应力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土结构便开裂破坏[14,15,16,17,18]。

混凝土浇筑初期, 其弹性模量和强度都相对较低, 对混凝土内部温升引起的变形约束不大, 由此产生的温度应力较小, 不易形成温度裂缝;随着期龄增长, 混凝土弹性模量和强度不断提高, 对混凝土内外温差引起的变形约束越来越强, 由此产生的温度应力较大, 温度裂缝也最易产生。因此, 温度裂缝多发生在混凝土凝结硬化中后期, 其危害性较大。

3.2 收缩裂缝

收缩是混凝土的一项固有特性, 它对混凝土结构性能影响较大。在正常使用条件下, 由于混凝土收缩变形产生的具大内应力, 足以导致混凝土开裂破坏, 严重影响混凝土结构的承载能力和整体性, 为及时发现和预防混凝土收缩裂缝产生, 在工程施工过程中, 必须严格控制混凝土生产的各个环节。工程实际中, 混凝土收缩裂缝多因塑性收缩和干燥收缩引起[19,20]。

塑性收缩裂缝[2,4,8]:混凝土浇筑成型后, 凝结硬化前, 固体颗粒下沉, 内部水分向表面迁移, 表面水分在外力作用下快速蒸发。当水分迁移速率小于蒸发速率时, 表层毛细管产生较大负压力, 使得混凝土体积急剧收缩, 而此时混凝土自身强度无法抵挡其收缩变形, 最终形成塑性收缩裂缝。此类裂缝多发生于夏季高温和大风环境中, 裂缝多呈中间宽、两端细, 且长短不一、互不贯通, 主要在混凝土表面呈现龟裂状, 因此时混凝土还处于可塑状态, 故其危害性相对较小。

干燥收缩裂缝[4,8]:混凝土浇筑完成并形成一定强度后, 因结构失水导致混凝土产生较大变形, 此时, 混凝土形成的强度对该变形具有强大约束作用, 当这种约束力超过混凝土抗拉强度时, 混凝土结构便开裂破坏, 形成干缩裂缝。此类裂缝多发于空气相对湿度较小的季节或地区, 裂缝主要呈现为平行线状或网状, 多数较宽, 深度较大, 且不可逆, 其危害性较大。

混凝土收缩裂缝往往是多种因素共同作用的结果, 并无明确关系界定, 在一定条件下, 混凝土自身收缩和碳化收缩也会引起混凝土开裂。因此, 为预防或降低混凝土产生收缩裂缝, 应加强原材料控制和养护手段。

3.3 沉降裂缝

混凝土沉降裂缝多由地基沉降不均或模板搭设质量不合格引起[3,8,11,12]。混凝土结构物地基处理过程中, 常常因土质不匀、回填压实度不够或地基浸水等原因, 造成结构地基不均匀沉降, 致使混凝土结构物受力不均, 产生变形开裂。混凝土浇筑过程中, 模板自身刚度不够、模板架设不牢固, 以及模板支撑间距过大, 同样会造成混凝土沉降裂缝。此类裂缝多为深层裂缝或贯穿性裂缝, 裂缝走向与沉降情况相关, 当沉降裂缝较大时, 往往会在混凝土结构物中呈现出一种错位, 严重影响混凝土结构安全性, 其危害性巨大。

3.4 化学反应裂缝

化学反应裂缝主要是指混凝土结构物内某些组分发生一系列化学反应, 致使混凝土结构体积膨胀, 形成膨胀裂缝。化学反应裂缝的典型例子是碱-骨料反应裂缝和钢筋锈蚀裂缝[6,8,21,22,23,24]。

碱-骨料反应裂缝:配制混凝土时, 若水泥中的碱性氧化物含量较高, 将可能与骨料中的硅酸盐矿物或碳酸盐矿物发生化学反应, 生成凝胶状物质, 该物质吸水后产生较大体积膨胀 (体积增大约3倍) , 形成的内应力足以使混凝土结构物开裂, 形成致命裂缝。因碱-骨料反应过程十分缓慢, 常常需要数年甚至数十年时间才能明显表现出来, 一旦出现将很难补救, 给工程带来巨大危害, 素有“混凝土的癌症”之称。碱-骨料反应裂缝的形貌特征及分布规律与钢筋约束力有关, 当约束力较小时, 常出现地图状裂缝, 并在缝隙中伴有白色沉淀物生成;当约束力较强时, 则沿钢筋走向出现裂缝[8,11]。

钢筋锈蚀裂缝:钢筋混凝土在所使用的环境中, 混凝土保护层发生碳化反应, 其孔溶液碱度降低, 导致钢筋钝化膜破坏, 钢筋便与侵入混凝土中的有害离子 (主要为氯离子) 发生复杂的电化学反应, 生成铁锈, 其体积增长2~4倍, 形成巨大内应力, 导致混凝土膨胀开裂, 严重影响混凝土结构物的承载能力和耐久性能[21,22,23,24]。此类裂缝多为破坏性裂缝, 发生时, 混凝土表面往往伴有铁锈产生, 容易鉴定, 但对结构危害性较大。

3.5 冻胀裂缝

冻胀裂缝是水工混凝土一项常见的耐久性问题[9,11,12]。水工混凝土长期处于与水接触环境中, 毛细孔大量饱水, 当环境温度低于毛细水冰点温度时, 毛细孔水将冻结膨胀, 体积增大约9%, 在混凝土内部形成膨胀应力, 同时, 混凝土凝胶孔中的过冷水在混凝土结构中迁移和重新分布产生的渗透压力, 使得该膨胀应力进一步加大, 当该应力大到一定程度时, 混凝土结构便开裂破坏。冻胀裂缝往往沿结构钢筋布置方向出现, 宽窄不一, 深及钢筋。

水工混凝土裂缝的产生往往是多种因素综合作用的结果, 为避免或减少裂缝的产生, 应采取合理的施工工艺, 加强原材料质量控制, 采取适当养护措施, 确保混凝土结构稳定、耐久。

4 裂缝预防与修补

4.1 预防措施

混凝土裂缝因形成原因不同, 其预防措施也不尽相同。经过工程实践摸索, 混凝土结构裂缝可从多方面采用措施加以预防[1,2,11,25]。

⑴结构设计方面:优化结构设计, 充分考虑边界条件和环境因素;选择合适的结构形式;合理分缝、分块;合理设计钢筋保护层厚度;在满足结构稳定性前提下, 尽量使用低强度等级混凝土;

⑵材料方面:优化混凝土配合比, 有效控制水胶比;使用水化热相对较低的中热或低热水泥;限制水泥用量, 降低混凝土入模温度;选择优质原材料, 选用低碱水泥;适量掺用优质膨胀剂、粉煤灰、纤维等材料, 提高混凝土自身抗裂性能。

⑶施工方面:优化施工工艺和施工程序, 规范施工行为;夯实地基基础, 确保其压实度合格;严格控制混凝土原材料计量和拌合过程, 提高混凝土密实度和抗渗性;避免集中卸料, 保证混凝土均匀性;加强或改进混凝土养护制度, 适当延长养护时间;预处理混凝土原材料, 降低混凝土入模温度;严格控制结合面处理质量, 确保混凝土粘结牢固, 避免起层破坏。

4.2 修补方法

混凝土结构出现裂缝后, 根据其裂缝类型和破坏程度, 及时采取补救措施, 防止裂缝继续扩散或发展, 减小裂缝对混凝土结构的影响程度, 使既有裂缝得到有效控制或无害化处理[3,7,9,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35]。

⑴表面涂抹法:在裂缝表面涂抹水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂、环氧砂浆、丙烯酸橡胶等材料以修补裂缝[9,31]。此法适用于修补稳定型表面裂缝;

⑵表面贴补法:利用胶粘剂将止水材料贴于混凝土表面的裂缝处, 达到密封裂缝、防止渗漏的作用[9]。常用止水材料有氯丁胶皮、止水铜片、高分子土工防水材料等;

⑶灌浆法:利用压力设备将胶凝材料压入混凝土裂缝中, 胶凝材料硬化后与混凝土形成一个整体, 从而起到封堵加固的作用[27,28,29,30]。常用的胶凝材料有水泥浆、水泥砂浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯等;

⑷嵌缝法:沿裂缝凿成V形或U形槽, 清除浮灰, 嵌入止水材料以达封堵裂缝的目的[3,7]。此法一般应用于裂缝深度较浅的浅层或表面裂缝修补;

⑸锚固法:利用钢筋栓沿混凝土裂缝方向以一定间隔将裂缝锚固的修补方法, 或沿裂缝相垂直的方向配置锚杆或钢筋, 然后拉紧使其产生预应力后锚定, 以防止裂缝继续扩散或发展[3,22,23,24,32]。此法多用于混凝土及钢筋混凝土的补强加固。

⑹生物修复法:在新拌混凝土中添加特殊微生物, 当混凝土出现裂缝时, 混凝土中的微生物将在裂缝中发生一系列化学反应, 生成碳酸钙及凝胶状物质, 通过碳酸钙沉淀和凝胶状物质的胶结作用, 逐渐将混凝土裂缝修复[33,34,35]。目前, 该技术作为先进的修复技术正处于试验研究阶段, 推广应用条件尚未成熟, 仍需科研工作者付出大量努力, 早日将其推广应用于工程实践中。

5 有待进一步研究的问题

目前, 水工混凝土裂缝方面已有不少研究成果, 但许多问题仍有待进一步研究:

⑴寻求更合理的防裂措施和更先进有效的裂缝修复方法;

⑵探索高效、便捷的仿真计算方法, 以满足现代工程建设需要;

⑶探索混凝土微观模型与宏观开裂之间的相互联系;

⑷探索混凝土温升过程与膨胀开裂过程的相互关系;

⑸探索多因素影响下混凝土的开裂问题。

6 结束语

在当前对混凝土耐久性要求日益提高的情况下, 混凝土裂缝是一个不容忽视的问题。大体积混凝土作为工程施工技术飞速发展的产物, 广泛应用于水利工程建设中, 结构开裂现象更是屡见不鲜, 严重影响了水工混凝土结构物的耐久性和安全性。鉴于水工混凝土使用环境复杂, 引起其开裂破坏的因素众多, 加强水工混凝土裂缝研究, 对确保重大水工混凝土结构安全和耐久意义深远。

摘要：介绍了水工混凝土结构裂缝的类型、形成原因及危害性;探讨了预防裂缝破坏的相关措施和修复方法, 提出进一步研究的建议。

关键词：水工混凝土,裂缝,形成原因,预防措施,修复方法

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[12]~[35]略

水工混凝土裂缝 篇2

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建 筑 材 料

水工混凝土材料检测

教学目标

通过本章的 学习，了解建材 及建材工业的发 展；了解建材在 建筑工程中的地 位和作用；掌握 建筑材料的分类 及技术标准；了 解本课程的学习内容、学习任务 及方法。

本章内容

1.1 建筑材料的定义及其分类 1.2 建筑材料及建材工业发展 1.3 建筑材料的地位和作用 1.4 建筑材料检验与技术标准.1.1、建筑材料的定义及其分类、建筑材料是指建筑工程中所使用的各种材料 及其制品的总称，它是工程建设的物质基础。建 筑材料的性能、种类、规格及合理使用，将影响 工程的坚固、耐久、美观等工程质量。若选择、使用材料不当，轻则达不到预期效果，重则会导 致工程质量降低甚至酿成工程事故。同时，建筑 材料对工程技术的发展也起着至关重要的作用，新材料的出现往往促使工程技术的革新，而工程 变革与社会发展的需要又常常促进新材料的诞生。.建筑材料的地位和作用

建筑材料的地位 地位：建筑的物质基础 地位 建筑材料的作用 作用： 作用

直接影响建筑物的质量，包括安全性、适用性、美观性、耐 久性和经济性； 与结构形式、设计理论、施工方法的关系 ——相互促进、相互依存

结构 建筑形式 材料.施工方法

建筑材料的分类

建筑结构材料

构成建筑物受力构建和 结构所用的材料，如： 梁、柱、框架等材料。

按使用功能分类

墙体材料

建筑物内、外及分隔墙体 所用的材料，有承重和非 承重两类。目前多用砌墙 砖、混凝土及混凝土砌块。

建筑功能材料

担负某些建筑功能的非 承重材料，如：防水、绝热、吸声及隔声材料、装饰材料等。.建筑材料品种繁多，建筑材料品种繁多，根据材料的化学成分可分为无机材 有机材料和复合材料三大类。如表0.1所示 所示。料、有机材料和复合材料三大类。如表 所示。

分类 实例

钢、铁及其合金、合金钢、不锈钢等 铁及其合金、合金钢、铜、铝及其合金等 砂、石及石材制品 粘土砖、粘土砖、瓦、陶瓷制品等 石灰、石膏及制品、水泥及混凝土制品、硅酸盐制品等 石灰、石膏及制品、水泥及混凝土制品、、种 无机 有 机 材 料 材料 材料 合成 有机 金属 金属 分 材料 无机非金属材料复合 无机非金属材料复合 有机材料复合 材料、材、材、材、材、、石 料、料、料、料、胶 合 钢 混凝土、混凝土、混凝土等 铝合金 等 等 及制品等 及其制品等、合成 胶等 料等 等 黑色金属 有色金属 天然石材 非 金 属 材 料 烧土制品 胶凝材料及制品

表 0.1 建 筑 材 料 按 化 学 成 分 分 类.金属 材料

无 机 材 料

复 合 材 料

混凝土、混凝土、钢 钢、有机 1.2 材料的发展

世界上最早的水坝是公元前2900年埃及人为向首都盂菲 斯供水在尼罗河上建造的一座高15米的砌石坝。目前仍在使 用的最古老的水坝现存于伊拉克，它建于公元前1300年。公 元前700年─前250年，亚述人、巴比伦人、波斯人修筑了多 座供灌溉用的水坝。同一时期，在也门、斯里兰卡、印度、中国也修筑了各种水坝，如中国的都江堰，约建于公元前240 年。古罗马人在西班牙普洛色皮纳修筑了一座高12米，用混 凝土做芯，可以看作现代填土坝的先驱。在科纳尔市修筑的 另一座水坝采用了倾斜的迎水面，代表了一种更完善的设计，这两座水坝至今还在。公元550年，拜占庭人在今土耳其与叙 利亚边界的德拉建造一座弯曲结构的水坝，为现代重力拱坝 的前身。14世纪初伊朗人在一狭窄的石灰岩峡谷上修筑了一 座拱坝，高26米，而坝身的厚度还不到5米，中间弯曲部分的 长度和半径均为38米，由两座直线坝支撑。1579年至1589年 在西班牙蒂维建造的一座重力拱坝，高42米，在后来近3个世 纪中，始终是欧洲最高的水坝。.在第二次世界大战结束前的100年中，设计 和建造水坝的经验在许多方面取得了进展。如1936年美国建造的胡佛水坝是一座采用 先进理论设计的重力拱坝。1940年竣工的 佩克堡水坝，土方量9600万立方米，是当 时世界最大的水利工程。当今世界最大的水坝就是中国建造的 三峡大坝。大坝坝顶总长3035米，坝高185 米。所有水坝都有迎水坡和背水坡,并且都 有迎水面和背水面..................石材、砖瓦近现代时期：1824年发明水泥，19世纪中叶开始使用钢材 现代时期：大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材 料的运用 古代时期：泥土、草、木.........水泥的历史

水泥的历史可追溯到古罗马人在建筑工程中使用的石 灰和火山灰的混合物。这种混合物与现代的石灰火山灰 水泥很相似。用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强 度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于建筑工程。1796年英国人J.帕克用泥灰岩烧制一种棕色水泥，称 罗马水泥或天然水泥。1824年英国人J.阿斯普丁用石灰石 和粘土烧制成水泥，硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地 方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥，并取得了 专利权。20世纪初，随着人民生活水平的提高，对建筑工 程的要求日益提高，在不断改进波特兰水泥的同时，研制 成功一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铝水泥，特种 水泥等，水泥品种已发展到100多种。.20世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高 铝水泥，特种水泥等。全世界的水泥品种已发展到 100多种，2007年水泥年产量约20亿吨。中国在1952年制订了第一个全国统一标准，确定水 泥生产以多品种多标号为原则，并将波特兰水泥按 其所含的主要矿物组成改称为矽酸盐水泥，后又改 称为硅酸盐水泥至今。2007年中国水泥年产量约11 亿吨，2008年排名前三位的是中国、印度和美国，其产量分别为14.5亿吨、1.75亿吨和8100万吨。.建筑物名称 古罗马的万神庙 波兰布雷劳斯市的 世纪大厅 墨西哥洛斯马南什 斯饭店 德国斯图加特市联 邦园艺展览厅

建造时间 所用建 重量 筑材料 125 砖石 12000吨 1912 1940 1977 钢筋混 1500吨 凝土 钢筋混 100吨 凝土 玻璃纤 25吨 维增钙 水泥.建筑材料发展方向

原材料方面：利用再生资源及工农业废料 原材料

粉煤灰陶粒.生产工艺方面：搞技术改造，节能增效 生产工艺

钢化玻璃生产线

镀膜玻璃生产线

全氧燃烧减压澄清新型玻璃窑炉.性能方面：轻质、高强、耐久、多功能 性能

大理石台面 中空玻璃

热弯异形玻璃 陶瓷马赛克.1.3 建筑材料在国民经济建设中的作用

建筑业是国民经济的支柱产业之一，而建筑材料是其重要 的物质基础。因此，建筑材料的产量及质量直接影响着建筑业 的进步和国民经济的发展。建筑材料的用量相当大，据统计，在工程总造价中，材料费所占比重可达50%～70%。建筑材料的 品种、规格、性能及质量，对建筑结构的形式、使用年限、施 工方法和工程造价有直接影响。建筑工程中许多技术问题的突 破，往往依赖建筑材料问题的解决，新的建筑材料的出现，往 往会促进结构设计及施工技术的革新和发展。因此，加强建筑 材料的研究，提高建筑材料生产和应用的技术水平，对于我们 合理利用各种有限的自然资源，改善建筑物的使用功能，提高 建筑工程施工的工业化和机械化水平，加快工程建设速度，降 低工程造价，从而促进我国社会主义经济的发展，具有十分重 要的意义。...1.4 建筑材料技术标准

建筑材料质量的优劣对工程质量起着最直接的影响，对所 用建筑材料进行合格性检验，是保证工程质量的最基本环 节。国家标准规定，无出厂合格证明或没有按规定复试的 原材料，不得用于工程建设；在施工现场配制的材料，均 应在实验室确定配合比，并在现场抽样检验。各项建筑材 料的检验结果，是工程施工及工程质量验收必需的技术依 据。因此，在工程的整个施工过程中，始终贯穿着材料的 试验、检验工作，它是一项经常化的、责任性很强的工作，也是控制工程施工质量的重要手段之一。? 建筑材料的验收及检验，均应以产品的现行标准及有关的 规范、规程为依据。建筑材料的产品标准分为国家标准、行业标准和企业标准，各级标准分别由相应的标准化管理 部门批准并颁布，国家技术监督局是我国国家标准化管理 的最高机关。.常用标准的含意、常用标准的含意、代号

技术标准的作用： 技术标准的作用：是生产、流通和使用单位检验、确定产 品质量是否合格的技术文件。技术标准的内容： 技术标准的内容：包括产品规格、分类、技术要求、检验 方法、验收规则、标志、运输和贮存等方面。技术标准的代号： 技术标准的代号

水工建筑物混凝土裂缝的防治 篇3

[关键词]水工建筑物;混凝土裂缝;防治

混凝土裂缝是水工建筑物最常见的一种病害，其会影响了水工建筑物的整体外观形象，降低建筑物结构的抗冻和抗渗性能，并且很容易造成钢筋锈蚀，影响水工建筑物的耐久性。为了有效控制水工建筑物混凝土裂缝，应做好混凝土裂缝防治，保障水工建筑物使用性能，尽量延长其使用寿命。

一、水工建筑物混凝土裂缝原因分析

1、沉降裂缝

沉降收缩裂缝多出现在水工建筑物结构中钢筋通长方向上，断断续续地出现箍筋部位和埋设件周围。通常情况下，沉降收缩裂缝主要出现混凝土浇筑施工完成到硬化的这个时间段，主要表现为梭形，裂缝宽度约2～5mm，多集中在钢筋表面。水工建筑物出现沉降收缩裂缝，主要是由于混凝土浇筑和振捣施工过程中，粗骨料不断下沉，混凝土中的水分和空气被挤出，混凝土表面出现泌水，使得混凝土体积不断缩小，在混凝土下沉过程中，受到预埋件或者鋼筋的约束作用而产生裂缝。同时，当水工建筑物各个部位混凝土沉降量较大时也会产生沉降收缩裂缝。

2、凝缩裂缝

凝缩裂缝主要是指水工建筑物混凝土表面的一些细小裂缝，这种裂缝深度较浅，表现为六角形花纹形状，经常出现在混凝土初凝阶段。水工建筑物凝缩裂缝的出现多是由于混凝土表面抹平时过度进行抹平压光，使得大量细骨料和水泥浆上浮到混凝土表面，导致砂浆层含水量较高[1]，由于下层混凝土比砂浆层干缩性能要低，水分蒸发以后，混凝土凝缩过程中很容易产生裂缝。

3、干燥收缩裂缝

干燥收缩裂缝主要出现在水工建筑物混凝土养护阶段，主要是因为混凝土表面水分快速流失和蒸发，混凝土硬化过程中表层拉应力逐渐增大，但是内部拉应力相对较小，随着混凝土内外拉应力相差不断增大，会导致混凝土表面拉裂产生干燥裂缝。

4、塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝集中在混凝土浇筑施工完成后暴露在空气中的水工建筑物结构表面上，这种裂缝的长短不一、深度较浅，形状比较规则，通常情况下，在混凝土浇筑施工完成后的5小时左右，初凝后在风速达、干燥、高温等环境中，经常产生塑性收缩裂缝。

二、水工建筑物混凝土裂缝的防治措施

1、沉降裂缝防治措施

水工建筑物混凝土施工过程中，混凝土配制时，应合理控制混凝土水灰比，选择较小的砂率和水灰比，对于水工建筑物截面面积较大的结构部位进行混凝土浇筑时，应先浇筑较深的区域，等待1～2小时后，在混凝土沉降稳定后，再进行上层结构的混凝土浇筑，避免由于混凝土快速沉降而产生裂缝。同时，水工建筑物混凝土振捣过程中，应避免过振，严格控制振捣时间和振捣力度[2]，减少混凝土大面积沉降，在合适条件下，适当加大混凝土保护层厚度。

2、凝缩裂缝防治措施

为了减少水工建筑物混凝土凝缩裂缝，在混凝土刮抹施工过程中，应避免过度的进行抹平压光，并且应避免将干水泥撒在混凝土表面，如果混凝土表面比较粗糙，可铺洒薄层的水泥浆，最后刮摸压光。

3、干燥收缩裂缝防治措施

对于水工建筑物混凝土的干燥收缩裂缝，首先，严格把关混凝土材料，选择收缩量较小的中低热水泥、粉煤灰水泥等[3]，避免混凝土发生水化热。其次，混凝土配制时，应合理控制各种原材料的配合比，尽量减小水灰比，并且可结合水工建筑物实际情况，混凝土搅拌过程中添加合适的减水剂。最后，水工建筑物混凝土施工过程中，设置合适的收缩缝，混凝土浇筑施工完成后，应及时覆盖湿润草席或者布袋，适当延长混凝土养护时间。

4、塑性收缩裂缝防治措施

对于大风多发、气候干燥的地区，水工建筑物混凝土施工，应尽量选择强度较高、干缩性较小的硅酸盐水泥，混凝土配制时，应严格按照水工建筑物混凝土施工要求，选择级配良好的粗骨料，严格控制水灰比。混凝土浇筑施工之前，洒水湿润模板表面，避免模板过于干燥在后期吸收混凝土水分，浇筑施工结束后，对于暴露在空气中的混凝土及时洒水养护和覆盖草席，对于混凝土质量要求较高的水工建筑物部位，在混凝土表面喷洒氯偏乳养护剂，防止混凝土表面水分快速流失。在低湿度、大风、高温环境中，混凝土浇筑施工完成后及时洒水养护，一边洒水一边养护，确保水工建筑物混凝土施工质量。

三、水工建筑物混凝土裂缝治理方法

1、混凝土置换法

混凝土置换法主要是剔除裂缝区域的混凝土，用其它材料或者新混凝土置换到裂缝中，做好混凝土裂缝修补。这种方法主要应用在裂缝破损严重的水工建筑物结构中。

2、开槽填补法

开槽填补法是指混凝土裂缝修补过程中，先沿着水工建筑物裂缝走向，将裂缝开造成大小合适的沟槽，在沟槽中填充聚合物水泥砂浆，做好裂缝修补。开槽填补法主要应用在水工建筑物中数量较少、宽度较大的裂缝，如开槽结构面上的钢筋锈蚀裂缝、宽度大于0.5mm的裂缝等[4]。

3、涂膜封闭法

涂膜封闭法主要是在水工建筑物混凝土裂缝表面涂抹弹性密封胶、聚合物水泥膏、渗透性防水剂等材料，在裂缝表面形成保护膜，从而修补混凝土裂缝。这种方法主要用于宽度小于0.2mm的细小裂缝。

结束语

水工建筑物混凝土裂缝是一种常见的病害，如果不及时进行防治和处理，会严重影响水工建筑物的使用性能和使用寿命，结合水工建筑物混凝土的常见裂缝类型，加强裂缝原因分析，有针对性地采取防治措施，选择合适的处理方法，确保水工建筑物的稳定性和可靠性。

参考文献

[1]李颖波.水工建筑物混凝土裂缝的防治[J].中国新技术新产品，2014，10：93.

[2]郭军.水工建筑物混凝土裂缝产生机理与防治[J].农业科技与信息，2011，14：44-45.

[3]郝素慧.水工建筑物混凝土裂缝的防治[J].同煤科技，2013，03：34-36.

[4]郭卫峰，张荣禛.水工建筑物混凝土裂缝成因及治理措施[J].中华建设，2012，12：220-221.

作者简介

谈水工混凝土楼板裂缝防治 篇4

⑴楼板裂缝形式。混凝土楼板出现裂缝的原因有各种式样。有施工和使用阶段的静荷载、动荷载等由外荷载引起的裂缝;有包括温度、不均匀沉降等由变形引起的裂缝;有由制作、脱模、养护等施工操作引起的裂缝。楼板裂缝有水平、垂直、纵向横向裂缝和放射状裂缝等形式。楼板裂缝深度常见有表面裂缝, 进深裂缝和贯穿裂缝等。

⑵楼板裂缝治理方法。应根据不同的裂缝情况从工程实际出发, 在安全可靠的基础上, 力求施工简单易行和符合经济的原则;应认真分析裂缝产生的原因和性质, 根据不同受力情况及使用要求, 分别采取不同的治理方法。

(1) 塑性裂缝一般在结构表面出现, 形状很不规则且长短不一互不连贯类似干燥的泥浆面, 称龟裂。这种裂缝对结构强度影响不大, 但会使钢筋锈蚀, 且有损美观。一般可以在表面抹一层薄水泥砂浆进行处理。

(2) 干缩裂缝的现象为表面性, 缝宽较宽其走向纵横交错, 没有规则整体结构多发生在结构变截面处。处理方法可同塑性裂缝的方法。

(3) 温度裂缝表面走向无一定规律性, 长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边, 大面积结构裂缝纵横交错, 进深及贯穿的温度裂缝, 一般与短边方向平行或接近于平行, 裂缝沿全长分段出现, 中间较密。温度裂缝对钢筋锈蚀、碳化等方面有影响, 可采用涂两遍环氧胶泥或环氧玻璃布, 或抹喷水泥砂浆等方法进行表面封闭处理。对有防水、防渗要求的结构, 应根据裂缝贯穿性程度, 采用灌水泥浆或化学浆液进行裂缝修补。

(4) 施工过程造成的裂缝, 深度部位、方向都随产生的原因而异, 裂缝宽度、深度长短不一, 无一定的规律性, 纵向裂缝对结构承载力的影响比横向裂缝小。一般可采取水泥浆或环氧胶泥进行修补。当裂缝较宽时, 应先沿裂缝凿成八字形凹槽, 再用水泥砂浆掺微膨胀剂或用环氧胶泥嵌补处理。

(5) 不均匀沉降裂缝大多数属于贯穿性裂缝, 往往上下或左右有一定的差距, 裂缝宽度受到温度变化影响较小, 因荷载大小而异, 且与不均匀沉降值成比例。不均匀沉降裂缝对结构的承载力有较大影响, 应根据裂缝的严重程度, 会同设计等有关部门对结构进行适当的加固处理。

⑶混凝土楼板裂缝预防措施:在混凝土施工中应尽量采用有效的技术措施控制裂缝, 加强施工人员思想教育, 严按现行钢筋混凝土结构设计规范施工。具体措施如下:

(1) 配制混凝土时要严格控制水灰比和水泥用量, 选择级配良好的石子, 减小空隙和砂率, 严格控制砂石含泥量, 避免使用粉砂, 捣固密实并注意楼板钢筋不踩乱, 保证钢筋位置准确。

(2) 浇筑混凝土前, 将基层和模板浇水湿透。混凝土浇筑后, 对裸露表面应及时用潮湿材料覆盖, 认真养护, 注意不要在混凝土上面乱堆放和超载推车。加强混凝土早期养护并适当延长养护时间。

(3) 在气温高、湿度低和风速大的天气下施工, 混凝土浇筑后, 应及早进行喷水养护保持表面湿润, 大面积混凝土宜浇完一段, 养护一段。加强混凝土表面的抹压工序, 可在混凝土初凝后, 混凝土凝前进行二次板面抹压, 提高混凝土扩拉强度, 减少收缩量。

(4) 预防温度裂缝, 可从控制温度、改进设计和施工操作工艺、改善混凝土性能、减少约束条件等方面着手。在高温下捣混凝土可尽量选用低热或中热水泥配制混凝土或利用混凝土的后期强度降低水泥用量, 减少水化热, 或在混凝土中掺加缓凝剂, 减缓浇筑速度, 改善和易性, 在保证强度情况下减少水泥用量。混凝土浇筑完后, 表面应及时用草袋、锯末和砂等覆盖洒水养护。

(5) 严格按图纸要求施工, 保证混凝土强度和楼板厚度。按规定时间拆模, 注意不要过早拆模损坏楼板。

水工混凝土裂缝 篇5

关键词：水利工程；混凝土裂缝；有效方法

在水利工程施工过程中，混凝土施工是工程建设的基础，其工程量非常大，对工程质量影响大。如果在施工过程中对混凝土施工不合理，会出现一些裂缝，因此要对施工进行全过程的监督和管理，只有根据施工要求进行合理施工，才能避免施工过程中出现影响施工质量的裂缝，才能更好地保证水利工程的質量、性能以及使用年限。

一、混凝土施工过程中经常会出现的不同类型的裂缝分析

1、收缩裂缝

在施工过程中由于水泥水化产生的热量或是由于温度过高造成混凝土收缩产生的裂缝就叫做收缩裂缝。收缩裂缝通常都是比较规则的条状，一般不会发生交叉，通常在构件的变截面处才会出现收缩裂缝，一般这些裂缝会与受力钢筋相平行。收缩裂缝多出现在较大体积的混凝土梁、板、柱等块体构件中，对工程质量通常具有较大危害，尤其对暴露在环境中的构筑物影响更大。如果不及时防止这种裂缝的出现，将会对工程质量带来很大的威胁。下图为收缩裂缝：

2、超载裂缝

超载裂缝是混凝土构件超载使用的过程中，引起变形或是受力不均匀而产生的一些裂缝。超载裂缝通常出现在构件受力弯矩最大的部位，一般呈条状，但不像收缩裂缝那样，它分布的并不均匀，其扩展的方向也与之相反，通常会沿着受力钢筋垂直的方向或是斜向发展。之所以会出现超载裂缝，是由于在施工过程中相关构件物体上承受了不恰当的施工荷载或是上部建筑物施工过早而造成的。下图为超载裂缝：

3、沉降裂缝

沉降裂缝通常是由于地基下沉或是构建结构不合适、剪应力超越了设计所规定的强度而产生的。沉降裂缝多出现在填土地基、桩基下沉不均匀的各种基础与墙体中。沉降裂缝通常都是与地面垂直的，或是往与垂直方向成30°—40°角的方向发展，裂缝宽度则是与荷载大小有关，和下沉值成一定的比例。沉降裂缝危害也很大，且一般很难处理。因此不光在设计上需要采取有效方法进行预防，并且在施工过程中也应该加强管理和监测。下图为沉降裂缝：

4、温度裂缝

温度裂缝顾名思义与温度有关，并且多数是由于温度发生变化引起的。温度裂缝通常出现在较大体积混凝土表面或是温度变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝一般没有固定的规律，通常会较大面积出现且比较凌乱；对于梁板类比较长的结构，温度裂缝通常与短边平行；而深入和贯穿性的温度裂缝通常也是与短边方向平行，裂缝一般都是分段的出现在长边的边缘，中间比较密集。裂缝宽度也不同，其受温度影响较大。高温引起的混凝土膨胀裂缝一般都是中间较粗两边较细，但冷缩裂缝的粗细变化则不大。温度裂缝通常会使钢筋锈蚀、混凝土碳化，进而降低了混凝土的一些性能。下图为温度裂缝：

二、预防和控制混凝土裂缝的有效方法

1、前期的施工设计

在施工设计上，应该要结合以往的经验以及实际施工过程，考虑到一般施工中比较容易出现裂缝的部位，如深基与浅基、高低跨处等，并且应该根据实际勘查的地基情况，将这些问题在设计中找到合理的方法进行解决。结合以往的施工经验，钢筋直径在构件截面、配筋率等不影响，且浇筑较为方便的情况下，应该更细、且间距要最小，这样可以有效的防止裂缝。

2、良好的施工方案

良好的施工方法可以有效的预防施工过程中发生的混凝土裂缝的问题。首先在施工方案中，要对混凝土的一些参数进行详细说明，如浇筑量、施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度应该由垂直施工缝进行分割，并且应该在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位进行分割。其次，也应该注意分层位置，也就是要将水平施工缝的位置预留好。通常情况下，最好留在变截面处，或是留在混凝土的受拉区。混凝土浇筑时间不能选择温度较高或是温差较大的时间。如若非要在夏天施工，那么就应该采取必要的降温措施有效的控制混凝土的进仓温度。

3、施工质量的控制

出现裂缝绝大多数都是由于施工人员的施工不当引起的，如果有效的控制施工阶段的施工质量，那么就可以很好地预防裂缝的出现。在施工过程中通常应该注意以下几个方面：1、混凝土的配制比以及性能应该要满足施工要求，并且还应该将裂缝的因素考虑进去；2、符合施工要求的水灰比例，满足相关性能的前提下应该减少水泥的用量。3、钢筋的成型和模板要按照施工要求进行安装，要准确、牢固，防止发生变形。且钢筋上需要清除干净，保证粘结力。4、浇筑和振捣要按照规定，正确、恰当地进行操作。

4、混凝土养护方面

混凝土浇筑完成后都需要进行必要的养护，主要是为了增加混凝土的强度，使其正常硬化，不受外界影响，最重要的是让混凝土温度逐渐降低到与外界较为接近的温度，减小降温过程的温差，减小温度应力，避免出现裂缝。一般都是通过喷水的方法进行养护，这种方法比较适用于一般的需要减少表面收缩，避免开裂的混凝土结构。而对于大体积混凝土构件喷水养护的方法就不太有效了。大体积混凝土由于块体内外温度不同，强度增长也不相同，而裂缝一般也是在强度增长较慢的表面出现的，因此最好要晚拆模，并且拆模后要及时覆盖或回填，这样就可以防止外界温度的影响了，养护最好应该在混凝土强度增长最快的阶段执行，这样效果就会更好。

三、混凝土裂缝的有效处理方法

水工建筑混凝土施工过程中通常会出现一些裂缝，因此需要对其进行有效的处理，如修复或加固，避免裂缝的扩大。一般都会用到以下几种方法：1、表面修补法。碰到一些较窄的裂缝通常会用表面修补的方法进行处理，这样不仅可以有效的恢复构建的外表美观，同时还能提升耐久性。表面修补一般都是沿着混凝土裂缝表面铺设一些环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布的薄膜材料。2、充填法。混凝土裂缝比较宽时，通常用充填的方法进行处理。一般在裂缝位置凿槽，再用树脂砂浆材料、水泥砂浆或是沥青材料进行填充。3、压注修复。混凝土裂缝较窄但是又比较深的情况时，可以采用压力注入的方式进行裂缝的处理，首先将裂缝处设置注入用的导管，但同时将其他部位封住，随后用电动泵或手动泵将低粘度环氧树脂注入导管进行裂缝的修补。4、通过围套、钢箍、粘贴等对裂缝进行加固。当出现的裂缝已经影响了构建物结构安全时则可以采用以上加固的方法进行裂缝的处理。围套加固是指在结构外部用钢筋进行围套，用以提高承载能力；钢箍加固是在裂缝部位加一些螺栓或是钢套箍将构件箍紧，用以防止裂缝扩大和增加结构的承载力；粘贴加固法则是用改性环氧树脂和粘结剂将钢板或型钢粘结到构件混凝土裂缝的表面，使钢板或型钢与混凝土形成一体，并共同工作。但是粘贴前应该将钢板或型钢表面清理干净，混凝土也应该保持干燥，并且粘贴厚度最好在1—4mm之间。

结尾

总之，基于水利工程混凝土施工过程中比较容易出现裂缝，因此在具体的施工过程中，应该加强预防措施和管理措施，有效避免混凝土裂缝的出现，但是出现了混凝土裂缝也应该积极处理，不要因为裂缝小就不管不顾，只有这样才能保证混凝土的施工质量，同时保证了水利工程的施工质量。

参考文献：

[1] 谢安.水工建筑混凝土裂缝的成因与应对措施分析[J].江西建材，2014，（5）：127-127.

[2] 王旭辉.水工建筑中混凝土裂缝问题探讨[J].建设科技，2011，（1）：84-85.

水工混凝土裂缝成因及处理 篇6

在水利水电工程施工中, 混凝土是工程中使用最普遍, 用量广泛的一种混合材料。虽然使用率高, 但混凝土均匀性差, 离散性大, 特别容易产生裂缝的特性, 是长期困扰着工程技术人员的难题。作者根据自己多年的施工经验, 总结了水工建筑物的混凝土裂缝主要有以下几种:

1.1 收缩裂缝。

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。但宏观裂缝则要认真分析判断其形式。宏观裂缝一般则认为是宽度大于0.05mm以上的裂缝。收缩裂缝:即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。

1.2 超载裂缝。

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发展。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。

1.3 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30°～40°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。

1.4 温度裂缝。

温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝的走向通常无一定规律, 大面积结构裂缝常纵横交错;梁板类长度尺寸较大的结构, 裂缝多平行于短边;深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行, 裂缝沿着长边分段出现, 中间较密。裂缝宽度大小不一, 受温度变化影响较为明显, 冬季较宽, 夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细, 而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

2 预防混凝土裂缝的方法

2.1 设计方面。

在设计上要注意到那些容易开裂的部位, 如深基与浅基、高低跨处等, 应考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱环节, 在设计中加以解决。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下, 钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。

2.2 施工方案与预防方面。

采取良好的施工方案与预防措施, 对控制混凝土裂缝着很大的关系。施工方案主要应确定一定的浇筑量, 施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及振捣等。一次浇筑长度由垂直施工缝分割, 最好是设置在变截面处或承受拉、剪、弯应力较小的部位。除控制一次浇筑厚度外, 分层位置即水平施工缝设留位置也应加以注意。一般来说, 应尽量留在变截面处, 或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区, 确定浇筑时间的原则应尽量避开炎热天气和昼夜温差大的日子。如果必须在夏季施工, 则应采取材料降温措施来控制混凝土入模温度。

2.3 施工质量方面。

由于施工质量原因而产生的裂缝发生率在95%以上, 如果在施工阶段控制住了裂缝, 则在使用阶段开裂的可能性也就小了。因此, 施工阶段是裂缝预防的主要阶段, 在施工阶段要注意以下几个问题:混凝土要有合适的配合比, 选择合适的配合比, 不仅要满足强度要求、施工要求, 还要考虑从防止产生裂缝的需要出发。适当的选择好水灰比, 在满足强度的原则下, 尽可能减少水泥用量。钢筋的成型和模板安装位置要准确、牢固, 以免施工中发生变形。钢筋上的污物和氧化层要清除, 以免影响黏结力。浇筑和振捣操作要合理, 特别是振捣操作技术往往不被人们所重视。振捣不足就无法保证混凝土应有的密实度, 过分的振捣则对水泥混凝土均匀有害, 要恰到好处。

2.4 养护方面。

养护的目的是使混凝土正常硬化, 强度增长, 不受或少受外界影响。关键是设法使混凝土温度慢慢下降到接近外界气温, 缩小降温过程的温差。以便减小温度应力, 尽量防止裂缝的产生。常规的养护方法是喷水, 对一般混凝土结构, 减少表面收缩, 防止龟裂是可行的。大体积混凝土由于块体内外温度不一致, 强度增长不同, 常常是在强度增长慢的表面开裂, 其养护就不能只满足于常规方法。具体说, 尽量晚拆模, 拆模后要立即覆盖或及时回填, 避开外界气候的影响, 养护期应以混凝土强度增长最快的阶段为准, 即7～28d, 时间增加几天效果更好。

3 混凝土裂缝的处理方法

经过调查分析, 确认在裂缝不降低承载力的情况下, 通常采取表面修补法、充填法、注入法等处理方法:

3.1 表面修补法。

该法适用于缝较窄, 用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用, 常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料, 一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。

3.2 充填法。

当裂缝较宽时, 可沿裂缝砼表面凿成V形或U形槽, 使用树脂砂浆材料进行填充, 也可使用水泥砂浆或沥青等材料。

3.3 注入法。

当裂缝宽度较小且较深时, 可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法, 首先裂缝处设置注入用管, 其他部位用表面处理法封住, 使用低粘度环氧树脂注入材料, 用电动泵或手动泵注入修补。如果裂缝影响到结构安全, 可采取围套加固法、钢箍加固法、粘贴加固法等结构加固法。此方法属结构加固, 须经设计验算同意后方可进行。

3.4 围套加固法。

在周围尺寸允许的情况下, 在结构外部一侧或数侧外包钢筋砼围套, 以增加钢筋和截面, 提高其承载力;对构件裂缝严重, 尚未破碎裂透或一侧破裂的, 将裂缝部位钢筋保护层凿去, 外包钢丝网一层;大型设备基础一般采取增设钢板箍带, 增加环向抗拉强度的方法处理。

3.5 钢箍加固法。

在结构裂缝部位四周加U型螺栓或型钢套箍将构件箍紧, 以防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载力。加固时, 应使钢套箍与混凝土表面紧密接触, 以保证共同工作。

3.6 粘贴加固法。

将钢板或型钢用改性环氧树脂和粘结剂, 粘结到构件砼裂缝部位表面, 使钢板或型钢与混凝土连成整体共同工作。粘结前, 钢材表面进行喷砂除锈, 混凝土刷净干燥, 粘结层厚度可为1～4mm。

结语

综上所述, 混凝土裂缝应根据成因具体问题具体分析, 贯彻预防为主的原则, 完善设计及加强施工等方面的管理, 使结构尽量不出现裂缝或尽量减少裂缝数量和宽度, 以确保混凝土施工的结构安全性。

参考文献

[1]赵立云, 董伟, 胥姗姗.水工混凝土裂缝成因及控制[J].山西建筑, 2010 (9) :162-163.

水工混凝土裂缝的成因与处理措施 篇7

近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明, 混凝土工程中出现裂缝是不可避免的, 在一定的范围内可以接受, 只要采取有效的措施将其危害程度控制在一定的范围之内, 对水工建筑物安全不会产生不良影响。混凝土规范明确规定[1]:有些结构在所处的不同条件下, 允许存在一定宽度的裂缝。但在施工中应尽量采取有效的措施控制裂缝产生, 使工程结构尽可能不出现裂缝, 尤其要尽量避免有害裂缝的出现, 从而确保工程质量。

在设计时几乎所有的混凝土都允许一定范围内开裂, 从结构设计的安全性方面讲, 这样规定没有问题。但关键在于一旦出现裂缝, 在各种外力的作用下, 尤其是水下结构, 在高水头的水压力以及侵蚀性媒介对裂缝的破坏性作用下, 可能会造成结构设计允许开裂的裂缝进一步扩张和蔓延。如前苏联修建的克拉斯诺雅尔期克大坝, 靠底孔边墙原来发现220条表面缝, 但在外界环境作用下, 短短5年时间后, 10%的表面缝发展成为贯穿性裂缝。因此, 设计时除考虑结构外, 还应该充分考虑环境因素的长期持久作用。

1 水工混凝土裂缝产生的因素

按裂缝产生的原因划分有:由外荷载 (包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载) 引起的裂缝、由变形 (包括温度、湿度变形、不均匀沉降等) 引起的裂缝、由施工操作 (如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等) 引起的裂缝;按裂缝的方向、形状划分有:水平裂缝、垂直裂缝、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝以及放射状裂缝等;按裂缝深度划分有:贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。

水工建筑物产生裂缝因素有以下几种: (1) 大体积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。 (2) 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。 (3) 在厚度较大的构件中, 由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。 (4) 当有约束时, 混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩, 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。由于太阳曝晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。 (5) 混凝土加水拌和后, 水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应, 析出的胶状碱———硅胶从周围介质中吸水膨涨, 体积增大3倍, 从而使混凝土涨裂产生裂缝。 (6) 在炎热的大风天气, 混凝土表面蒸发较过快, 造成混凝土内部水化热过高, 在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态, 易产生塑性收缩裂缝。 (7) 构件超载产生的裂缝, 例如: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。 (8) 当结构的基础出现不均匀沉陷, 就有可能会产生裂缝, 随着沉陷的进一步发展, 裂缝会进一步扩大。 (9) 当钢筋混凝土处于不利环境中时易产生裂缝, 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, 环境中的氯离子等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, 对周围混凝土挤压, 使混凝土胀裂。

2 水工混凝土裂缝的预防措施

(1) 设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求, 控制外加剂的品种和掺量, 确保混凝土收缩与膨胀相抵消;按《钢筋混凝土结构设计规范》要求设置必要的变形缝。

(2) 混凝土配合比设计时, 在保证混凝土具有良好工作性的情况下, 应尽可能的降低混凝土的单位用水量, 采用“三低 (低砂率、低坍落度、低水胶比) 、二掺 (掺高效减水剂和高性能引气剂) 、一高 (高粉煤灰掺量) ”的设计准则, 生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比, 计量要准确, 坍落度抽检工作要加强, 不能流于形式[2]。

(3) 混凝土振捣要密实, 拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土需要养护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要, 它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要, 在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。

(4) 施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况, 不能漏振、过振, 且在第1次振捣后要进行第2次振捣。

(5) 配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥, 如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥, 此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等。掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险, 又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施;同时, 要采用塑料薄膜和草袋覆盖, 以确保混凝土内外温差小于25℃。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。

(6) 《钢筋混凝土结构设计规范》中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料, 同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。

(7) 对泵送混凝土, 则要在满足其可泵性、和易性的前提下, 尽量减小出机时的坍落度、降低砂率, 并严格控制骨料的含泥量[3]。

3 水工混凝土工程的常见缺陷修补

3.1 开槽法修补裂缝

采用环氧树脂10 kg, 聚硫橡胶3 kg, 水泥12.5 kg, 砂28kg。先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后, 将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀, 然后掺入已拌好的砂、水泥当中, 再用人工继续搅拌, 最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度 (约200 g丙酮) 。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的砼凿槽内进行嵌入。从砂浆开始拌和到嵌入砼缝内, 一组砂浆的整个施工过程需要30 min左右完成。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后2 h以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖, 待完全初凝后, 开始用水养护[4]。

3.2 低压注浆法修补裂缝

低压注浆法适用于宽度为0.2~0.3 mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下:裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。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 min后, 揭去胶布条, 露出小缝, 粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口, 必须反复用浆补上, 以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第2天进行, 若气温高的话, 半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液, 插入注浆嘴, 用手推动补缝器活塞, 使浆液通过注浆嘴压入裂缝, 当相邻的嘴中流出浆液时, 就可拔出补缝器, 堵上铝铆钉。一般由上往下注浆, 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30 min可以对每个注浆嘴再次补浆。

3.3 表面覆盖法修补裂缝

这是一种在微细裂缝 (一般宽度小于0.2mm) 的表面上涂膜, 以达到修补混凝土微细裂缝的目的的方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆2种方法, 这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部, 对延伸裂缝难以追踪其变化。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异, 通常采用弹性涂膜防水材料, 聚合物水泥膏、聚合物薄膜 (粘贴) 等。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。除以上3种常用混凝土裂缝修补法外, 还有结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等修补方法, 要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法。

4 结论

裂缝是混凝土结构中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, 因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待, 采用合理的方法进行处理, 并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展, 保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

摘要：阐述了混凝土产生裂缝的现状及水工混凝土裂缝产生的原因及其预防措施, 并介绍了水工混凝土工程常见缺陷修补方法, 以为保障水工建筑安全提供参考。

关键词：混凝土,水工建筑物,裂缝,产生原因,预防,修补

参考文献

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[5]李相明, 李云晶, 马艳梅.浅议水工混凝土裂缝产生的原因及预防措施[J].治淮, 2010 (5) :40-41.

水工混凝土裂缝 篇8

目前裂缝处理方法主要有开槽埋管法、打斜孔埋管法和无损贴嘴法。开槽埋管法由于对原混凝土结构破坏较大、浆材损耗大、开槽处难以修复好等问题已普遍不再采用;打斜孔埋管法能解决开槽法的诸多不利,.但管容耗浆大,微细粉尘易堵塞缝面影响灌浆质量,由于该方法施工简单目前被普遍采用;无损贴嘴法具有工艺简单、无钻孔、无孔容耗浆、易找准裂缝、对混凝土无损伤和成本低等优点,值得大力推广,无损贴嘴法处理裂缝的难点是渗水缝的贴嘴,采用ECH水下粘结胶进行渗水缝的贴嘴能最大承受1.3 MPa的压力,为贴嘴法处理渗水裂缝提供了条件。

1 裂缝处理化学浆材的选择

化学浆材选择应掌握如下原则:

(1)浆材的可灌性。所选化学浆材必须能够灌入裂缝,充填饱满,灌入后能凝结固化,以达到补强和防渗加固的目的。

(2)浆材的耐久性。所选用材料在使用环境条件下性能稳定,不易引起化学变化,并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度,不易脱开。

水工地下隧洞衬砌混凝土裂缝的特点是裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入,一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏,灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。为了解不同化学浆材的力学性能,在渗水裂缝处理过程中分别采用EAA、CW、LPL三种高渗透改性环氧浆材进行对比试验,其比较结果详见表1。

通过试验比较可知,以上3种材料各有优缺点,EAA、CW属糠醛、丙酮改性系列,具有亲水性、黏度低、可灌性较好等优点,缺点是凝固时间长、脆性大,不适宜对变化的裂缝进行处理;LPL浆材属活性稀释剂改性系列,具有亲水性、凝固时间快、脆性小、浆材本身不收缩的优点,但黏度大,对于细小裂缝的可灌性差。

2 打斜孔埋管法处理渗水裂缝

2.1 工艺流程

打斜孔埋管法基本工艺流程包括:裂缝清洗→钻斜孔→清孔、埋管→表面封缝→通风检查→浆液配制→注浆→封孔处理→待凝检查→表面处理。

2.2 重要工艺技术要求

为保证打斜孔埋管法处理渗水裂缝的有效性,一般需保证以下重要工艺技术满足相应要求。

2.2.1 裂缝清洗

对缝面用高压水进行清洗,直至清晰地露出裂缝为止。

2.2.2 钻孔

在裂缝中心线10～15 cm两侧钻斜孔,孔径18mm,孔距40 cm,深浅孔交替布置,浅孔孔深25～30 cm,倾角约50°,深孔孔深40～45 cm,倾角约70°。

2.2.3 清孔、埋管

用高压水将孔清洗干净,每孔分上下2层埋设2根注浆管,一进一出,下层管径为8 mm,埋至距孔底5 cm处,作为主注浆管;上层管径为8mm,埋入孔内10 cm左右,作为排水排气回浆管,埋管材料用速凝水泥。

2.2.4 表面封缝

用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵,应保证封闭密闭可靠。

2.2.5 通风检查

待埋管材料有一定的强度后,在裂缝和管口处涂少量肥皂水,采用0.2 MPa的风压进行通风检查,对于盲孔应在附近重新打孔埋管。

2.2.6 浆液配制

根据灌前压丙酮试验的漏量大小配制浆液,配浆时将固化剂、表面活性剂缓慢注入EAA(或CW)主液中,边注入边搅拌,保持浆液在25℃以下,以提高浆材的可灌性。

2.2.7 化学灌浆

2.2.7. 1 注浆方式

灌前单孔压丙酮量不小于10ml者应单孔灌注,漏量小于10 ml者则可多孔灌注;灌注过程中若有串漏孔,可在排出积水和稀浆后进行并灌,灌浆应由下而上进行。

2.2.7. 2 注浆方法

先灌深孔,从下层进浆管开始注浆,待上层回浆管排出孔内水、气后,封闭回浆管。根据吸浆量情况逐步升至设计压力,当吸浆率小于1 ml/min时,应保持压力延续灌注30 min即可扎管待凝。4～5 h后检查注浆效果,对管口不饱满的胶管进行第二次注浆直至饱满。

2.2.7. 3 灌浆压力

开灌压力为0.4 MPa,当吸浆率小于5 ml/min时,逐渐加压至0.5～0.6 MPa,二次注浆孔压力可提高至0.8 MPa。

2.2.7. 4 注浆过程监控

加强结构的抬动变形监测,如出现异常应及时降压并采取相应措施。

2.2.8 质量检查

裂缝化学灌浆结束14 d后采用压水和钻孔取芯相结合的方法进行灌浆质量的检查。

2.2.8. 1 检查孔压水

采用单点法压水,压力0.5 MPa,孔径28 mm,孔深30cm,合格标准为透水率q≤0.1 Lu。

2.2.8. 2 钻孔取芯

孔径89 mm,孔深浅于灌浆孔10 cm,粘接强度应达到设计要求。

2.3 打斜孔埋管法施工存在的缺点

(1)温度裂缝走向是个曲面,在混凝土内的走向复杂,一般从钢筋边通过,钻孔时易碰到钢筋,造成的“废”孔较多,对原混凝土结构的整体性造成损坏。

(2)钻孔时的微细粉尘难清出,粉尘易堵塞灌浆通道,浆液难以进入缝面,降低化灌质量。

(3)渗水缝中不能有效地赶水,浆液和水混合影响环氧灌浆材料的固化;也不能满足浆液“从宽处往窄处灌浆最有利”的原则;一旦发现“死孔”无法及时采取补救措施。

(4)施工工序较多,施工工艺繁琐,管容、孔容大,浪费浆材(据统计孔容占58%以上);灌后的裂缝复灌量较大,且需多次复灌,增加了资金投入。

3 无损贴嘴法处理渗水裂缝

3.1 工艺流程

无损贴嘴法基本工艺流程包括:注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。

3.2 重要工艺技术要求

为保证无损贴嘴法处理渗水裂缝的有效性,一般需保证以下重要工艺技术满足相应要求。

3.2.1 注浆嘴加工

在外径为6 mm、长度大于6 cm的铜管一端焊上边长为3～4 cm、厚度为1.5 mm左右的方形铁片,铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔,铁片周边钻排列规则的小孔。

3.2.2 打磨

采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20 cm的宽度,除去混凝土表面杂物,以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。

3.2.3 冲洗

是贴嘴法施工最重要的工序,用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗,以保证缝口敞开无杂物。

3.2.4 裂缝描述

用刻度放大镜测量裂缝宽度,并对裂缝走向及缝长进行描述,用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。

3.2.5 贴嘴

根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。规则裂缝缝宽小于0.3 mm时,按间距20 cm布嘴,缝宽大于0.3 mm时,按间距30 cm布嘴;不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上,贴嘴时用定位针穿过进浆管,对准缝口插上,然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针,定位针未粘附胶认定注浆嘴粘贴合格。

3.2.6 封缝

贴嘴3 h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住,2 h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹1遍;待干后刮抹1层ECH-Ⅱ型粘胶;当不粘手时再刮抹ECH-Ⅲ型面胶3遍,待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后,用堵漏灵加固形成中间高,两边低的伞形封盖。

3.2.7 压风检查

封缝完成并养护2 h后即可进行压风检查各孔的贯通情况,压风压力小于0.25 MPa;对于不串通的孔应查明原因进行分析和处理。

3.2.8 灌浆

采用多点同步灌注方式,从下至上,从宽至窄,逐步推进,采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材,施工中采用稳压慢灌,每孔纯灌时间不少于90 min,以保证灌浆质量。灌浆压力见表2。

3.2.9 注浆嘴的清除

灌浆结束48 h后铲除注浆嘴,混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。

3.2.1 0 质量检查及验收

灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7 d后进行。

(1)压水检查:现场布骑缝孔,冲击钻造孔(孔径18～20 mm、孔深10～15 cm)后,采用单点法压水,压水检查压力为0.3 MPa。合格标准:压水检查透水率q≤0.1 Lu。

(2)钻孔取芯:取芯直径89 mm,并进行岩芯鉴定、描述,绘制钻孔柱状图。

3.3 无损贴嘴法的工艺特点

(1)不破坏混凝土的整体性,适合薄型结构的裂缝处理。

(2)由于从缝的表面进行打磨冲洗,可避免微细粉尘对灌浆的影响,从缝口进浆可灌性得到了保证。

(3)使“以浆赶水”,多点依序同步灌浆成为可能。

(4)贴嘴封缝、采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺,可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性,裂缝的灌入深度也能满足要求,加上使用低黏度、低收缩的化灌浆材,达到了“堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性”的效果。

(5)工艺简单、复灌率低,节约昂贵的化学浆材,降低了成本,加快了施工进度。

3.4 特殊情况处理

3.4.1 渗漏点的复灌

(1)对有规律的渗漏点,即一段裂缝仍渗水,采用原施工方法进行复灌。

(2)对单独的渗漏点采用打辅助孔的方法进行复灌,先在渗漏点贴嘴、封缝。然后用冲击钻在距渗漏点10 cm沿原裂缝钻3个辅助斜孔(孔径18～20 mm,孔距10～20 cm,倾角50°,孔深25cm),并预埋外径为6 mm的铜管。再用堵漏灵进行封堵埋管,在渗漏点贴嘴及封缝、辅助孔埋管及封堵完成后,其他工序按原方法进行施工。

3.4.2 浆液配比出现问题时的处理

灌浆时如出现长时间不进浆,且浆液黏度增加,即浆液配比出现问题。处理方法是打开机箱盖,清理两活塞杆运行系统,直至两活塞杆运行同步后,排弃部分混合液,然后重新注浆。

4 复灌后仍局部渗水的处理

(1)经复灌后仍有渗水的部位采用嵌缝措施:开槽槽深×槽宽为5 cm×5 cm,并在槽内每1.5 m用电钻打一个Φ22 mm排水孔,孔深大于70 cm;从孔底部埋1根铝管,在管口用堵漏灵封闭将水引出;将槽面清洗干净并尽量烘干,若无法烘干则在缝面用堵漏灵先堵水,然后涂环氧基液,再用丙乳砂浆锤填密实,并满足过流面平整度要求。

(2)嵌缝后再在表面粘贴玻璃丝布防渗,玻璃丝布宽15 cm。粘贴方法:先将缝面清理干净,均匀刷1层1438胶,再贴1层玻璃丝布,三胶二布。对于灌浆后延伸的裂缝,若渗水不大或不渗水,则直接在缝面粘贴玻璃丝布,并延伸1.0 m左右。

(3)待丙乳砂浆封闭7 d后封闭引水管孔。先用干塑性水泥砂浆填充并用细钢筋捣密实,离孔口5 cm时,改用预缩砂浆填充密实,对其表面涂刷环氧胶泥。

5 结语

混凝土裂缝处理难度较大,对有渗水的裂缝处理难度更大。通过对水工地下隧洞混凝土渗水裂缝的处理研究,笔者认为在其处理过程中主要应注意以下几个问题:

(1)灌浆材料的正确选择。应选择低黏度、低收缩的环氧浆材。收缩大的材料需多次复灌,不但增加投入,而且复灌成功率小。目前主要采用的两种系列的改性环氧浆材,各有优缺点,应根据裂缝的宽度、渗水情况及处理的结构要求,选择适宜的浆材。

(2)推广无损贴嘴法施工工艺。混凝土温度缝一般较细,且不在一个平面上,裂缝很难找准,浆材难以灌入,最好是采用无损贴嘴法施工,既减少了钻孔量,又可减少孔容、管容的浆材耗用量,降低成本;结构的厚薄、裂缝的深浅对钻孔的要求较高,为了找准裂缝的深度以便准确地布置灌浆孔,不得不打出大量的检查孔,对结构造成严重破坏。

(3)避免微细粉尘对化学灌浆的影响。混凝土裂缝内部极不规则,其宽度受骨料、钢筋等的影响,宽窄变化复杂,当化学浆液夹着微细粉尘在裂缝中灌入时,碰到较窄处,就会累积阻塞浆液通路,因此,微细粉尘对化学灌浆的危害极大,但钻孔处理工艺无法避免粉尘影响。

(4)从宽处往窄处灌浆最为有利。“从上至下,从宽至窄,从一边至另一边”,这是化灌的基本原则。温度裂缝的形成最先在混凝土表面形成,随着温度应力的作用持续向纵深方向发展,在混凝土表面的裂缝开合度最大,从缝口进浆对灌浆质量的提高极为有利。

(5)必须保证连续稳定的灌浆压力。稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键,采用手摇泵灌浆很难做到这一点,应采用双液气压泵进行施工。

(6)有效降低外水压力。裂缝中只要有水就会增加灌浆难度,应通过打排水孔的方法来降低外水压力,或采用封闭渗水岩体的方法减少裂缝的渗水量,提高浆材的粘接强度和灌浆效果。

(7)灌浆施工中有效的排水排气。裂缝灌浆时应通过有效措施把孔中及缝面的水气排出,来提高可灌性。采用在孔中埋双管或在裂缝的缝口处埋排气嘴的方法可有效地排除裂缝中的水和气。

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水工混凝土裂缝 篇9

水工地下隧洞混凝土裂缝进行化学灌浆处理的目的主要是进行防渗堵漏和补强加固。防渗堵漏要求缝面灌后具有较高的抗渗性和抗老化性能, 能阻止外来水汽碳化混凝土和锈蚀钢筋, 满足结构耐久性和安全运行;补强加固要求缝面浆液固化后有较高的粘接强度, 最终要求能恢复混凝土结构的整体性。目前, 裂缝处理一般采用高渗透改性环氧浆材, 但均存在一定的局限性, 需研究环保型、低粘度、无收缩、抗老化强、粘接强度高、能满足温度缝反复收缩开裂的处理要求的弹性改性环氧浆材。裂缝处理方法主要有开槽埋管法、打斜孔埋管法和无损贴嘴法。开槽埋管法由于有对原混凝土结构破坏较大, 浆材损耗大, 开槽处难以修复好等问题, 已普遍不再采用;打斜孔埋管法能解决开槽法的诸多不利, 但存在管容耗浆大, 微细粉尘易堵塞缝面影响灌浆质量, 由于该方法施工简单而被普遍采用;无损贴嘴法是目前处理裂缝最先进的方法, 具有工艺简单、无钻孔、无孔容耗浆、易找准裂缝、对混凝土无损伤、成本低等优点值得大力推广, 无损贴嘴法处理裂缝的难点是渗水缝的贴嘴, 采用ECH水下粘结胶进行渗水缝的贴嘴能最大承受1.3 MPa的压力, 为贴嘴法处理渗水裂缝提供了条件。

2 裂缝处理化学浆材的选择

化学浆材选择应掌握的原则:一是浆材的可灌性, 所选化学浆材必须能够灌入裂缝, 充填饱满, 灌入后能凝结固化, 以达到补强和防渗加固的目的;二是浆材的耐久性, 所选用材料在使用环境条件下性能稳定, 不易起化学变化, 并且与混凝土裂缝有足够的粘接强度, 不易脱开, 对于一些活动裂缝和不稳定裂缝要特别注意这条原则。水工地下隧洞衬砌混凝土裂缝的特点是:裂缝开度较小、外水压力大、浆液较难灌入, 一般处理要求既要满足补强又要防渗堵漏, 灌浆材料一般采用高渗透改性环氧浆材。我们在渗水裂缝处理过程中采用了EAA、CW、LPL三种高渗透改性环氧浆材, 详见表1。

以上三种材料各有优缺点, EAA、CW属糠醛、丙酮改性系列, 具有亲水性、粘度低、可灌性较好, 缺点是凝固时间长, 脆性大, 不适宜对变化的裂缝进行处理;LPL浆材属活性稀释剂改性系列, 具有亲水性、凝固时间快、脆性小、浆材本身不收缩的优点, 但粘度大, 对于细小裂缝的可灌性差。

3 打斜孔埋管法处理渗水裂缝

3.1 工艺流程

裂缝清洗→钻斜孔→清孔、埋管→表面封缝→通风检查→浆液配制→注浆→封孔处理→待凝检查→表面处理。

3.2 重要工艺技术要求

(1) 裂缝清洗:对缝面用高压水进行清洗, 直至清晰地露出裂缝为止;

(2) 钻孔:在裂缝中心线10～15 cm两侧钻斜孔, 孔径18mm, 孔距40 cm, 深浅孔交替布置, 浅孔深25～30 cm, 倾角约50°, 深孔孔深40～45 cm, 倾角约70°。

(3) 清孔、埋管:用高压水将孔清洗干净, 每孔分上下两层埋设两根注浆管, 一进一出, 下层管径为8 mm, 埋至距孔底5 cm, 为主注浆管;上层管径为8 mm, 埋入孔内10 cm左右, 为排水排气回浆管, 埋管材料用速凝水泥。

(4) 表面封缝:用玻璃丝布或堵漏灵剂进行封堵, 应保证封闭密闭可靠。

(5) 通风检查:待埋管材料有一定的强度后, 在裂缝和管口处涂少量肥皂水, 采用0.2 MPa的风压进行通风检查, 对于盲孔应在附近重新打孔埋管。

(6) 浆液配制:根据灌前压丙酮试验的漏量大小配制浆液, 配浆时将固化剂、表面活性剂缓慢注入EAA (或CW) 主液中, 边注入边搅拌, 保持浆液在25℃以下, 以提高浆材的可灌性。

(7) 化学灌浆

注浆方式:灌前单孔压丙酮量≥10 ml者应单孔灌注, 漏量<10 ml者则可多孔灌注;灌注过程中若有串漏孔, 可在排出积水和稀浆后进行并灌, 灌浆应由下而上进行。

注浆方法:先灌深孔, 从下层进浆管开始注浆, 待上层回浆管排出孔内水、气后, 封闭回浆管。根据吸浆量情况逐步升至设计压力, 当吸浆率小于1 ml/min时, 应保持压力延续灌注30 min, 即可扎管待凝。4～5 h后检查注浆效果, 对管口不饱满的胶管进行第二次注浆直至饱满。

灌浆压力:开灌压力0.4 MPa, 当吸浆率小于5 ml/min时, 逐渐加压至0.5～0.6 MPa, 二次注浆孔压力可提高至0.8 MPa。

注浆过程监控:加强结构的抬动变形监测, 如出现异常应及时降压并采取相应措施。

(8) 质量检查:裂缝化学灌浆结束14 d后, 采用压水和钻孔取芯相结合的方法进行。

检查孔压水:采用单点法压水, 压力0.5 MPa, 孔径28, 孔深30 cm, 合格标准透水率q≤0.1 Lu。

钻孔取芯:孔径89 mm, 孔深浅于灌浆孔10 cm, 粘接强度应达到设计要求。

3.3 打斜孔埋管法施工存在的缺点

(1) 温度裂缝走向是个曲面, 在混凝土内的走向复杂, 一般从钢筋边通过, 钻孔时易碰到钢筋, 造成的“废”孔较多, 对原混凝土结构的整体性造成损坏。

(2) 钻孔时的微细粉尘难于有效清出, 粉尘易堵塞灌浆通道, 浆液难以进入缝面, 降低化灌质量。

(3) 渗水缝中不能有效地赶水, 浆液和水混合影响环氧灌浆材料的固化;也不能满足浆液“从宽处往窄处灌浆最有利”的原则;一旦发现“死孔”无法及时采取补救措施。

(4) 施工工序较多, 施工工艺繁琐, 管容、孔容大, 浪费浆材 (据统计孔容占58%以上) ;灌后的裂缝复灌量较大, 且需多次复灌, 增加了资金投入。

4 无损贴嘴法处理渗水裂缝

4.1 工艺流程

注浆嘴加工→打磨→冲洗→裂缝描述→贴嘴→封缝→压风检查→灌浆→注浆嘴清除→质量检查。

4.2 重要工艺技术要求

(1) 注浆嘴加工:在外径为6 mm、长度大于6 cm的铜管一端焊上边长为3～4 cm、厚度为1.5 mm左右的方形铁片, 铁片中间开直径等于铜管外径的进浆孔, 铁片周边钻排列规则的小孔。

(2) 打磨:采用砂轮机沿裂缝的两边各打磨20 cm的宽度, 除去混凝土表面杂物, 以免影响注浆嘴的粘贴及封缝效果。

(3) 冲洗:是贴嘴法施工最重要的工序, 用高压冲毛机沿裂缝开口向两边冲洗, 以保证缝口敞开无杂物。

(4) 裂缝描述:用刻度放大镜测量裂缝宽度, 并对裂缝走向及缝长进行描述, 用以调整布置注浆嘴间距及灌浆压力。

(5) 贴嘴:根据裂缝描述进行注浆嘴的布置。规则裂缝缝宽小于0.3 mm时, 按间距20 cm布嘴, 缝宽大于0.3 mm时, 按间距30 cm布嘴;不规则裂缝的交叉点及端部均布置注浆嘴。将ECH-Ⅰ型胶抹在注浆嘴底板上, 贴嘴时用定位针穿过进浆管, 对准缝口插上, 然后将注浆嘴压向混凝土表面抽出定位针, 定位针未粘附胶, 认定注浆嘴粘贴合格。

(6) 封缝:贴嘴3 h后用堵漏灵胶泥将渗水缝口封堵住, 2 h后用碘钨灯将混凝土表面烘干并用无水酒精洗抹一遍;待干后刮抹一层ECH-Ⅱ型粘胶;当不粘手时, 再刮抹ECH-Ⅲ型面胶三遍, 待ECH-Ⅲ型面胶基本固化后, 用堵漏灵加固形成中间高, 两边低的伞形封盖。

(7) 压风检查:封缝完成并养护2 h后, 即可进行压风检查各孔的贯通情况, 压风压力<0.25 MPa;对于不串通的孔, 应查明原因进行分析和处理。

(8) 灌浆:采用多点同步灌注方式, 从下至上, 从宽至窄, 逐步推进, 采用Lily CD-15双组分注射泵灌注LPL浆材, 施工中采用稳压慢灌, 每孔纯灌时间不少于90 min, 以保证灌浆质量。灌浆压力见表2。

(9) 注浆嘴的清除:灌浆结束48 h后, 铲除注浆嘴, 混凝土表面采用环氧胶泥封堵平整。

(10) 质量检查及验收:灌后质量检查在注射树脂LPL灌浆结束7 d后进行。

压水检查:现场布骑缝孔, 冲击钻造孔 (孔径18～20 mm、孔深10～15 cm) 后, 采用单点法压水, 压水检查压力为0.3 MPa。合格标准:压水检查透水率q≤0.1 Lu。

钻孔取芯:取芯直径89 mm, 并进行岩芯鉴定、描述, 绘制钻孔柱状图。

4.3 无损贴嘴法的工艺特点

(1) 不破坏混凝土的整体性, 适合薄型结构的裂缝处理。

(2) 由于从缝的表面进行打磨冲洗, 可避免微细粉尘对灌浆的影响, 从缝口进浆可灌性得到了保证。

(3) 使“以浆赶水”, 多点依序同步灌浆成为可能。

(4) 贴嘴封缝, 采用多点同步灌浆的无损灌浆工艺, 可在不破坏混凝土结构的条件下极大地提高可灌性, 裂缝的灌入深度也能满足要求, 加上使用低黏度、低收缩的化灌浆材, 达到了“堵水、保护钢筋、恢复结构的整体性”的效果。

(5) 工艺简单、复灌率低, 节约昂贵的化学浆材, 降低了成本, 加快了施工进度。

4.4 特殊情况处理

4.4.1 渗漏点的复灌

对有规律的渗漏点, 即一段裂缝仍渗水, 采用原施工方法进行复灌。

对单独的渗漏点采用打辅助孔的方法进行复灌, 先在渗漏点贴嘴、封缝。然后用冲击钻在距渗漏点10 cm沿原裂缝钻3个辅助斜孔 (孔径18～20 mm, 孔距10～20 cm, 倾角50°, 孔深25 cm) , 并预埋外径为6 mm的铜管, 再用堵漏灵进行封堵埋管, 在渗漏点贴嘴及封缝、辅助孔埋管及封堵完成后, 其它工序按原方法进行施工。

4.4.2 浆液配比出现问题时的处理

灌浆时如出现长时间不进浆, 且浆液粘度增加, 即浆液配比出现问题。处理方法是打开机箱盖, 清理两活塞杆运行系统, 直至两活塞杆运行同步后, 排弃部分混合液, 然后重新注浆。

5 复灌后仍局部渗水的处理

(1) 经复灌后仍有渗水的部位采用嵌缝措施:开槽槽深×槽宽为5 cm×5 cm, 并在槽内每1.5 m用电钻打一个22排水孔, 孔深>70 cm;从孔底部埋一根铝管, 在管口用堵漏灵封闭将水引出;将槽面清洗干净并尽量烘干, 若无法烘干则在缝面用堵漏灵先堵水, 然后涂环氧基液, 再用丙乳砂浆锤填密实, 并满足过流面平整度要求。

(2) 嵌缝后再在表面粘贴玻璃丝布防渗, 玻璃丝布宽15 cm。粘贴方法:先将缝面清理干净, 均匀刷一层1438胶, 再贴一层玻璃丝布, 三胶二布。对于灌浆后延伸的裂缝, 若渗水不大或不渗水, 则直接在缝面粘贴玻璃丝布, 并延伸1.0 m左右。

(3) 待丙乳砂浆封闭7 d后, 封闭引水管孔。先用干塑性水泥砂浆填充并用细钢筋捣密实, 离孔口5 cm时, 改用预缩砂浆填充密实, 对其表面涂刷环氧胶泥。

6结语

混凝土裂缝处理难度较大, 对有渗水的裂缝处理难度更大。通过参与水工地下隧洞混凝土渗水裂缝的处理, 认为在处理过程中主要应注意以下几个问题:

(1) 灌浆材料的正确选择:应选择低黏度、低收缩的环氧浆材。收缩大的材料需多次复灌, 不但增加投入, 而且复灌成功率小。目前主要采用的是两种系列的改性环氧浆材, 各有优缺点, 应根据缝的宽度、渗水情况及处理的结构要求, 选择适宜的浆材。

(2) 推广贴嘴无损法施工:混凝土温度缝一般较细, 且不在一个平面上, 裂缝很难找准, 浆材难以灌入, 最好是采用贴嘴无损法施工, 既减少了钻孔量, 又可减少孔容、管容的浆材耗用量, 降低成本;结构的厚薄、裂缝的深浅对钻孔的要求较高, 为了找准裂缝的深度, 以便准确地布置灌浆孔, 不得不打出大量的检查孔, 对结构造成严重破坏。

(3) 避免微细粉尘对化学灌浆的影响:混凝土裂缝内部极不规则, 其宽度受骨料、钢筋等的影响, 宽窄变化复杂, 当化学浆液夹着微细粉尘在裂缝中灌入时, 碰到较窄处, 就会累积阻塞浆液通路。因此, 微细粉尘对化学灌浆的危害极大, 但钻孔处理工艺无法避免粉尘影响。

(4) 从宽处往窄处灌浆最为有利, “从上至下, 从宽至窄, 从一边至另一边“, 这是化灌的基本原则。温度裂缝的形成最先在混凝土表面形成, 随着温度应力的作用持续向纵深方向发展, 因此, 在混凝土表面的裂缝开合度最大, 从缝口进浆对灌浆质量的提高极为有利。

(5) 必须保证连续稳定的灌浆压力:稳定的灌浆压力是保证浆液能否使裂缝充填饱满的关键, 采用手摇泵灌浆很难做到这一点, 应采用双液气压泵进行施工。

(6) 有效降低外水压力:裂缝中只要有水就会增加灌浆难度, 应通过打排水孔的方法来降低外水压力, 或采用封闭渗水岩体的方法减少裂缝的渗水量, 提高浆材的粘接强度和灌浆效果。

浅谈水工混凝土裂缝的预防与处理 篇10

【关键词】水工建筑物；混凝土；裂缝；处理

在水工建筑物施工建设的过程中，混凝土裂缝可谓是一个极为普遍且难以解决的实际问题，它的存在给整个水工建筑物构成了严重威胁，不仅影响着结构的整体性和耐久性，同时给周围居民的生命财产造成严重的威胁。为此，在现代化工程施工建设的过程中，我们有必要提前做好水工混凝土裂缝的预防与控制，保证水工建筑物功能的正常发挥。

1.水工混凝土概述

所谓的混凝土主要指的是由砂石骨料、水泥以及其他材料添加构成的非均质复合脆性材料。由于混凝土施工技术、本身约束力等问题的影响，使得混凝土在施工中必然会产生一定的裂缝，这些裂缝通常可以分为力微裂缝和有害裂缝两种。其中微裂缝也被广泛的称之为无害裂缝，它通常都部队结构的承重以及其他功能产生威胁，但是受到荷载、温差等相关作用之后，其必然会不断的扩展，从而引发严重的工程病害，轻者使得混凝土内部的钢筋材料发生腐蚀，严重的化则会降低混凝土结构整体性、耐久性，产生使用价值威胁，甚至是给人们生命财产带来损害。因此，在目前社会经济发展中，做好混凝土结构裂缝控制已成为水利工程建设工作人员面临的主要问题，也是现代化社会发展的核心所在。

迄今为止，在水工混凝土施工建设的过程中都会在一定范围内发生裂缝，从结构设计的安全性方面分析，其中绝大多数的裂缝都是与整个水工建筑物结构安全没有直接关系的。但是，这些问题如果得不到有效的控制，在受到为例的作用下必然会给结构的整体性和安全性造成影响，甚至是威胁到工程的整体质量，给整个社会经济发展造成不必要的威胁和困扰。因此在当今的建筑工程项目中，我们必须要做好混凝土裂缝控制，无论是水工建筑物还是工民建，都不例外，都需要严格分析。

2.水工混凝土裂缝产生分析

就过去多年的工程实践分析，水工混凝土裂缝的出现与一般的混凝土结构裂缝存在着一定的差异，它有着结构更大、工程厚度高的特点，且整个工程结构由于长期与水接触从而其不确定性因素较多。另外，由此引发的裂缝问题也极为严重，且这些裂缝都是一个隐蔽程度高、危害大的特点。为此，在目前的工程施工探讨中，整个裂缝的分析需要从以下几方面分析：

2.1混凝土自身因素所引发的裂缝

在混凝土工程施工的过程中，由于水泥在加入水搅拌之后会与碱性物质、活性材料、氧化硅等发生物化反应，经过反应之后生成碱性结构，且从周围空气中吸收水发生膨胀。在这种结构特征下，整个混凝土体积会得到一定膨胀和收缩，从而引发裂缝问题。这种裂缝的出现是最为突出的，主要是因为混凝土结构表面抗极限拉力的不足而引起的。

2.2施工裂缝

一个工程结构的质量是否可靠与施工有着密切的关系。在工程施工环节，工程的材料、施工技术选择、施工设备和施工方法的控制都是衡量工程结构质量的关键。在混凝土工程中，做好施工裂缝控制离不开这些环节的严格管理，尤其是在水工混凝土工程中，其任何一个环节出现裂缝问题都容易给工程施工带来不必要的影响，甚至是引发重大的安全事故和质量隐患。同样，在施工中材料、技术设备等方面选择不合理也会引发工程裂缝隐患。

2.3外力因素

在混凝土结构施工中，在混凝土硬化的过程中必然会面对约束力的影响，同时混凝土热胀冷缩也会产生一定的体积膨胀，同时它内部会发生严重的质量问题。在混凝土施工之后，其会产生大量的热量，从而形成内部体积增加，在这个时候一旦结构外部的抗拉力不足，极容易给整个工程带来不必要的影响，最终出现裂缝。

3.水工混凝土裂缝的防止措施

3.1设计方面

设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求，控制外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；按《规范》要求设置必要的变形缝。

3.2混凝土配合

混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式。

3.3混凝土振捣

混凝土振捣要密实，拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿，需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要，它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要，在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。

3.4养护环节

施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振，过振，且在第一次振捣后要进行第二次振捣。配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥，此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等，掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险，又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施；同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于25°。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。

3.5开槽法修补裂缝

采用环氧树脂：10聚硫橡胶：3水泥：12.5，砂：28.首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度（约0.4斤丙酮就可以了）。

4.结论

裂缝是混凝土结构中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，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。 [科]

【参考文献】

[1]刘要军.预防处理水利工程建设中的混凝土裂缝[J].科技致富向导，2010（29）.

[2]张金波.预防水利工程建设中的混凝土裂缝[J].科技致富向导，2010（32）.

水工混凝土裂缝的成因与对策探究 篇11

1 裂缝的种类

(1) 温度裂缝。

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, 这种裂缝通常称为温度裂缝。还有一种温度裂缝是由于混凝土内外温差引起的, 例如混凝土遭受寒潮侵袭或夏天混凝土经阳光曝晒后突然下雨, 都会使混凝土内部与表层产生很大温差, 混凝土表层温度下降, 而内部温度基本不降, 这样内部混凝土对表层混凝土起约束作用, 同样会导致温度裂缝。

(2) 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。干缩仅是混凝土收缩的一种, 干缩扩散的速度比温度的扩散速度要慢1000倍。正因为干缩扩散速度小, 混凝土表面已干缩, 而其内部不缩, 这样内部混凝土对表面混凝土干缩起约束作用, 使混凝土表面产生干缩应力, 当混凝土干缩应力大于混凝土抗拉强度时, 混凝土就会产生裂缝, 称为干缩裂缝。

(3) 钢筋锈蚀裂缝。

混凝土中钢筋发生锈蚀后, 其锈蚀产生的体积比原来增长2～4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 当膨胀应力大于混凝土抗拉强度时, 混凝土就会产生裂缝, 称为钢筋锈蚀裂缝。钢筋锈蚀裂缝一般都为沿钢筋长度方向发展的顺筋裂缝。此外, 地基冻胀裂、地基不均匀沉陷裂缝也是常见的混凝土裂缝。

2 水工混凝土裂缝产生的原因

混凝土裂缝形成有着非常复杂的原因, 往往是多种不利因素综合作用的结果。据有关统计, 施工不规范造成的混凝土裂缝占80%左右, 材料质量差或配合比不合理产生的裂缝占15%左右, 设计不当引起的裂缝可能占5%。

(1) 施工工艺或现场操作不规范。

①采用整体式钢模板台车施工, 混凝土浇筑时不振捣或漏振, 混凝土均质性差。②盲目追求施工进度, 随意提前脱模时间, 使低强度混凝土过量承受荷载, 破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的潮湿养护。③混凝土生产时原材料计量误差大, 尤其外加剂的掺加随意性大, 没有根据砂、石料的实际含水率及时调整施工用水量, 造成混凝土水灰比增大。此外, 在混凝土运输及泵送过程中加水的现象也比较普遍。④夏季施工时砂、石料露天堆放, 无切实有效的降温措施, 混凝土入模温度高。冬季施工时采取的防寒保温措施不力。

(2) 设计粗糙, 建设、监理单位工作随意性大。

由于多方面的原因, 勘察设计单位无法深入地开展地质勘探工作, 隧道围岩类别评价及支护结构设计缺乏科学依据, 带有一定的盲目性。个别建设单位限于自身管理和专业技术水平的欠缺, 任意变更原设计。少数工程由业主的内部人员组成监理机构, 监理工作失去独立性。

(3) 原材料质量差, 配合比设计不合理。

水泥品种选择不当, 安定性不良, 不同批次的水泥混用。碎石、砂级配差, 含泥量超标, 碎石中石粉含量大, 针、片状物过多, 影响了水泥与骨料的胶结。进行配合比设计时, 忽视水泥用量增多对混凝土品质的影响, 错误认为水泥用量越多, 混凝土强度越高。对掺合料和外加剂的选用缺乏专业技术人员的指导, 往往达不到预期效果。

3 水工混凝土建筑缺陷的修补方法

(1) 压力灌浆法。

压力灌浆法适用于修补对建筑物产生较严重危害的缺陷, 如深度和宽度较大的裂缝和贯穿性裂缝等。通常可以对裂缝进行钻孔, 而后灌入由水泥或其他化学原料制成的浆体, 为了保证注浆饱满, 也可隔一段治时间之后进行补注。此方法充分利用的浆体的流动性和渗透性, 可使缺陷处得到全面有效的修补。

(2) 表面覆盖法。

表面覆盖法适用于修补建筑物表层的细微裂缝, 具体实施过程中, 可以用水泥、改性沥青等材料涂抹裂隙表面, 或使用粘合剂将聚合物薄膜粘贴在产生裂隙的部位, 从而起到与空气和水分隔绝的作用。这种方法简便易行, 但只能处理无害的微小裂缝, 对其它的缺陷没有明显作用。开槽修补法。

(3) 开槽修补法。

适用于修补宽度较大但对建筑物无明显危害作用的表层裂隙, 可沿着裂隙开凿一条沟槽, 并在其中注入填充物, 或在对裂隙进行粗糙化处理之后, 在其表面喷涂致密高强的水泥砂浆, 以达到防渗抗裂的目的。此方法快速简单, 但是弥合能力有限, 无法修复更加严重的缺陷。

(4) 充填法。

此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。充填材料可用水泥砂浆、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, 则将混凝土凿除到能够充分处理已经生锈的钢筋部分, 将钢筋除锈。然后进行防锈处理, 再在槽中充填聚合物水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。对于活缝, 沿裂缝走向开一个U形槽, 槽底垫一层与混凝土不粘的材料, 再填充弹性嵌缝材料, 使其与槽两侧粘结。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。

4 水工混凝土裂缝的防止措施

(1) 设计单位应该提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求, 控制外加剂的品种和掺量, 确保混凝土收缩与膨胀相抵消;按《规范》要求设置必要的变形缝。

(2) 混凝土配合比设计时, 在保证混凝土具有良好工作性的情况下, 应尽可能的降低混凝土的单位用水量, 采用“三低 (低砂率、低坍落度、低水胶比) 二掺 (掺高效减水剂和高性能引气剂) 一高 (高粉煤灰掺量) ”的设计准则, 生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比, 计量要准确, 坍落度抽检工作要加强, 不能流于形式。

(3) 混凝土振捣要密实, 拆模后要挂草帘或铺草浇水养护保湿。新浇筑的混凝土就象刚刚出生的婴儿, 需要体贴关心和爱护。混凝土的养护不仅对防止早期表面裂缝显得重要, 它对混凝土后期强度的发展、混凝土的进一步成熟和耐久性等也同样重要, 在过去许多工程的施工和管理中对养护的重要性没有充分的认识。

(4) 施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况, 不能漏振, 过振, 且在第一次振捣后要进行第二次振捣。

(5) 配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥, 如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥, 此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等, 掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险, 又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施;同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖, 以确保混凝土内外温差小于25°。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。

(6) 对泵送混凝土, 则要在满足其可泵性、和易性的前提下, 尽量减小出机时的坍落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量。

(7) 《规范》中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料, 同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。

5 结语

混凝土裂缝是普遍存在的一种现象, 它的出现不仅使建筑物的抗渗能力降低, 建筑物的使用功能还受到影响, 钢筋的锈蚀, 混凝土的碳化, 降低材料的耐久性等现象常有发生, 建筑物的承载能力受到影响, 因此要认真研究、区别对待, 采用合理的方法对混凝土裂缝进行处理, 采取各种有效的预防措施在施工中预防裂缝的出现和发展, 保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

摘要：水工混凝土建筑物最普遍、最常见的问题之一是裂缝。分析了混凝土裂缝的种类, 产生的原因以及常用的修补方法, 并根据多年的施工经验进行了进一步探讨。

关键词：水工混凝土,裂缝原因,修补方法,预防,处理

参考文献