任延雷 任承捷

混凝土在現(xiàn)代各類工程建設(shè)中起著不可替代的作用，是現(xiàn)代物質(zhì)文明發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。但是由于混凝土施工過程中環(huán)境多變，施工影響因素多，致使混凝土構(gòu)件受到不同程度的損傷，使?jié)沧⒑没蛘谑褂玫幕炷翗?gòu)件出現(xiàn)裂縫，繼而出現(xiàn)裂縫開展、水氣侵入裂縫、凍融變化、鋼筋銹蝕等狀況，危及混凝土構(gòu)件的安全。下面就水工混凝土裂縫產(chǎn)生原因及處理辦法談一些看法。

一、水工混凝土裂縫的種類

水工混凝土是一種特殊受力環(huán)境下的構(gòu)造物。它不只受到風(fēng)吹雨打、太陽(yáng)照射、環(huán)境潮濕的影響，還受到水中環(huán)境的影響。所以水工混凝土構(gòu)件的要求很嚴(yán)格，一般情況下不允許出現(xiàn)裂縫，更不允許出現(xiàn)貫穿性裂縫。水工混凝土裂縫的種類按裂縫的方向、形狀可劃分為水平裂縫、垂直裂縫、橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫以及放射狀裂縫等；按裂縫深度可劃分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫。

二、水工混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.水工混凝土多為少筋混凝土，水工混凝土施工時(shí)，由于混凝土體積大，內(nèi)部產(chǎn)生大量的水化熱得不到充分散發(fā)，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土變形產(chǎn)生裂縫。

2.混凝土在硬化的過程中，干縮引起的體積變形受到約束時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂縫。這種裂縫的寬度有時(shí)會(huì)很大，甚至?xí)灤┱麄€(gè)構(gòu)件。

3.在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落而引起裂縫。

4.當(dāng)構(gòu)件受到約束時(shí)，因溫度變化產(chǎn)生溫度應(yīng)力使混凝土產(chǎn)生裂縫。

5.混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應(yīng)，析出的膠狀堿—硅膠從周圍介質(zhì)中吸水膨脹，體積可增大3倍，從而使?jié)沧⒑玫幕炷馏w積膨脹產(chǎn)生裂縫。

6.氣溫高時(shí)澆注混凝土，由于蒸發(fā)過快，造成混凝土內(nèi)部水化熱過多，在混凝土澆注數(shù)小時(shí)后仍處于塑性狀態(tài)，在這種狀態(tài)下混凝土極易產(chǎn)生塑性收縮變形，使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

7.構(gòu)件超載裂縫。混凝土構(gòu)件在吊裝過程中超載，構(gòu)件受到的集中荷載或均勻荷載超過了設(shè)計(jì)值，使構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，出現(xiàn)垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫；或是在安裝過程中，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延伸。

8.建筑物基礎(chǔ)處理不好，會(huì)產(chǎn)生不均勻沉陷，也有可能產(chǎn)生裂縫。隨著沉陷的發(fā)展，裂縫會(huì)不斷擴(kuò)大。

9.當(dāng)鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，因混凝土保護(hù)層厚度有限，或保護(hù)層被銹蝕剝落，構(gòu)件鋼筋外露受到銹蝕，酸堿離子或溶于水中的氧、氫氧離子使混凝土中的鋼筋產(chǎn)生銹蝕，受力斷面減小。特別是鋼筋混凝土的鋼筋在氧化過程中，生成氧化鐵，由于氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對(duì)周圍混凝土擠壓，造成混凝土脹裂。

三、水工混凝土裂縫的防治措施

為確保水工混凝土穩(wěn)定安全可靠，必須從水工建筑物的設(shè)計(jì)、施工兩個(gè)方面入手抓好防治混凝土裂縫的各項(xiàng)工作，嚴(yán)防水工混凝土出現(xiàn)裂縫。如果建筑物中的水工混凝土構(gòu)件很重要，特別是那些受交變應(yīng)力作用的部位，應(yīng)該拆除、重建，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1.水工建筑物要由有相應(yīng)設(shè)計(jì)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)，堅(jiān)決杜絕無證設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單位應(yīng)該掌握該建筑物所有設(shè)計(jì)資料（地質(zhì)、氣象、建筑物材料等），才能進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.設(shè)計(jì)單位應(yīng)該明確水工混凝土的施工條件，混凝土制作場(chǎng)地必須進(jìn)行硬化，克服運(yùn)輸?shù)跹b產(chǎn)生的構(gòu)件損傷?；炷林谱鳜F(xiàn)場(chǎng)必須風(fēng)、水、電條件齊全，保證混凝土澆注時(shí)，能夠有效控制混凝土的溫度。水工混凝土施工中，常要摻入外加劑，外加劑的品種和數(shù)量在設(shè)計(jì)中要有嚴(yán)格的要求，確保混凝土收縮與膨脹相抵消。按《規(guī)范》要求在設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置必要的變形縫。

3.水工混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要委托有資質(zhì)的試驗(yàn)室進(jìn)行混凝土配合比試配。在混凝土具有良好工作性能的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）、“二摻”（摻高效減水劑和高性能引氣劑）和“一高”（高粉煤灰摻量）的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出“高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高極拉值”的抗裂混凝土。

4.混凝土澆注時(shí)振搗要密實(shí)，構(gòu)件拆模后要覆蓋草簾或鋪草澆水養(yǎng)護(hù)保濕?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)不僅對(duì)防止早期表面裂縫很重要，對(duì)混凝土后期強(qiáng)度的發(fā)展、混凝土的進(jìn)一步成熟和耐久性等也同樣重要。

5.大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如硅酸鹽水泥或普通硅酸水泥、礦渣水泥，此外可摻加膨脹劑、適量的粉煤灰等，以減少因溫度應(yīng)力而產(chǎn)生的大體積混凝土裂縫。同時(shí)要覆蓋塑料薄膜和草袋，以確?；炷羶?nèi)外溫差小于25℃。在設(shè)計(jì)大體積混凝土工程時(shí)，要根據(jù)工程情況進(jìn)行裂縫計(jì)算，并做限制裂縫開展的計(jì)算，根據(jù)混凝土構(gòu)造要求配置必要的構(gòu)造筋，在滿足構(gòu)造要求的同時(shí)限制裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。在設(shè)計(jì)承受滲透壓力大的混凝土結(jié)構(gòu)（如混凝土閘門）時(shí)，要進(jìn)行混凝土抗裂設(shè)計(jì)，選用抗裂性強(qiáng)的鋼筋構(gòu)造（如混凝土鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)），確保混凝土結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫。

6.根據(jù)《規(guī)范》要求，要注意采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備，通過原材料的選用和控制來達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)時(shí)要選用堿活性小的砂石骨料，同時(shí)注意選用低堿或無堿外加劑以及合適的摻和料來抑制堿性骨料反應(yīng)。

7.泵送混凝土要摻加泵送劑，以滿足混凝土的和易性及可泵性。在滿足其可泵性的同時(shí)，應(yīng)盡量減小出機(jī)時(shí)的坍落度，降低砂率，并嚴(yán)格控制骨料的含泥量。

8.在高溫季節(jié)施工時(shí)，要嚴(yán)格控制混凝土的施工溫度，減少混凝土的溫度回升。

四、水工混凝土工程檢驗(yàn)

混凝土構(gòu)件安裝就位前要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，檢查構(gòu)件是否有破損及裂縫。如果構(gòu)件達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，出現(xiàn)危及建筑物安全的裂縫，應(yīng)堅(jiān)決不予使用。如果是大體積混凝土構(gòu)件出現(xiàn)裂縫，要進(jìn)行超聲波儀器探測(cè)，由專家判定裂縫性質(zhì)，并找出造成混凝土產(chǎn)生裂縫的原因。大體積混凝土局部出現(xiàn)的不危及安全的裂縫，經(jīng)過技術(shù)處理，可以使用。

五、水工混凝土裂縫的修補(bǔ)方法

1.開槽法修補(bǔ)裂縫。裂縫不深的混凝土構(gòu)件可采用環(huán)氧樹脂填補(bǔ)處理。環(huán)氧樹脂成分比例為環(huán)氧樹脂∶聚硫橡膠∶水泥∶砂=10∶3∶12.5∶28。首先將砂、水泥按比例配好攪拌均勻，再摻入按配比拌勻的環(huán)氧樹脂、聚硫橡膠，并進(jìn)行攪拌，最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度。將改性環(huán)氧樹脂砂漿及時(shí)嵌入混凝土鑿槽內(nèi)，在2h內(nèi)用毛氈、麻袋覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護(hù)。

2.低壓注漿法修補(bǔ)裂縫。低壓注漿法適用于寬度為0.2～0.3mm的混凝土裂縫。修補(bǔ)工序如下：裂縫清理→試漏→配制注漿液→壓力注漿→二次注漿→清理表面。

當(dāng)裂縫數(shù)量較多時(shí)，先要在裂縫位置上貼醫(yī)用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉。大約10min后，揭去膠布條，露出小縫。固化后周邊可能有裂口，必須反復(fù)用漿補(bǔ)上，避免漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進(jìn)行，若氣溫較高，半天就可注漿。操作時(shí)先用補(bǔ)縫器將漿液壓入裂縫，并堵上鋁鉚釘。為了保證漿液充滿，在注漿后約0.5h可以對(duì)每個(gè)注漿嘴再次補(bǔ)漿。

3.表面浸刷覆蓋法修補(bǔ)裂縫。水工混凝土構(gòu)件常在水壓滲透環(huán)境中進(jìn)行使用，表面常有混凝土干縮造成的細(xì)微裂縫（寬度一般小于0.2mm）。這種裂縫淺，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，是一種不透水的裂縫。為了限制這種裂縫的開展，在構(gòu)件表面浸刷涂抹加溫后的環(huán)氧樹脂配置液，使環(huán)氧樹脂液浸入細(xì)微裂縫中，限制裂縫的開展，提高擋水建筑物的防滲性能。

六、結(jié)語(yǔ)

裂縫是水工混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，會(huì)引起鋼筋的銹蝕和混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響水利工程的安全使用，因此要對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對(duì)待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并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，保證水利工程和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作■