浅讨水工混凝土施工裂缝的防治技术

摘要：随着我国水利建设工程的快速发展,对其技术的要求也日益提高,在众多技术问题中混凝土裂缝已成水工建筑物的建造和使用过程中的通病问题。本文作者根据自己多年来的实践经验,对水工混凝土裂缝产生的原因及相关的防治技术进行了分析,以供同行参考.
　　关键词：水利建设；混凝土裂缝；通病问题；防治技术
　　1、前言
　　随着我国经济的快速增长，带动了水利建设的持续发展。混凝土因其取材广泛，抗压强度高，可浇注成各种外形，并且耐火性好，不易风化，养护费用低，成为当今水利建筑结构中使用最广泛的建筑工程用材之一。由于混凝土施工过程中容易遇到各种问题，以及其本身变形的情况，硬化成型的混凝土中容易存在着微孔隙、气穴和微小裂缝。这些微小裂缝的存在会使内部的钢筋材料产生一定程度的腐蚀现象，大大降低了钢筋混凝土材料的承载能力、抗渗能力和耐久性。本文针对水工建筑混凝土结构裂缝的成因进行分析，并提出防治技术。
　　2、水利施工中混凝土裂缝的类型
　　2.1干缩裂缝
　　在混凝土养护期结束后的两个星期左右容易出现干缩裂缝。由于混凝土易受外部条件的影响，表面水分损失的多,变形则较大；内部湿度变化小，变形则较小。较大混凝土的表面干缩变形受到内部约束，则产生较大拉应力而产生干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的网状或平行线状浅细裂缝，宽度多在0.05mm～0.2mm之间，较薄的梁板中多沿其短向分布。干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，从而进一步引起钢筋的腐蚀，严重影响混凝土的耐久性和承载力。混凝土干缩程度主要与混凝土的水灰比、水泥的成分和质量、水泥的用量、材料的性质和用量、外加剂的用量等因素有关。
　　2.2塑性收缩裂缝
　　在混凝土凝结之前,其表面因失水较快容易产生的塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝经常在干热或风力较大的天气容易出现,该裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一或互不连贯的状态。裂缝长度最短的一般为20cm～30cm,较长的裂缝可达2m～3m,宽度一般为1mm～5mm。塑性收缩裂缝产生的主要原因有：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小时,受外界条件的影响，如高温或较大风力的天气情况,导致混凝土表面失水过快,从而造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩,而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩,因此产生龟裂。混凝土塑性收缩开裂的主要因素还有混凝土的水灰比、混凝土的凝结时间、外界环境温度、风速、相对湿度等。
　　2.3沉陷裂缝
　　沉陷裂缝主要是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实和浸水而造成不均匀沉降而产生的，模板刚度不够、模板支撑间距过大等因素也可导致沉陷裂缝。此类裂缝多表现为深进或贯穿性裂缝,其裂缝走向多与沉陷情况有关,较小的裂缝一般与地面垂直或沿30°～45°角方向扩展,而较大的沉陷裂缝则有一定的错位,裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后,沉陷裂缝也基本趋于稳定。
　　2.4温度裂缝
　　当混凝土的体积较大时，大量的水化热聚积在混凝土内部不易散发,从而导致混凝土内部温度急剧上升,同时混凝土表面散热较快,这样就容易形成混凝土内外较大的温差,导致内部与外部热胀冷缩程度不同,使混凝土表面产生一定的拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时,在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中就会产生裂缝,这种裂缝多发生在混凝土施工后期。温度裂缝的走向通常无固定规律，大面积结构裂缝常常表现为纵横交错。
　　2.5施工裂缝
　　混凝土构件在制作、脱膜、运输、堆放和吊装过程中,由于多种原因容易产生纵向、横向、斜向、竖向、水平贯穿的各种裂缝。产生施工裂缝的主要原因有：木膜浇筑前未浇水湿透或隔离剂失效、膜板与混凝土粘结、膜板吸水发生膨胀将混凝土拉裂、构件堆放支撑位置与吊装位置不当、构件成型与拆膜时振动过大、运输时受振动冲击等,均能产生裂缝。
　　3、水利施工中混凝土裂缝形成的原因
　　3.1材料质量问题
　　材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好。如果水泥的强度不够，水泥受潮或超期，或砂石料不干净，使混凝土强度达不到设计值，就可能导致混凝土开裂。只有把好材料的质量关，工程质量才能在根本上得到保证。
　　3.2混凝土配比问题
　　混凝土配合比设计不当会直接影响混凝土的抗拉强度，是造成其开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。
　　3.3施工中的问题
　　由于施工原因造成裂缝出现的因素很多。水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。模板构造不当，漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过拆模等都有可能造成混凝土开裂。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂缝产生的直接或间接原因。
　　4、水利施工中混凝土裂缝的防治技术
　　4.1合理设计方案
　　确定各种混凝土的允许裂缝宽度后，根据其裂缝宽度要求进行设计，可以有效的控制混凝土裂缝的产生。同时，适当地加强构造配筋，合理地选用钢筋直径和间距。选用直径细而间距密的配筋方案，能较好的提高混凝土的抗裂性。
　　4.2原料质量达标
　　根据结构的要求选择适宜的混凝土强度等级及水泥品种、等级和级配优良的砂、石原材料，含泥量应符合规范要求。尽量避免采用早强高的水泥，同时可以适当减少水泥的用量，以减少水化热量。
　　4.3加强施工质量
　　在水利施工中混凝土裂缝的防治工作尤为重要，主要体现在对现浇混凝土的早期养护工作。以保证混凝土在早期尽可能少产生收缩，主要是控制好构件的湿润养护，对于大体积混凝土，有条件时宜采用蓄水或流水养护，养护时间为14～28天。对于较大体积混凝土，施工时应充分考虑水泥的水化热问题。除了采取必要的降温措施外，还应尽量避免水化热高峰的集中出现、降低峰值。在混凝土浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施，如表面覆盖薄膜、彩条布、湿麻袋等进行养护，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。对于地下结构混凝土，尽早回填土，对减少裂缝有利。
　　4.4混凝土裂缝表面修补
　　此方法既适用于对承载力没有影响的表面裂缝和深进裂缝的处理,同时也适用于大面积细小裂缝的防渗和防漏处理。当混凝土表面裂缝较多或分布面较广时,通常采用增加一层水泥砂浆或细石混凝土面层的方法进行处理。首先将裂缝附近的混凝土表面凿毛,然后沿深进裂缝凿成深15mm～20mm、宽150mm～200mm的凹槽,再用钢丝刷配以高压水清洗并洒水湿润,然后刷一层水泥砂浆,再用1∶2水泥砂浆分2～3层涂抹,总厚度控制在10mm～20mm左右,并用铁抹压密抹光。最后用水泥净浆及1∶2.5的水泥砂浆交替抹压4～5遍,即可形成刚性防水层，并进行覆盖,同时洒水养护。
　　因此，要保证混凝土施工质量，就当尽量避免和克服施工中的裂缝出现，当出现了裂缝后要认真分析，并及时采取措施修复和整改。