水利水電工程施工中的混凝土裂縫防治技術

邱明路

（精河下天吉水利樞紐二期工程建管局，新疆 博爾塔拉 833400）

0 引言

在水利水電工程中，混凝土是最主要的施工材料，只有保證混凝土的質量，才能有效提高水利水電工程質量。由此可見，混凝土的質量控制在施工過程中屬于重要環(huán)節(jié)。其中，常見的混凝土裂縫類型包括溫度裂縫、沉陷裂縫、塑性收縮裂縫等。對此，相關工作人員不僅要積極主動地采取一些有效的混凝土防裂修補方法，還要在施工的全過程重點關注混凝土的情況，減少內外界因素對其造成的不良影響。

1 常見的混凝土裂縫類型

（1）溫度裂縫。在施工過程中，氣溫出現(xiàn)較大差異時，就會導致混凝土內部結構混亂，進而出現(xiàn)裂縫問題。首先，水泥在澆筑的過程中（圖1），會有大量的熱量產(chǎn)生，如果散熱不及時，會導致混凝土內部和外部的溫度不平衡，形成溫度應力。若是當時混凝土的強度與溫度不一致，會導致后期混凝土出現(xiàn)裂縫等問題。其次，混凝土與外界環(huán)境的接觸空間有限，如果澆筑速度過快，會導致混凝土不能及時高效地將溫度控制在規(guī)定范圍內，通過熱脹冷縮原理，導致混凝土發(fā)生裂痕。最后，在養(yǎng)護過程中，外界的溫度驟然降低，不能使剛剛成型的混凝土循序漸進的散熱，依然會導致混凝土的表面出現(xiàn)裂痕。雖然由于外界溫度因素造成的裂痕情況影響較小，但是為了控制可能存在的風險所引起的不良后果，相關工作人員還是應該認真對待，積極養(yǎng)護[1]。

圖1 澆筑混凝土

（2）沉陷裂縫。①水利水電工程的建設環(huán)境比較特殊，在選擇地基時，一般會選在土質不均勻的地方。這對于混凝土施工來說，比較困難，一旦處理不當就會出現(xiàn)沉陷裂縫的問題，存在嚴重的安全隱患。對此，為了有效避免這一不良情況，相關工作人員應該加強混凝土的建設，提高混凝土的硬度和質量，保證水利水電工程的安全且穩(wěn)定。②在建筑物投入使用之后，經(jīng)過長期的浸泡，加上建筑物自身的重量，會出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，若是未能及時的發(fā)現(xiàn)并處理，會導致混黏土出現(xiàn)大面積斷裂、塌陷等不良情況。③由于冬季天氣寒冷，溫度驟低，會將土層凍住，進而出現(xiàn)沉降問題。所以，在實際工作過程中，施工單位需要考慮天氣原因，盡量在適宜的天氣內完成混凝土的建設。如果無法避免，可以適當采取有效防護措施。

（3）塑性收縮裂縫。在完成混凝土澆筑工作之后，需要等待凝固，但是在這期間，若是未能做好相關工作，混凝土就有可能發(fā)生塑性收縮裂縫的問題，導致后續(xù)工作不能順利進行。由于混凝土中會存在大量的水分，雖然在外界的環(huán)境的影響下會不斷的蒸發(fā)掉，但是會導致混凝土中的水分不足，嚴重影響混凝土的凝固情況。其主要表現(xiàn)為體積收縮，而且在混凝土的表面上出現(xiàn)收縮裂痕，這不僅影響美觀，還會帶來一定的安全問題。因為高溫和涼風都會迅速地將混凝土中的水分蒸發(fā)，所以，一般會在高溫天氣或者大風天氣中出現(xiàn)這種情況。基于此，施工人員應該格外重視外界的天氣情況變化[2]。

2 混凝土防裂的修補方法

2.1 表面修補法

首先，該種方法比較適用于結構穩(wěn)定且承載能力不變的混凝土，雖然混凝土出現(xiàn)裂縫，但是其存在的危險系數(shù)較低，只需要對其表面重新涂抹泥漿或者瀝青等防腐材料就可以。與此同時，為了防止混凝土的裂縫處再次開裂，可以根據(jù)實際情況，適當?shù)脑诹芽p處粘貼玻璃纖維布。其次，由于該種方法操作簡單，易上手，所以成為大部分施工人員最常用的混凝土防裂修補法。當混凝土裂縫縫寬大于0.1mm，且裂縫數(shù)量不多，分散在各處時，可以使用壓膜環(huán)氧膠泥進行修補。最后，對于裂縫較大，需要縫合時?？梢栽诨炷亮芽p的兩端進行鑿空，然后使用金屬板或者U 型鋼筋進行連接（圖2），再用環(huán)氧樹脂砂漿進行固錨。

圖2 修補混凝土裂縫

2.2 仿生自愈合法

該種方法是一種新型的解決混凝土裂縫問題的方法，其主要引用了生物受創(chuàng)時通過自動分泌某種物質逐漸愈合的原理。在混凝土出現(xiàn)裂縫時，其內部的特殊組合成分會自動形成仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，將混凝土的裂縫進行有效的融合。但是由于該種方法在實際應用過程中還有一些問題需要解決，例如，注入粘結劑的速度和方式，膠囊或者纖維與混凝土的相容性等問題，都需要慎重的考慮和處理。另外，因為混凝土出現(xiàn)裂痕屬于常見現(xiàn)象，所以相關工作人員不僅需要控制影響混凝土質量的內外因素，還應該積極主動地研究修補混凝土裂痕的方法，確保每一種類型的裂痕都能得到有針對性的解決，進而提高混凝土的承載能力和抗?jié)B能力，進一步保證水利水電工程的安全性和穩(wěn)定性[3]。

2.3 灌漿、嵌縫封堵法

一方面，灌漿法比較適合有防滲要求，或者混凝土的整體性受到了破壞的混凝土裂縫修補工作。所以，相關工作人員在應用該種方法之前，需要提前分析混凝土的裂縫情況以及施工單位的要求。另外，該種方法主要是通過壓力設備把交接材料填充到裂縫里，確?？梢苑舛录庸?，切實有效地提高混凝土的整體性。其中，混凝土的膠結材料包括聚氨酯、環(huán)氧樹脂、水泥漿等。

另一方面，在混凝土裂縫封堵方法中，嵌縫法是施工人員常用的技術之一，其具體操作方法如下，首先沿著混凝土的裂縫鑿一個凹槽，然后為了切實有效的封閉混凝土的裂縫，需要在凹槽中嵌填剛性止水材料或者塑性材料。其中，對于剛性止水材料，施工人員普遍會選擇聚合物水泥砂漿；對于塑性材料，施工人員一般會選取丁基橡膠、聚氯乙烯膠泥等材料。

3 在水利水電工程中混凝土防裂的有效措施和方案

3.1 重視混凝土溫度控制

首先，外界的溫度會對混凝土造成嚴重的不良影響，所以，在澆筑、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)中，施工人員都要進行嚴格的把控與管理，確?？梢杂行p少外界溫度對于混凝土成型的不良影響。其次，由于在攪拌和澆筑混凝土時，會產(chǎn)生大量的熱量，這會導致混凝土內外溫差較大，導致在凝固時出現(xiàn)裂縫。基于此，相關工作人員需要積極主動的采取一定的措施，例如，通過物理方法，相關工作人員可以在澆筑混凝土之前，將水管埋設在周圍，確保可以在澆筑的過程中，通過水管切實有效地將泥漿的溫度降低，進而有效避免內外溫差過大，導致混凝土開裂。與此同時，還可以適當?shù)丶尤胝駬v技術，在振搗的過程中，不僅會減少氣泡的產(chǎn)生，還會保證泥漿受力均勻。最后，為了有效避免混凝土內外溫差較大造成裂縫問題，施工單位需要盡量避免選在過冷或者過熱的天氣進行施工。拆模時間也需要合理控制，為了減少水分的蒸發(fā)，加快散熱，可以在上層進行灑水，然后內部通過散熱管道進行雙重散熱[4]。

3.2 嚴格檢查原材料質量

因為混凝土的原材料也會導致混凝土出現(xiàn)裂縫，所以原材料是混凝土質量的保證，在施工之前，相關工作人員必須全面的檢查混凝土原材料的質量，為后續(xù)工作提供堅實的保障：①采購人員需要嚴格按照水利水電工程的要求和標準進行采買，同時還要選擇品質高，口碑好的合作伙伴，確?？梢赃M行長期的合作，達到雙方共贏。②在原材料進行入庫時，相關工作人員需要進行嚴格的審查，既要檢查原材料廠家的生產(chǎn)資質，還要檢查原材料的品質，其中，可以從原材料的硬度、品質等方面進行有效的核實。③在原材料的存儲方面，相關工作人員需要將其放置在干燥、通風好的地方，保證其在使用時能夠充分發(fā)揮其性能。④在運輸?shù)倪^程中，相關工作人員需要提前清理運輸車，保證運輸車的干凈、整潔，確?？梢宰畲笙薅葍缺ＷC原材料的質量，進而切實有效地防止原材料的質量偏低，致使混凝土出現(xiàn)收縮裂縫的問題。

3.3 科學配比混凝土材料

科學配比混凝土材料，能夠切實有效地保證混凝土的品質，同時也能在一定程度上有效避免裂縫問題的產(chǎn)生。首先，在水利水電工程中，施工人員必須按照相關標準嚴格地把控每一種材料的科學配比，為混凝土提供一個有利的施工條件。另外，為了提高混凝土的和易性，相關工作人員在進行配比時，可以適當?shù)丶尤腽ず蟿┑炔牧稀Ｆ浯?，為了使混凝土得到充分的融合，可以積極地引用振搗技術。由于材料的配比出現(xiàn)偏差會導致泥漿流速過緩，進而形成小規(guī)模的凝固現(xiàn)象。所以，相關工作人員必須嚴格地把控混凝土的配比情況。煤粉灰材料能夠優(yōu)化混凝土的配比，并且減少小規(guī)模凝固的不良情況?；诖?，在配比的過程中，可以適當?shù)丶尤胍欢康拿悍刍也牧?。最后，為了保證混凝土的配比符合標準，相關工作人員可以采取試拌工作，這不僅會減少不必要的損失，還便于及時地調整與優(yōu)化，進一步保證混凝土的質量。若是在溫差較大的地區(qū)或者季節(jié)展開水利水電施工工作，可以為其創(chuàng)造一個適合施工的環(huán)境，例如提前創(chuàng)建一個簡易房等[5]。

3.4 加強混凝土養(yǎng)護工作

混凝土養(yǎng)護工作是最后也是最關鍵的環(huán)節(jié)，同樣不可忽視。為了能夠保證養(yǎng)護工作可以順利進行，并且在最大程度上保證混凝土的使用價值，相關工作人員可以適當?shù)亟柚恍┹o助工具，例如：塑料薄膜、稻草等。與此同時，相關工作人員還需要具有一定的預見意識，通過信息技術以及分析程序，將水利水電工程的施工全過程進行有效的控制。一旦出現(xiàn)裂縫問題，就需要及時地做出調整，為后續(xù)的工作打下堅實的基礎。另外，為了加強整個工程的安全性和穩(wěn)定性，相關工作人員可以適當?shù)丶尤脘摻睿档米⒁獾氖?，新加入的鋼筋不能影響混凝土原有鋼筋的比率，相關工作人員需要充分的考量新鋼筋的直徑、數(shù)據(jù)以及數(shù)量等內容。在所有的工作環(huán)節(jié)中，養(yǎng)護工作最容易被工作人員忽視，同時，還存在部分工作人員只是流于形式，并沒有進行深層養(yǎng)護情況，導致混凝土出現(xiàn)裂痕，之前的工作都“前功盡棄”，既浪費了人力、物力，又浪費了資源。

4 結語

綜上所述，由于混凝土一旦出現(xiàn)裂縫，就表示其內部結構出現(xiàn)了問題，所以在施工的過程中，施工人員應該根據(jù)實際要求，科學地將混凝土的原材料進行配比，為混凝土內部結構的穩(wěn)定性提供堅實的保障。與此同時，在施工之后，還要對混凝土采取細致的養(yǎng)護工作，確?；炷聊軌驖M足水利水電工程的施工標準。對此，相關工作人員必須認識到控制混凝土裂縫問題的嚴重性，將可能存在的問題扼殺在搖籃之中，促使水利水電工程穩(wěn)定發(fā)展。