水工混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫處理措施

摘 要：水工混凝土結(jié)構(gòu)中不可避免地存在著多多少少的裂縫，這些裂縫給水工建筑物的安全帶來了一定的威脅，嚴(yán)重的還會(huì)給造成一定的經(jīng)濟(jì)損失，威脅著人類的生命。為此，通過深入研究，總結(jié)了裂縫的種類和成因，并提出了一些有效處理裂縫的方法。

關(guān)鍵詞：水工結(jié)構(gòu)；混凝土；裂縫

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2014）11-0183-01

1 引言

水利工程是我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)工程，在水利工程基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)高速發(fā)展的同時(shí)，水工混凝土結(jié)構(gòu)中常存在著一些裂縫，這會(huì)使得建筑物的修理與加固費(fèi)用增加，還會(huì)對(duì)建筑物本身的正常使用造成一定的障礙，使建筑物的使用年限縮短，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)重大事故。因此，對(duì)水工混凝土結(jié)構(gòu)中的一些常見的裂縫進(jìn)行分析和研究是十分有必要的。

2 水工混凝土結(jié)構(gòu)建筑物中的主要裂縫和成因

2.1 沉降裂縫

沉降裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土構(gòu)建的差異以及地基的差異而引起的剪應(yīng)力超過所能承受的最大值而出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象?；炷翝仓?jīng)過振搗后，里面的粗骨料會(huì)沉落下來，擠出水分和空氣，并會(huì)出現(xiàn)豎直方向上的體積縮小沉落，這種沉落受到鋼筋、預(yù)埋件、模版、大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻礙或約束，或混凝土本身各部相互沉降量相差過大而造成的。這種裂縫造成的危害最大，一般很難后期修復(fù)。

2.2 溫度裂縫

溫度裂縫多發(fā)生在混凝土表面，其特點(diǎn)為：裂縫的走向沒有一定的規(guī)律，出面大面積裂縫時(shí)甚至是縱橫交錯(cuò)。這種裂縫基本上取決于溫度，一般多發(fā)于溫度變化較大，特別是大面積的混凝土表面?；炷翝仓螅谟不^程中，水泥水化產(chǎn)生水化熱，從而使混凝土內(nèi)部溫度升高，而混凝土表面因?yàn)闀円箿夭钸^大，散熱不均與，這樣造成內(nèi)外較大的溫差，造成混凝土內(nèi)外熱脹冷縮的程度不同，使得混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力其強(qiáng)度極限時(shí)，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生裂縫，并且裂縫的縫隙參差不齊，走向也通常無一定規(guī)律，受溫度變化較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。這種成因的裂縫會(huì)導(dǎo)致鋼筋的銹蝕使得混凝土碳化，致使抗?jié)B力、抗疲勞能力以及抗凍能力降低。

2.3 干縮裂縫

干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。凝土干縮機(jī)理比較復(fù)雜，最主要的原因是混凝土內(nèi)部空隙水蒸發(fā)變化時(shí)引起的毛細(xì)管引力，水泥水化生成的大量微細(xì)孔隙，在干燥條件下，膠體中自由水逐漸蒸發(fā)產(chǎn)生毛細(xì)管引力，膠體孔隙受到壓縮，膠體的體積隨著水分的蒸發(fā)減少而不斷收縮，從而引起混凝土體積收縮。干縮裂縫多為表面平行狀和網(wǎng)狀的淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間。通常會(huì)影響混凝土的抗?jié)B性和承載力等等?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥用量、骨料性質(zhì)和用量，外加劑的用量等有關(guān)。

2.4 凍脹裂縫

結(jié)構(gòu)、構(gòu)件表面沿主筋、箍筋方向出現(xiàn)寬窄不一的裂縫，深度一般到主筋，主要是由于冬期施工混凝土結(jié)構(gòu)、構(gòu)件未保溫，混凝土早期遭受凍結(jié)，將表層混凝土凍漲，解凍后，鋼筋部位變形仍不能恢復(fù)，而出現(xiàn)裂縫、剝落而產(chǎn)生的裂縫。

3 水工混凝土結(jié)構(gòu)建筑物裂縫的預(yù)防措施

3.1 從結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面來說

在設(shè)計(jì)上要特別注意結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生裂縫的一些部位，如：高跨低跨處等，還應(yīng)考慮到由于地基沉降的不均勻或者結(jié)構(gòu)原因而引起的的薄弱環(huán)節(jié)，并在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件的配筋率不變、截面符合要求而且澆筑方便可行的情況下，所用鋼筋的直徑越細(xì)、間距越小則對(duì)預(yù)防開裂越有利。

3.2 從施工方案與預(yù)防方面來說

施工方案主要確定合適的施工縫隙間距，澆筑量、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間等。垂直施工縫的分割處最好設(shè)在剪應(yīng)力及彎應(yīng)力較小或者變截面處。同時(shí)當(dāng)天氣炎熱時(shí)要對(duì)材料適當(dāng)?shù)慕禍?，以達(dá)到混凝土的入模溫度。水平施工縫應(yīng)盡量遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在混凝土的受拉區(qū)。澆筑時(shí)間不能選在炎熱天氣和晝夜溫差較大的天氣。若必須在炎熱的夏季施工，則應(yīng)做好材料的降溫措施來控制混凝土的入模溫度。

3.3 從施工質(zhì)量方面來說

由于大多數(shù)裂縫都是由于施工質(zhì)量問題而產(chǎn)生的，所以如果在施工階段能很好地抑制裂縫產(chǎn)生，則在使用階段就很少會(huì)出現(xiàn)裂縫了。因此，施工階段是預(yù)防裂縫產(chǎn)生最主要的階段，要留意以下幾個(gè)問題：混凝土的配合比要合適，滿足強(qiáng)度要求、施工要求的情況下，還要考慮從防止產(chǎn)生裂縫的需求出發(fā)；水灰比的選擇要合適，在滿足強(qiáng)度要求下，盡可能地少用水泥；鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確；澆筑和振搗要合理，振搗必須要恰當(dāng)好處。

3.4 從工程養(yǎng)護(hù)方面來說

養(yǎng)護(hù)是施工的最后階段，主要是讓混凝土降溫的過程縮小溫差，以達(dá)到減小應(yīng)力的目的。一般的養(yǎng)護(hù)方法是噴水，這對(duì)于對(duì)一般混凝土結(jié)構(gòu)，減少表面收縮是可行的，但對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，其養(yǎng)護(hù)就不能只局限于常規(guī)方法。具體說，盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或即使回填，以避開外界氣候的影響。養(yǎng)護(hù)期應(yīng)以混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)最快的階段為準(zhǔn)，一般是7～28d，時(shí)間增加幾天效果會(huì)更好。

4 水工混凝土結(jié)構(gòu)建筑物裂縫的處理

4.1 工藝要求

必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量才能使得修補(bǔ)裂縫達(dá)到預(yù)期的效果。因此，在裂縫修補(bǔ)工藝上必須做到：（1）對(duì)修補(bǔ)部位進(jìn)行全面鑿毛處理，清理除去裂縫表面附著物；（2）聚合物砂漿施工嚴(yán)格按配合比進(jìn)行，控制原材料的質(zhì)量，尤其是砂子的含泥量；（3）在施工過程中，要避免帶水作業(yè)；（4）鋼筋綁扎牢固，確保足夠的保護(hù)層厚度；（5）施工溫度在5～30攝氏度；（6）混凝土的養(yǎng)護(hù)要按時(shí)做好，確?；炷恋膹?qiáng)度發(fā)展良好。

4.2 修補(bǔ)時(shí)機(jī)

一般在低水頭或地下水位較低時(shí)進(jìn)行裂縫的修補(bǔ)，且要在適宜于修補(bǔ)材料凝固的溫度或干燥條件下進(jìn)行。對(duì)于易受氣溫影響的裂縫，宜在低濕季節(jié)、裂縫開度中等偏大的情況下修補(bǔ)。對(duì)不受氣溫影響的裂縫，宜在裂縫穩(wěn)定的情況下修補(bǔ)。

4.3 處理方法

（1）表面處理法法。表面修補(bǔ)法是一種簡(jiǎn)單、常見的修補(bǔ)方法。通常的措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響而繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

（2）充填法。用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫，作業(yè)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、或是裂縫中有充填物，以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采取開V型槽，然后作填充處理。

（3）灌漿法。此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。利用壓送設(shè)備（壓力0.2～0.4MPa）將補(bǔ)縫漿液注入砼裂隙，達(dá)到閉塞的目的，該方法屬傳統(tǒng)方法，效果很好。也可利用彈性補(bǔ)縫器將注縫膠注入裂縫，不用電力，十分方便效果也很理想。

（4）電化學(xué)保護(hù)法。電化學(xué)防腐是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長(zhǎng)期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。

5 結(jié)語(yǔ)

由于裂縫的影響，很多水工混凝土建筑物受到著威脅和挑戰(zhàn)，分析裂縫出現(xiàn)的原因，預(yù)防是關(guān)鍵，這需要在設(shè)計(jì)、施工，特別是在施工中加強(qiáng)注意，加強(qiáng)設(shè)計(jì)施工階段的監(jiān)察工作、盡量避免結(jié)構(gòu)裂縫并減少裂縫的數(shù)量、寬度及長(zhǎng)度，確?；炷临|(zhì)量，減少裂縫隱患和威脅，以保證工程的高效、持久、安全。

參考文獻(xiàn)

[1]孫志恒，魯一輝.水工混凝土建筑物的檢測(cè)、評(píng)估與缺陷修補(bǔ)工程應(yīng)用[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2]魯一輝，孫志恒.水工混凝土建筑物病害評(píng)估與修補(bǔ)文集[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2003.

[3]彭圣潔.建筑工程施工組織設(shè)計(jì)實(shí)例應(yīng)用手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

[4]申愛琴.水泥與水泥混凝土[M].北京：人民交通出版社，2007.

[5]覃維祖.結(jié)構(gòu)工程材料[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.