中小型水利工程混凝土施工通病與預(yù)防

連華

（黑龍江省水利第五工程處，黑龍江 綏化 152000）

1 前言

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，帶動了水利建設(shè)的持續(xù)發(fā)展?；炷烈蚱淙〔膹V泛，抗壓強(qiáng)度高，可澆注成各種外形，并且耐火性好，不易風(fēng)化，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，成為當(dāng)今水利建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑工程用材之一。由于混凝土施工過程中容易遇到各種問題，以及其本身變形的情況，硬化成型的混凝土中容易存在著微孔隙、氣穴和微小裂縫。這些微小裂縫的存在會使內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生一定程度的腐蝕現(xiàn)象，大大降低了鋼筋混凝土材料的承載能力、抗?jié)B能力和耐久性。本文針對水工建筑混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因進(jìn)行分析，并提出防治技術(shù)。

2 水工混凝土裂縫的危害

混凝土裂縫將使水工建筑物產(chǎn)生滲漏，滲漏的結(jié)果，一方面在壓力水作用下使裂縫逐步擴(kuò)寬和發(fā)展;另一方面當(dāng)水滲入混凝土內(nèi)部后首先會引起水解破壞，并可能由此導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物的破壞。根據(jù)調(diào)查，由裂縫引起的各種不利結(jié)果中，滲漏水占60%。由于混凝土碳化會加劇混凝土收縮開裂，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物破壞?；炷亮芽p的存在，能使空氣中的二氧化碳極易滲透到混凝土內(nèi)部與水泥的某些水化產(chǎn)物相互作用形成碳酸鈣，這就是常說的混凝土碳化。在潮濕的環(huán)境下二氧化碳能與水泥中的化學(xué)成分相互作用，使混凝土的堿度降低，使鋼筋純化膜遭受破壞，當(dāng)水和空氣同時(shí)期滲入，鋼筋就產(chǎn)生銹蝕。混凝土的裂縫還會使混凝土對鋼筋的保護(hù)作用削弱，在裂縫部位，水拉性能減弱，裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，形成更大的危害。綜上，混凝土裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性具有直接的影響，會降低混凝土結(jié)構(gòu)物結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性。輕則影響建筑物外觀和正常使用，嚴(yán)重的貫穿性裂縫甚至可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)物的完全破壞。

3 水利施工中混凝土裂縫形成的原因

3.1 材料質(zhì)量問題

材料質(zhì)量問題引起的裂縫較常見的原因是水泥、砂、石等質(zhì)量不好。如果水泥的強(qiáng)度不夠，水泥受潮或超期，使混凝土強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)值，就可能導(dǎo)致混凝土開裂。只有把好材料的質(zhì)量關(guān)，工程質(zhì)量才能在根本上得到保證。

3.2 混凝土配比問題

混凝土配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)會直接影響混凝土的抗拉強(qiáng)度，是造成其開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)?，這幾個因素是互相關(guān)聯(lián)的。

3.3 施工中的問題

由于施工原因造成裂縫出現(xiàn)的因素很多。水分蒸發(fā)、水泥結(jié)石和混凝土干縮通常是導(dǎo)致混凝土裂縫的重要原因。模板構(gòu)造不當(dāng)，漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過拆模等都有可能造成混凝土開裂。因此混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆灌、振實(shí)各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂縫產(chǎn)生的直接或間接原因。

4 控制混凝土裂縫的具體措施

4.1 混凝土配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)

摻入粉煤灰，選擇減水劑，保證泵送流動度。采集原材料進(jìn)行試拌，盡可能地減少水泥用量，添加I級粉煤灰，將水膠比控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)，粗骨料采用二級配。摻入適量的粉煤灰對改善混凝土的和易性，降低溫升，減少收縮，提高抗侵蝕具有良好的作用。

4.2 原材料的選擇

砂料細(xì)度模數(shù)控制在2.4以上，含泥量控制在1%內(nèi)。碎石針片狀控制在10%以內(nèi)，含泥量控制在1%內(nèi)，盡可能使用低水熱化水泥，控制原材料的質(zhì)量不使混凝土產(chǎn)生收縮。

4.3 施工安排

混凝土的澆筑盡可能避開高溫、曝曬、多風(fēng)、降溫的天氣，若需要上述條件下施工時(shí)必須有相應(yīng)遮擋、保溫措施。

4.4 施工過程控制

二次振搗法消除混凝土沉縮裂縫。對于澆筑后坍落度已經(jīng)消失開始初凝的混凝土進(jìn)行二次振搗，混凝土?xí)匦乱夯?，能較好地消除粗骨料、鋼筋下面的水膜，消除沉縮收縮量。泵送混凝土特別需要二次振搗。二次壓光消除混凝土塑性收縮裂縫。此種裂縫是混凝土表面水分散失引起的，發(fā)生在混凝土初凝至終凝期間，消除此種裂縫應(yīng)使用機(jī)械抹光機(jī)進(jìn)行大面積、高強(qiáng)度的提漿抹光，然后使用機(jī)械收光機(jī)進(jìn)行大面積、高強(qiáng)度的收光，將極大地提高混凝土的平整度和表面強(qiáng)度，在混凝土終凝前再進(jìn)行二次入工抹壓收光?？刂萍s束裂縫的措施?；炷良s束裂縫的產(chǎn)生是混凝土內(nèi)外溫差過大或收縮引起的約束拉力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度，在混凝土內(nèi)外溫差過大、氣溫驟降時(shí)，及時(shí)采取保溫、保濕措施，加強(qiáng)測溫和氣溫預(yù)報(bào)，做到防護(hù)及時(shí)。閘墩下部與底板同時(shí)澆筑或盡量縮短閘墩與閘底板之間澆筑的時(shí)間間隔，可有效控制閘墩裂縫發(fā)生。

4.5 混凝土干縮裂縫的控制措施

混凝土存在空隙產(chǎn)生濕脹干縮，加強(qiáng)振搗使之密，清除混凝土中的泌水，加強(qiáng)表面的抹壓收，摻加優(yōu)質(zhì)粉煤灰，降低水灰比，可有效地制混凝土濕脹干縮裂縫產(chǎn)生。

4.6 混凝土內(nèi)部的溫度控制

大體積混凝土內(nèi)部埋設(shè)熱電禍測溫，掌握混凝土內(nèi)部的溫升變化及內(nèi)部最高溫度的發(fā)生時(shí)間，通過蓄熱保溫使混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。常采用兩層農(nóng)膜加干鋪兩層草袋的做法。

4.7 混凝土的養(yǎng)護(hù)和表面保護(hù)

良好的養(yǎng)護(hù)可使混凝土保持或接近飽和狀態(tài)，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂縫發(fā)生的措施之一，一般保溫保濕養(yǎng)護(hù)不得少于14d。

5 水利工程構(gòu)筑物已產(chǎn)生裂縫修補(bǔ)法

國內(nèi)外學(xué)者把裂縫分為死縫、活縫和增長縫等3種。對于死縫可以采用剛性材料填充修補(bǔ);對活縫則采用彈性材料修補(bǔ);對于增長縫，必須消除引發(fā)裂縫的因素。裂縫修補(bǔ)除了要恢復(fù)防水性和耐久性為目的之外，還要從結(jié)構(gòu)安全及美觀角度出發(fā)進(jìn)行修補(bǔ)，當(dāng)前的修補(bǔ)方法主要有以下三大類。

5.1 充填法

對于裂縫寬度大于0.smm的裂縫，沿裂縫處鑿成“U”形或“V”形槽，槽頂寬約 10cm，在槽中充填密封材料。充填材料采用水泥砂漿、環(huán)氧砂漿、彈性環(huán)氧砂漿、聚合物水泥砂漿等。如果鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋已經(jīng)銹蝕，則將混凝土鑿開到能夠處理已經(jīng)生銹的鋼筋部分，將鋼筋除銹，再在槽中充填水泥砂漿或環(huán)氧樹脂砂漿等材料。

5.2 注入法

注入法分壓力注入法(灌漿法)與真空吸入法兩種。灌漿法適應(yīng)于較深較細(xì)的裂縫，而真空注入法則利用真空泵使縫內(nèi)形成真空，將漿材注入縫內(nèi)，該方法適應(yīng)于各種表面裂縫的修補(bǔ)。灌漿材料有水泥漿材、普通環(huán)氧漿材、彈性聚氨酷漿材、水溶性聚氨酉旨漿材等。

5.3 表面覆蓋法

在細(xì)微裂縫表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性為目的的修補(bǔ)方法。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法。施工時(shí)，首先用鋼絲刷將混凝土表面打毛，清理表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面氣孔，再用修補(bǔ)材料覆蓋表面。

6 結(jié)論

裂縫是水利建筑物混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會降低水利建筑物的抗?jié)B能力，影響水利建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響水利建筑物的承載能力。所以，必須對混凝土裂縫進(jìn)行深入細(xì)致的調(diào)查研究，區(qū)別對待，在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，以保證水利工程建筑物的構(gòu)件的安全、穩(wěn)定、經(jīng)久、耐用。

[1]全國監(jiān)理工程師培訓(xùn)教材編寫委員會.工程建設(shè)質(zhì)量控制.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1999.

[2]毛鶴琴等.工程建設(shè)質(zhì)量控制.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1997.

[3]劉偉工程質(zhì)量管理與系統(tǒng)控制武漢:武漢大學(xué)出版社,2004.1.

[4]水電水利工程施工監(jiān)理規(guī)范DL/T5111-20002000-11-03.