渠道襯砌砼填縫裂縫的成因和防治

黨澤川

寧夏回族自治區(qū)固海揚(yáng)水管理處

在地質(zhì)及土壤質(zhì)地條件差的地段新建及改造渠道，若沒(méi)有很好的防滲止漏措施，將直接威脅渠道的安全運(yùn)行。因此，對(duì)渠道進(jìn)行砼板襯砌，不僅能提高渠道的渠系水利用系數(shù)，還對(duì)渠道的安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。因此，在混凝土施工中，裂縫問(wèn)題應(yīng)引起人們足夠的重視，在渠道施工中，混凝土裂縫直接影響渠道的抗?jié)B性和耐久性，關(guān)系到渠道的安全運(yùn)行。本文重點(diǎn)分析其產(chǎn)生的原因，找出防止裂縫的措施。

1 沉陷（塑性）收縮裂縫

1.1 產(chǎn)生的原因

這種裂縫一般中部較寬,兩端較窄，經(jīng)常出現(xiàn)在混凝土板的邊縫處。這種裂縫產(chǎn)生的原因主要是混凝土的流動(dòng)性不足（混凝土板吸水太快造成邊沿混凝土很快失去流動(dòng)性）、混凝土板邊沿凸凹不平限制了混凝土的均勻下沉或使混凝土不均勻，在凝結(jié)硬化前沒(méi)有沉實(shí)或沉實(shí)度不夠，混凝土發(fā)生沉陷收縮裂縫。同時(shí)也由于重力作用，粗細(xì)骨料以及水泥顆粒比重大，產(chǎn)生沉降；水分比重小，上浮到混凝土表面，產(chǎn)生泌水，混凝土因泌水在粗骨料的下部形成了空隙和水分?；炷恋拿谒彩窃斐伤苄允湛s的直接原因。裂縫一般在混凝土澆筑后1～3小時(shí)出現(xiàn)，裂縫深度可達(dá)到混凝土板的底部。

1.2 防治措施

①對(duì)混凝土板在填縫前應(yīng)進(jìn)行充分的灑水養(yǎng)護(hù)，防止在填縫時(shí)混凝土板邊緣過(guò)快的失水而收縮；② 在滿足澆筑的情況下，應(yīng)盡量減小混凝土的塌落度；③在混凝土運(yùn)輸和澆筑過(guò)程中都應(yīng)緩慢進(jìn)行，不能過(guò)急，防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，影響混凝土的粘聚性；④在混凝土填縫時(shí)應(yīng)盡可能地把混凝土板縫填飽滿，且振搗密實(shí)，用灰抹子抹平，并在壓實(shí)后10～30min內(nèi)(在混凝土尚未凝結(jié)之前表面水基本收干前后)，再次用水抹子進(jìn)行表面拍打液化混凝土，并壓實(shí)抹光。以提高砼的粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。

2 干燥收縮裂縫

2.1 產(chǎn)生的原因

干燥收縮裂縫的主要原因是混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程中較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的水分蒸發(fā)引起的?；炷帘徽J(rèn)為是一種人造的沉積巖，各種顆粒在水的作用下形成一層水膜，水分揮發(fā)使固體顆粒進(jìn)一步靠近，毛細(xì)管進(jìn)一步變細(xì)，增大了水分從混凝土內(nèi)層提升到表面的能力，混凝土的水分在泌水和毛細(xì)管的雙重作用下，使體積收縮，產(chǎn)生裂縫；又由于渠道中的環(huán)境溫度高，風(fēng)速大而且干燥，混凝土表面的水分蒸發(fā)速率大于內(nèi)層毛細(xì)管提升水的速率和泌水的速度，混凝土表面水分得不到補(bǔ)充，表面產(chǎn)生很大的溫度梯度，而此時(shí)混凝土內(nèi)部中心對(duì)外層約束，表現(xiàn)約束的結(jié)果，使外部混凝土受拉應(yīng)力，內(nèi)部混凝土受壓應(yīng)力，造成混凝土表面層的體積收縮大，此時(shí)的混凝土還未產(chǎn)生足夠的強(qiáng)度，收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土就開(kāi)裂。

2.2 影響因素

①原材料的因素：水泥中的各種礦物成分對(duì)干縮影響不一；混凝土中的含泥量和粒徑對(duì)混凝土的收縮有較大的影響，同樣，石子中的含泥量對(duì)混凝土的收縮也極為不利；混凝土中的粗骨料是抵抗收縮的主要材料，在條件相同的情況下，混凝土的干縮隨著砂率的增大而增大，砂率降低增加粗骨料用量對(duì)控制混凝土裂縫有顯著效果。

②混凝土的配合比：混凝土的干燥收縮受用水量的影響最大，在水泥用量一定的條件下，混凝土的干燥收縮和用水量成正比，隨著用水量增加而增大。

③外加劑：在混凝土中加入8%～15%的UEA膨脹劑，加入膨脹劑后，可使混凝土在水化反應(yīng)過(guò)程中生成大量的結(jié)晶水化物——鈣礬石(3CaOAI2O3·3CaSO4·52H2O)，使混凝土中的大孔減少，總的空隙率降低，而受約束的膨脹剛好能補(bǔ)償混凝土的收縮，因而增強(qiáng)混凝土的密實(shí)度，提高混凝土的強(qiáng)度，增強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性。要使膨脹劑充分發(fā)揮作用，必須在充分養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上才能達(dá)到。在渠道中如果不用草袋覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)或澆水養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，加入膨脹劑后混凝土還會(huì)出現(xiàn)較大的收縮，尤其是渠道中溫度高、風(fēng)大的情況下，更應(yīng)注意養(yǎng)護(hù)，如果混凝土中的膨脹劑得不到充分的水分，根本達(dá)不到應(yīng)有的膨脹效果，同樣會(huì)出現(xiàn)裂縫。因此，覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)對(duì)補(bǔ)償混凝土來(lái)說(shuō)也是非常重要的。

④環(huán)境因素：試驗(yàn)證明，在氣候干燥或大風(fēng)季節(jié)，混凝土澆筑不覆蓋會(huì)立即干裂，因此，在填縫完成的砼表面灑水覆蓋對(duì)防止混凝土的干裂也十分重要。

2.3 防止裂縫的技術(shù)措施

① 材料的選擇

水泥:：合理選用水泥品種、品牌，盡可能的采用礦渣硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥等收縮變形小的水泥。

砂：采用細(xì)度模數(shù)m在2.8 ~ 3.0之間的中砂，不宜用細(xì)砂，并嚴(yán)格控制含泥量不大于2%。

石子：采用級(jí)配良好的卵石，且石子的最大粒徑為35mm，并控制含泥量不大于1%。

②施工過(guò)程中的控制

i)嚴(yán)格控制混凝土的配合比，必須做到逐盤(pán)計(jì)量，各種原材料，必須控制在計(jì)量誤差范圍內(nèi)，計(jì)量裝置須定期檢查。

ii) 砼攪拌均勻，不離析不泌水。

iii)水是影響混凝土收縮的最主要原因，因此嚴(yán)格控制水灰比對(duì)混凝土的收縮十分重要。在施工中嚴(yán)格控制混凝土的塌落度，現(xiàn)場(chǎng)攪拌不大于2.5cm。

iv)混凝土填縫后最好能覆蓋草袋并灑水養(yǎng)護(hù)，防止大風(fēng)襲擊和陽(yáng)光暴曬，引起表面水分劇烈蒸發(fā)形成收縮。

v)在混凝土中摻入適量膨脹劑且養(yǎng)護(hù)及時(shí)得當(dāng)，可以起到收縮補(bǔ)償作用，有利于防止混凝土裂縫。

3 施工造成的裂縫

由于渠坡基礎(chǔ)沒(méi)有處理好，混凝土板有滑動(dòng)或部分沉降；為了趕進(jìn)度，混凝土板的砂漿墊層強(qiáng)度不夠就取混凝土墊塊填縫，導(dǎo)致混凝土板有滑動(dòng)現(xiàn)象，接茬不良，振搗不密實(shí)，切縫深度不夠等。這幾種裂縫都是由于施工不當(dāng)造成的裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

渠道襯砌砼填縫裂縫產(chǎn)生的原因主要有沉陷（塑性）收縮裂縫、干燥收縮裂縫、施工方面造成的裂縫。因此，施工過(guò)程中嚴(yán)格遵照渠道混凝土填縫的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行管理、生產(chǎn)和施工，才能保證混凝土填縫的質(zhì)量。