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来源：职称驿站所属分类：材料科学论文 发布时间：2012-08-17浏览：18次
摘要：水工混凝土在水工建筑物建设中起到不可替代的作用，本文首先对水工混凝土工程裂缝的种类及特点作了简要介绍，然后深入分析混凝土裂缝产生的原因，随后从设计要求、混凝土单位用水量、混凝土配合比、振捣及其养护、泵送混凝土措施以及高温季节施工等多方面谈了水工混凝土裂缝的预防、控制措施。最后，针对水工混凝土构件及现浇混凝土构件在未投入使用运行之前出现的裂缝如何进行处理谈了自己的看法。
关键词：混凝土裂缝，原因，处理，处理办法
中图分类号：文献标识码：
水工混凝土在水工建筑物建设中起到不可替代的作用，但由于水工混凝土施工过程中环境多变，施工多种因素影响，致使混凝土构件受到不同程度的损伤，使浇筑好或者正在使用的混凝土构件出现裂缝，继而出现裂缝开展、水气侵入裂缝、冻融变化、钢筋锈蚀，危及混凝土构件的安全。下面就水工混凝土裂缝产生原因及控制处理办法谈一些看法：
一、水工混凝土裂缝的种类
水工混凝土是一种处在特殊的受力环境的构造物，它不仅受到风吹雨打、太阳照射、环境潮湿的影响，还要受到水中环境的影响，所以水工混凝土构件一般情况下是不允许出现裂缝，贯穿性裂缝更不允许出现。水工混凝土所允许出现的裂缝，仅仅是表面保护层的细微裂缝（以下简称表面裂缝）。这种裂缝按方向、形状划分为：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。
二、水工混凝土产生裂缝原因
1、外力影响产生的裂缝。（1）地基不均匀沉陷变形。建筑物基础处理不好，产生不均匀沉陷，也有可能产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。（2）构件超载裂缝。混凝土构件出现超载裂缝情况，通常是在混凝土构件在吊装过程中出现的超载现象，构件受到的集中荷载或均匀荷载超过了设计条件，使构件产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝；在安装过程中，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。（3）施工操作影响。水工混凝土小型受力构件，如各种梁板，多为预制后安装构件，由于施工操作影响产生的裂缝（如制作模板、脱模、养护、存放、运输、吊装等）。
2、内部应力影响产生的裂缝。（1）水工混凝土多为少筋混凝土，在施工浇注这种混凝土时，由于混凝土体积大、混凝土体内产生大量的水化热得不到充分散发，导致混凝土内外温差较大，因混凝土变形产生裂缝。气温条件高的情况下浇注混凝土，由于蒸发过快，造成混凝土内部水化热过多，在混凝土浇注数小时后仍处于塑性状态，在这种状态下混凝土极易产生塑性收缩变形，使混凝土构件出现裂缝。（2）当构件受到约束时，混凝土温度变化产生温度应力使混凝土产生裂缝。主要表现为硬化的过程中，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；在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。（3）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，体积增大三倍，从而使浇注好的混凝土体积膨胀产生裂缝。（4）当钢筋混凝土处于不利环境中，如水体污染，腐蚀性强，混凝土保护层被锈蚀剥落，环境中的酸碱离子或溶于水中的氧、氢氧离子，使混凝土中的钢筋产生锈蚀受力断面减少，特别是钢筋混凝土的钢筋在氧化过程中，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大的多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂，形成裂缝。
三、水工混凝土裂缝的预防控制措施
水工混凝土多处水中，所处环境差。为确保水工混凝土稳定安全可靠。必须从水工建筑物的设计、施工两个方面入手抓好水工混凝土裂缝预防的各项工作，严防出现裂缝。
1、设计阶段应做好一下几方面工作：（1）为了水工建筑物的安全运行，水工建筑物要由相应设计资质的设计单位设计，严格杜绝无证设计。（2）设计单位应掌握水工建筑物详细的基础资料（地质、气象、建筑物材料等），按建筑物的等级制定相应措施。（3）施工组织设计中应明确水工混凝土的施工条件，严格要求水工混凝土构件制作场地，混凝土预制场地必须进行硬化。同时，按《规范》要求设置必要的变形缝。（4）在设计大体积混凝土工程，要根据工程情况，进行裂缝计算，并做限制裂缝开展的计算，根据混凝土构造要求情况配置必要的构造筋即满足构造要求又能限制裂缝出现和发展。水下渗透压力大的混凝土结构，更要限制混凝土裂缝出现。在设计这些承受渗透压力大的混凝土结构（如混凝土闸门），要进行混凝土抗裂设计，选用抗裂性强的钢筋构造（如混凝土钢丝网结构），使混凝土结构达到不出现裂缝的作用。（5）采用新技术、新工艺、新材料和新设备时，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。
2、施工阶段要严格质量控制。（1）施工前,委托有资质的试验室，根据混凝土的标号，进行配合比试配。在这种配合比具有良好工作性能的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量。采用“低砂率、低坍落度、低水胶比，掺高效减水剂、高性能引气剂和大量粉煤灰”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。（2）施工时，要严格控制砂、石子、水泥、水的质量及混凝土配合比，计量要准确，严格及时混凝土坍落度抽检工作，不能流于形式。混凝土制作现场必须达到风、水、电条件齐全，保证混凝土浇注时，能够有效控制混凝土的温度。严格按照设计掺入外加剂的品种和数量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消。（3）混凝土浇注时振捣要密实，构件拆模后要覆盖草帘或铺草浇水养护保湿。混凝土的养护对防止早期表面裂缝、后期强度发展、进一步成熟和耐久性等十分重要。（4）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混凝土初期发热量、避免由温度应力而使大体积混凝土开裂的危险，又能提高混凝土后期强度、简化混凝土温控成本的经济有效措施；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°。（5）对泵送混凝土，外加泵送剂，满足混凝土的和易性及可泵性。在满足其可泵性的同时，应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。（6）混凝土在高温季节施工时，要严格采取温控措施，降低混凝土的温度:一是拌和混凝土应尽量选用达标井水（地下水温通常在16～17℃之间）如无合格井水，可选用塘水、湖水等地表水，若地表水温过高，应加冰块控制水温；二是混凝土骨料在太阳下暴晒、温度太高，应采用降温措施（如搭棚覆盖、喷水降温等措施）；三是缩短混凝土的运输时间，加快混凝土入仓覆盖速度；四是混凝土的运输工具应具有隔热遮阴措施，并采用喷水降温方法，以降低仓面周围的气温；五是混凝土浇筑在满足连续性的情况下，应尽量安排在低温季节、低温时段进行；六是浇注大体积混凝土，可采用台阶式浇筑法，浇注块高度应小于1.5m。
四、水工混凝土工程检验分析
1、混凝土构件安装就位之前，要进行严格的检查，检查构件是否有破损及裂缝现象，如检查发现构件达不到设计要求，或出现破损危及建筑物安全的裂缝应坚决不予使用。如构件局部出现不危及安全的裂缝经过处理之后可以减低标准使用。
2、浇筑大体积混凝土出现裂缝，要经过专家和超声波仪器探测，判定裂缝性质。若裂缝深度暴漏受力钢筋或贯穿通缝，应爆破拆除重建。并找出造成混凝土重建的原因。大体积混凝土局部出现的不危及安全的裂缝，经过技术处理，可以使用。
五、水工混凝土工程的缺陷修补方法
1、开槽法修补裂缝。对于那些裂缝不深的混凝土构件，采用环氧树脂填补处理构件。环氧树脂成分比例为环氧树脂：聚硫橡胶：水泥：砂=10：3：12.5：28。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀。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。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分钟左右完成。嵌入后的砂浆养护：砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、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。
2、注浆法修补裂缝。低压注浆法适用于宽度为0.2mm-0.3mm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分钟后，揭去胶布条。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二天进行。操作时先用补缝器吸取注浆液，插上注浆嘴，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，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
3、浸刷覆盖法修补裂缝。水工混凝土构件常在水压渗透环境中进行使用。它们表面常有混凝土干缩造成的细微裂缝（一般宽度小于0.2mm）。这种裂缝深度浅，深度未达到钢筋表面的发丝裂缝，是一种不透水的裂缝。为了限制这种裂缝的开展，在构件表面浸刷涂抹加温后的环氧树脂配置液，是环氧树脂液浸入细微裂缝中，限制裂缝的开展，提高挡水建筑物的防渗性能。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。
参考文献
[1]GB50010-2002《混凝土结构设计规范》北京：中国建筑工业出版社
[2]GBJ10-89《混凝土结构设计规范》北京：中国建筑工业出版社1996
[3]王铁梦。《工程结构裂缝控制》北京：中国建筑工业出版社1997
《浅谈水工混凝土裂缝产生原因及控制处理》
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文章名称： 浅谈水工混凝土裂缝产生原因及控制处理
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