淺析水工混凝土裂縫的預(yù)防與處理

摘要：本文結(jié)合理論和施工實(shí)踐，分析了水工建筑物產(chǎn)生裂縫的幾種因素，以及相應(yīng)采取的預(yù)防和修補(bǔ)措施，以控制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件的安全。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫預(yù)防處理

混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)的多項(xiàng)復(fù)合脆性材料。由于混凝土施工和本身變形和約束等一系列問(wèn)題，使混凝土產(chǎn)生裂縫，輕者使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、使用價(jià)值等。嚴(yán)重的將直接威脅到人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)混凝土裂縫的控制已成為水利工程建設(shè)引起高度重視的問(wèn)題之一。

1．水工混凝土裂縫產(chǎn)生的因素

按裂縫產(chǎn)生的原因劃分有：由外荷載引起的裂縫；由變形引起的裂縫；由施工操作引起的裂縫。水工建筑物產(chǎn)生裂縫主要因素有以下幾種：

大體積混凝土水化時(shí)產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過(guò)極限引起裂縫。

混凝土在硬化的過(guò)程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時(shí)產(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大，甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。

當(dāng)有約束時(shí)，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，因?yàn)槭芗s束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應(yīng)力，由于混凝土抗拉強(qiáng)度低，容易被溫度引起的拉應(yīng)力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽(yáng)暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見(jiàn)的現(xiàn)象。

混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng)，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。

在炎熱的大風(fēng)天氣，混凝土表面蒸發(fā)較過(guò)快，造成混凝土內(nèi)部水化熱過(guò)高，在混凝土澆筑數(shù)小時(shí)仍處于塑性狀態(tài)，易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。

構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫，例如：構(gòu)件在超出設(shè)計(jì)的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。

當(dāng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉陷，就有可能會(huì)產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進(jìn)一步發(fā)展，裂縫會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護(hù)層厚度有限，特別是當(dāng)混凝土密實(shí)性不良，環(huán)境中的氯離子等和溶于水中的氧會(huì)使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來(lái)金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對(duì)周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

2．水工混凝土裂縫的預(yù)防措施

設(shè)計(jì)單位應(yīng)該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土養(yǎng)護(hù)的基本要求，控制外加劑的品種和摻量，確?；炷潦湛s與膨脹相抵消；按《規(guī)范》要求設(shè)置必要的變形縫。

混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用“三低二摻一高”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出“高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高極拉值”的抗裂混凝土。施工時(shí)要嚴(yán)格控制混凝土配合比，計(jì)量要準(zhǔn)確，坍落度抽檢工作要加強(qiáng)，不能流于形式。

混凝土振搗要密實(shí)，拆模后要掛草簾或鋪草澆水養(yǎng)護(hù)保濕。新澆筑的混凝土就像剛剛出生的嬰兒，需要體貼關(guān)心和愛(ài)護(hù)?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)不僅對(duì)防止早期表面裂縫顯得重要，它對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的發(fā)展、混凝土的進(jìn)一步成熟和耐久性等也同樣重要，在過(guò)去許多工程的施工和管理中對(duì)養(yǎng)護(hù)的重要性沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)。

施工過(guò)程中應(yīng)經(jīng)常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實(shí)情況，不能漏振，過(guò)振，且在第一次振搗后要進(jìn)行第二次振搗。

配置大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如硅酸鹽水泥或普通硅酸水泥、礦渣水泥，此外可摻加膨漲劑、適量的粉煤灰等，摻粉煤灰是一項(xiàng)既能減少由溫度應(yīng)力而使大壩開(kāi)裂的危險(xiǎn)，又能提高混凝土某些性能的經(jīng)濟(jì)有效的措施；同時(shí)要采用塑料薄膜和草袋覆蓋，以確保混凝土內(nèi)外溫差小于25°。根據(jù)構(gòu)造要求情況配置必要的鋼筋起到限裂的作用。

《規(guī)范》中要求采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。很多方面要通過(guò)原材料的選用和控制來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)時(shí)要選用堿活性小的砂石骨料，同時(shí)注意選用低堿或無(wú)堿外加劑以及選用合適的摻和料抑制堿性骨料反應(yīng)。

3、水工混凝土裂縫的三種常見(jiàn)修補(bǔ)方法

開(kāi)槽法修補(bǔ)裂縫

采用環(huán)氧樹(shù)脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：12.5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹(shù)脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度。及時(shí)將已拌好的改性環(huán)氧樹(shù)脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的砼鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開(kāi)始拌和到嵌入砼縫內(nèi)，一組砂漿的整個(gè)施工過(guò)程需要30min左右完成。

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