浅析水利工程施工中混凝土裂缝成因及解决措施

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　　摘要：文章针对水利施工中混凝土裂缝的成因进行深入分析，详尽的探讨了裂缝控制的措施，并针对施工中产生的各种裂缝提出了响应的解决方法。
　　关键词：水利施工裂缝成因处理措施
　　在水利工程中，水闸、涵洞、渡槽、面板堆石坝等建筑物，由于内界以及外界的原因混凝土很容易产生表面裂缝以及贯穿性裂缝。裂缝的产生及发展对水工建筑物的安全造成了极大的隐患，对水工建筑物的正常运行造成了不利影响。籍此文章对水利工程施工中混凝土裂缝的产生原因进行分析，并对防止措施进行了详尽的探讨，具有借鉴意义。
　　1 裂缝的成因
　　1.1材料原因
　　水泥的早期强度越高，其抗裂性越差。在满足强度要求的情况下，为了使得混凝土中的热量得到降低，应选用水化热较低的水泥，如粉煤灰硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，尽量降低单位水泥用量。水泥强度等级应与混凝土强度等级相一致，如无特殊需求，不应选择强度过高水泥或早强快的硬性水泥。另外，水泥细度越细，其抗裂性越差。
　　1.2配合比原因
　　单位混凝土水泥用量越大，用水量越高，混凝土的塌落度越大，收缩性越大。在配合比设计中水灰比、含沙率不同而造成混凝土的和易性产生偏差，导致混凝土泌水、保水性不良、产生离析，增加收缩值。控制混凝土粗骨料的级配，当砂石粒径或者砂率的级配不合理时，计算不精确时，混凝土产生裂缝的几率将加大。在混凝土引起裂缝中，现浇的混凝土中粗骨料石子粒径一般在20~35mm，预搅拌的混凝土控制在5~35mm之间为宜，含砂率应控制在0.35左右，砂料应采用粗砂。砂石含量应符合规范的要求，混凝土的塌落度要控制在规范允许的范围内。
　　1.3外加剂原因
　　在混凝土中掺入外加剂过量将影响混凝土强度而产生裂缝。由于外加剂的种类繁多，混凝土常温施工时应选用减水型的外加剂，冬季施工时应考虑减少抗冻的复合型外加剂。
　　1.4温度裂缝
　　当外界温度发生变化时，混凝土发生膨胀变形，混凝土构件收到约束时，在混凝土的构件内产生应力，当由此产生的混凝土内部的拉应力大于混凝土抗拉强度的极限值时，混凝土就会产生温度裂缝。温度的降低也会在混凝土表面引起拉应力，产生收缩，当收缩应力超过混凝土的自身约束时，混凝土也将会产生很大的裂缝，此种裂缝一般在混凝土表面产生，裂缝深度较浅。
　　1.5施工裂缝
　　在现场振捣混凝土时，振捣棒插入不当或者振捣方法不当，漏振、偏振以及频率过快，都会造成混凝土密实性和均匀性差，而致使裂缝的产生。由于混凝土浇筑或振捣不良以及混凝土保护层较薄，使得有害物质与钢筋接触，致使钢筋产生锈蚀引起体积膨胀，使得混凝土产生裂缝。
　　 人为原因导致混凝土产生裂缝。比如管理不严格，为了赶进度，偷工减料，工人施工素质差，施工工序不正确而引起的结构裂缝。
　　1.6养护不当
　　混凝土的养护不当，造成混凝土表面失水过快而使得混凝土产生塑形收缩产生裂缝。施工时，由于风吹日晒，其表面水分蒸发过快，混凝土体积急剧收缩，由于混凝土前期抗拉强度较低，其自身不能抵抗收缩而引起拉应力出现裂缝。
　　
　　2裂缝控制措施
　　2.1设计中应避免结构断面的突然变化而带来的应力集中。如在结构造型及实际需求不得已时，应采取有效的强化措施，在结构中应合理的设置伸缩缝来分散应力。
　　2.2选择与结构相适应的混凝土，混凝土的强度、等级应严格控制，避免使用早、强、高的水泥。在施工中选用早期强度高以及收缩值较小的普硅酸盐以及硅酸盐水泥。掺入高效的减水剂来提高混凝土的塌落度及和易性，严格控制水灰比，尽量减少水泥和水的用量。
　　2.3采用补偿混凝土收缩技术。施工中很大一部分混凝土裂缝都是由于混凝土收缩引起的。要解决这类收缩裂缝，可在混凝土中掺入膨胀剂来弥补混凝土的收缩，通过很多实践证明，这种方法是比较好的。
　　2.4在混凝土浇筑前，将模版和基础层浇水直至均匀湿透。及时的用塑料薄膜以及潮湿的草垫、麻片覆盖混凝土表面，对混凝土表面进行洒水养护，保持混凝土表面湿润。在大风高温时要设置挡风设备以及遮阳设备，加强养护措施。
　　3裂缝处理方法
　　水工混凝土结构一旦产生裂缝应立即处理，否则一旦漏水甚至造成结构失效务必会带来严重后果。目前施工中常用的混凝土裂缝处理方法有以下几种。
　　3.1表面修补
　　表面修补法是一种常见、简单的裂缝处理方法，常用于结构未收影响的表面裂缝以及延伸裂缝的处理。通常在水泥表面涂抹水泥浆或者在混凝土表面刷油漆、沥青等防腐材料，为了防止各种作用使混凝土继续开裂，常在裂缝的表面粘帖玻璃纤维布等措施。
　　3.2灌浆、嵌缝封堵
　　灌浆、裂缝封堵法适用于对混凝土有防渗要求以及裂缝对混凝土结构整体性有影响的混凝土裂缝进行修补，此方法是利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成统一的整体，从而起封堵加固的目的。施工中常用的胶结材料有环氧树脂、水泥浆、聚氨酯、甲基丙烯酸酯等化学材料。嵌缝法是混凝土裂缝修补中较为常用的一种方法，通常沿着裂缝进行凿槽，在槽中嵌入刚性或者刚性止水材料，以达到裂缝封闭的目的。施工中常用的塑性材料有塑料油膏、聚氯乙烯胶泥等等；常用的刚性材料为水泥砂浆。
　　3.3混凝土置换
　　混凝土置换方法用于处理混凝土裂缝致使混凝土结构收到严重损坏的一种方法，此种方法是将损坏的混凝土剔除掉，然后再填补上新的混凝土以及其他材料。施工中常用的材料有：水泥砂浆、普通混凝土、聚合物或改性聚合物混凝土或者砂浆。
　　3.4结构加固
　　当混凝土的裂缝影响到混凝土结构安全时，就要采取相应的加固方法对混凝土进行结构加固处理。结构加固常用的方法有：加大混凝土结构断面，采用预应力加固、增设支点加固、粘帖钢板加固、喷射混凝土进行加固以及对结构构件脚部外包型钢处理。
　　3.5仿生自愈
　　放生自愈方法是一种新型的混凝土裂缝处理方法，模仿生物受伤后自身分泌某种物质，使创伤部位自动得以愈合的原理，在混凝土传统的组分中加入某些特殊物质（如含粘结剂的液芯胶囊或纤维，在混凝土的内部形成职能的放生自愈神经网系统，当混凝土出现裂缝时，混凝土自身分泌出液芯纤维使得裂缝自动得以愈合）。
　　4结语
　　裂缝是水利工程施工中较为普遍的问题，必须对其进行深入研究，在施工中采取切实有效的措施进行预防，对已产生的裂缝进行及时处理，才能保证水工建筑物的正常运行。
　　
　　
　　
　　参考文献：
　　【1】《水工混凝土施工规范》DL/75144-2001.
　　【2】《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002.
　　【3】黄卫民.浅析混凝土裂缝原因与控制措施[J].中国水运（学术版）.2006(06).
　　【4】陈文会.大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].山西水利科技.2008.(03)
　　【5】水工钢筋混凝土结构学.[M].北京:中国水利水电出版社,2004.
　　

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