浅析水工混凝土裂缝产生原因与处理-发表论文网

浅析水工混凝土裂缝产生原因与处理
肖玉强
摘要」本文将对水工混凝土裂缝的成因进行分析，并提出预防措施和处理方法。
[关键词]水工混凝土裂缝成因预防处理
一、引言
本人通过多年的设计和施工工作，总结出水工混凝土产生裂缝的原因有以下几个方面：
1.对于大体积混凝土，由于混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，混凝土内外的温差较大，使混凝土的形变超过极限引起裂缝。
2.混凝土在硬化的过程中，由于干燥收缩和自身收缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。
3.混凝土材料方面影响，由于水泥凝结异常，产生异常膨胀，混凝土骨料中含有氯化物和碱骨料的反应引起的裂缝。
4.在施工方面，由于模板支撑不牢固，导致模板变形，混凝土浇筑速度过快，浇筑不均匀，钢筋绑扎不牢固产生移位或钢筋保护层不足等引起裂缝。
5.当有约束时，混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝。由于太阳暴晒产生裂缝也是工程中最常见的现象。
6.混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
7.在炎热的大风天气，混凝土表面蒸发较过快，造成混凝土内部水化热过高，在混凝土浇筑数小时仍处于塑性状态，易产生塑性收缩裂缝。
8.构件超载产生的裂缝，例如：构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸。
9.当结构的基础出现不均匀沉陷，就有可能会产生裂缝，随着沉陷的进一步发展，裂缝会进一步扩大。
二.混凝土裂缝的预防措施
1.设计人员对混凝土工程设计中，要注意到建筑物容易开裂的部位，比如建筑物基础的深浅和基础的承载力不均匀造成的沉降不均匀，在设计中要解决的问题。在构件截面允许、配筋率不变而且在浇筑方便的情况下,钢筋直径越细、间距越小则对预防开裂越有利。同时应提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求，控制外加剂的品种和掺量，确保混凝土收缩与膨胀相抵消；按《规范》要求设置必要的变形缝。
2.混凝土配合比设计时，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能的降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高极拉值”的抗裂混凝土。施工时要严格控制混凝土配合比，计量要准确，坍落度抽检工作要加强，不能流于形式。
3.混凝土施工要注意的几个方面：（1）采取良好的施工方案与预防措施,在施工方案方面应确定一定的浇筑量,施工缝间距、位置及构造、浇筑时间、运输及混凝土振捣等;(2)预防模板变形或下沉，在混凝土浇筑过程中，由于模板支撑系统松弛，引起模板胀鼓，从而混凝土产生裂缝；（3）预防钢筋位置不良或保护层厚度不足，刚筋保护层不足时，混凝土干燥收缩应力集中到保护层部分，混凝土产生裂缝；（4）控制一次浇筑厚度外,分层位置即水平施工缝设留应尽量留在变截面处,或远离受拉钢筋部位而设在混凝土的受拉区；（5）混凝土浇筑时间应避开炎热天气和温差较大的日子，如在高温天气施工，必须做好材料降温措施来控制混凝土入仓温度；（6）配置大体积混凝土宜使用低水化热水泥，如硅酸盐水泥或普通硅酸水泥、矿渣水泥，此外可掺加膨涨剂、适量的粉煤灰等，掺粉煤灰是一项既能减少由温度应力而使大坝开裂的危险，又能提高混凝土某些性能的经济有效的措施；同时要采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于25°。根据构造要求情况配置必要的钢筋起到限裂的作用。
（7）《规范》中要求采用新技术、新工艺、新材料和新设备。很多方面要通过原材料的选用和控制来达到设计要求。在设计时要选用碱活性小的砂石骨料，同时注意选用低碱或无碱外加剂以及选用合适的掺和料抑制碱性骨料反应。
（8）对泵送混凝土，则要在满足其可泵性、和易性的前提下，尽量减小出机时的坍落度、降低砂率、并严格控制骨料的含泥量。
三.混凝土裂缝的处理
通过对裂缝的分析，确定对裂缝作出以下处理方法：
1.手工注入环氧树脂法。确定混凝土表面裂缝宽度，一般裂缝宽度在0.2 mm以上的开裂部位，使用低粘度环氧树脂注入材料，用油脂泵将环氧树脂注入缝内即可。
2.环氧树脂填充法。确定混凝土表面裂缝宽度在1.0mm以下时，预测混凝土表面裂缝发展的可能性较小，可沿着裂缝切成V型和U型口，用可动性环氧树脂填充密封。
3.自动低压注浆法。自动低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm～0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理—试漏—配制注浆液—压力注浆—二次注浆—清理表面。
当裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆。注浆操作一般在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可注浆。操作时先用补缝器吸取注浆液，插入注浆嘴，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆嘴压入裂缝，当相邻的嘴中流出浆液时，就可拔出补缝器，堵上铝铆钉。一般由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满，在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
4.表面覆盖法。这是一种在微细裂缝（一般宽度小于0.2mm）的表面上涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法，这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。
表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异，通常采用弹性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘贴）等。施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面。