浅谈水利工程中混凝土裂缝处理技术措施

浅谈水利工程中混凝土裂缝处理技术措施

通过对水利工程中混凝土裂缝产生的原因进行探讨分析，总结出水利工程中常见的混凝土裂缝类型、成因，根据要消除裂缝给水利工程建筑物带来的危害，增强建筑的耐久性和安全性的渗漏处理原则，提出相关的具体预防控制措施及一些常用的方式、方法，并研究出相关的处理解决出现混凝土裂缝的措施，从而达到有效预防、处理裂缝的目的。

标签： 水利工程;混凝土;裂缝成因;预防措施;处理措施

改革开放以来，我国水利工程建设在数量和规模上达到建国以来的最高水平，水泥的生产量和使用量也遥遥领先世界其他国家。水利工程混凝土施工通常具有体积大、规模大的特点，加上水利工程建筑物常年处于有水环境中，出现裂缝、渗漏现象是不可避免的。因而随着水利工程质量要求不断提高和施工技术水平的不断发展，在水利工程中预防和及时处理裂缝对工程质量非常重要。

1 水利工程混凝土裂缝产生的原因及预防

1.1设计原因。水利工程中裂缝因设计不当的占5%左右。结构设计的不合理、混凝土配合比设计不当，混合剂使用不当或者掺量过大，都会产生这类裂缝。

预防措施：在设计上要考虑到容易开裂的部位，如深基与浅基、高低跨处等，同时要考虑到由于地基的差异沉降或结构原因而引起的薄弱部分，这些需要在设计时解决。

1.2材料原因。水利工程中裂缝因混凝土材料造成的占15%左右。建筑材料的质量直接关系到水利工程的质量，对使用的建筑材料一定要严格把关。

预防措施：针对工程特点，水泥选用抗冻性好、干缩小的普通硅酸盐水泥，在混凝土中添加一定比例的粉煤灰;不得将已经锈蚀而未经除锈的钢材用于工程中;对复合型外加剂中选用不含氯盐的外加剂。

1.3施工原因及预防。水利工程中由于施工因造成的早期裂缝占80%左右。施工的不规范、混凝土级配比问题、搅拌问题，都能引起混凝土裂缝。

预防措施：首先保证混凝土的强度满足要求，其次要尽量选用水灰比小的配合比，同时拌制混凝土时要严格按照设计配料，严禁随意变化，尤其做好各组分特别是外加剂、粉煤灰的计量工作[2]。

2 水利工程中混凝土常见裂缝分类及预防

2.1干缩裂缝及预防。混凝土在浇筑完成后的养护阶段必然会发生体积收缩。体积收缩分为干缩和自收缩，干缩是由于混凝土中的多余水分蒸发、含水量降低

从而产生体积减小。自缩是由于水泥水化作用引起的混凝土体积减小，由于收缩量较小，一般将自收缩和干缩一并考虑。

干缩裂缝的主要预防措施：首先要选用收缩量较小的水泥。其次是尽量控制好水灰比的使用，及时掺加合适分量的减水剂。三是严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比。四是加强混凝土的早期养护，并适当实时的延长混凝土的养护持续时间。五是在混凝土结构中设置合适的收缩缝。

2.2塑性收缩裂缝及预防。塑性收缩裂缝的主要预防措施：首先要选用干缩值比较小、早期强度比较高的水泥。其次是严格控制水灰的比例，掺加高效的减水剂来增加混凝土的坍落度。三是浇筑混凝土之前，需要将基层和模板浇水均匀湿透。四是需要覆盖塑料薄膜或者潮湿草垫、麻片等。五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

2.3沉陷裂缝及预防。沉陷裂缝的产生是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。

沉陷裂缝的主要预防措施：首先需要对松软土、填土地基的上部结构施工前应进行必要夯实和加固。其次是保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。三是防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。四是模板拆除的时间不能太早，且要按照拆模的先后次序。五是在采取一定的预防措施在冻土上搭设模板。

2.4温度裂缝及预防。温度裂缝通常多发生在大体积的混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。

温度裂缝的主要预防措施，主要做到以下几点：尽量选用低热或中热水泥;改善混凝土的搅拌加工工艺;在混凝土中掺加一定量的外加剂;高温季节浇筑时采用措施降低浇筑混凝土的温度;合理排施工工序;在大体积混凝土内部设置冷却管道，通冷水或者冷气冷却，减小混凝土的内外温差;加强混凝土温度的监控，及时采取冷却、保护措施;预留温度收缩缝;加强混凝土养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。

2.5化学反应引起的裂缝及预防。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。

化學反应裂缝的主要预防措施：一是保证钢筋保护层的厚度。二是混凝土级配要良好。三是混凝土浇注要振捣密实。四是钢筋表层涂刷防腐涂料。

3 水利工程中混凝土裂缝处理措施

3.1表面修补法。水利工程裂缝的表面修补法是一种比较简单的修补方法，主要对稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝的处理。常用的措施是在裂缝的

表面涂上水泥浆、环氧胶泥或着刷油漆、沥青等防腐材料，同时为防止水利工程的混凝土受各种影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施[4]。

3.2灌浆、嵌逢封堵法。水利工程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。水利工程建筑物嵌缝法是裂缝封堵中最常用的方法之一，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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。

3.6仿生自愈合法。仿生自愈合法是一种全新的处理裂缝的方法，它是模仿生物组织自动分泌物质治愈创伤部位的方法。在水利工程的混凝土传统组分中加入一些些特殊组分（如含粘结剂的液芯纤维或胶囊），就能在在混凝土内部形成仿生自愈合神经网络系统，这时当混凝土裂缝出现时能分泌出液芯纤维从而使裂缝重新愈合[6]。

4 结论

水利工程中的裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的存在不但会降低水利工程的抗渗能力，影响水利工程的使用功能及寿命，而且会导致钢筋骨架的锈蚀，混凝土的碳化，从而降低材料的耐久性、影响水利工程的承载能力、使用寿命，从而导致严重的后果。因此要对水利工程中混凝土的裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行预防，并采取各种有效的措施来处理裂缝，防止裂缝的发展及恶化，从而保证水利工程安全、稳定地工作。

参考文献：

[1]钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社，1999.2

[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展.混凝土，2002.5

[3]郭仕万，肖欣，赵和平.混凝土施工中的裂缝控制[J].山西水利科技，2000.11

[4]黄国兴.水利混凝土建筑物修补技术及应用[M].北京：中国水利水电出版社，2002