剖析水利水电工程混凝土裂缝控制及修补办法

摘要：随着我国社会经济水平的不断提高，水利水电工程建设在规模上、数量上都达到了建国以来的最高水平；由于混凝土本身为透水介质，因而在水利工程中发生渗漏的情况是不可避免的。由于渗漏的作用，使得有压水渗入混凝土结构内部，这种现象不仅会降低水工建筑物的抗渗能力，而且会引起钢筋的锈蚀，影响水工建筑物的承载能力，危及水工建筑物的结构的稳定性。所以分析裂缝的成因，探讨防治措施，对水利工程建筑物的应用有着极其重要的意义。本文在此从混凝土裂缝产生的原因出发，在此基础上提出了几点修补方法。

关键词：水利水电；混凝土；裂缝；修补办法

Abstract: along with the social economy level of our country continues to improve, the construction of water conservancy and hydropower engineering has reached its highest level since the founding in size, number of; because concrete is porous media, so the leakage in the hydraulic engineering situation is inevitable. Because leakage effect, makes the internal water pressure infiltration of concrete structure, this phenomenon will not only reduce the water impermeability, but also will cause corrosion of steel, influence the bearing capacity of hydraulic structures, stability, endanger the water structure. So the analysis of crack causes, prevention and control measures, has important significance of application of hydraulic engineering. This article from the reasons of concrete crack, puts forward some mending method.

Keywords: Water Conservancy and hydropower; concrete; crack; repair methods

混凝土主要由砂石骨料、水泥、水及其它外加材料混合而成的非均质脆性材料被广泛的应用于水利工程建设中，但由于混凝土有均匀性比较差、离散性大的特点在使用特别容易出现裂缝。在水利工程建设中混凝土裂缝是一种比较常见的病害之一，对建筑物的危害比较大;我们必须要加以深入的研究与探讨，预防和控制裂缝的产生，不断提升水利工程建设的整体质量。

一、水利工程中出现混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝的出现会降低混凝土结构物结构强度和整体稳定性，轻则影响建筑物的外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。混凝土裂缝导致的直接结果就是使水体建筑物产生渗漏，一旦发生渗漏，在水压力的作用下，裂缝的宽度会随着时间的加长而逐步变宽;另一方面当水渗入混凝土内部后，首先会引起水解破坏，导致混凝土结构物遭到严重破坏，空气中的二氧化碳会随着裂缝的深度而进入混凝土内部与水泥的水化产物相互作用而形成碳酸钙物质，就是常说的混凝土碳化，直接影响工程质量。在比较潮湿的环境下混凝土中的钢筋纯化膜容易遭受破坏，当水和空气同时期渗入，钢筋就产生锈蚀，钢筋锈蚀后体积膨胀，进一步加剧了混凝土裂缝的扩大，对整个工程形成了更大的危害。

二、水工混凝土结构裂缝产生的原因

按裂缝产生的原因划分有：由外荷载引起的裂缝；由变形引起的裂缝；由施工操作引起的裂缝。水工建筑物产生裂缝的主要原因如下：

1、大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，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、在厚度较大的构件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂缝。

4、当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积胀缩，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。

5、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3倍，从而使混凝土涨裂产生裂缝。

6、在炎热的大风天气，混凝土表面水分蒸发过快，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。

7、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。

8、当钢筋混凝土处于不利环境中，例如：侵蚀性水，由于混凝土保护层厚度有限，特别是当混凝土密实性不良，环境中的氯离子等和溶于水中的氧离子会使混凝土中的钢筋生锈，生成氧化铁，氧化铁的体积比原来金属的体积大得多，铁锈体积膨胀，对周围混凝土挤压，使混凝土胀裂。三、水利工程混凝土的施工工艺及其质量控制

一般而言，水利工程混凝土的施工工艺主要包括作业准备、混凝土运输、混凝土浇筑、混凝土振捣、找平以及养护等内容，具体表现如下：

1、作业前的准备和运输

在这一工艺环节，最主要是的工作就是将待施工的区域打扫干净，以免有灰尘和杂物混入其中，进而影响混凝土的施工质量。将相关的施工设备运至指定地点并做好性能检查工作，保证随时都能正常运行。除此之外，就是要拌制好的混凝土运输环节。这一工艺环节最重要的是保证混凝土的供应流畅，杜绝出现中断现象。最好选用混凝土泵等输送机械，准备充足的混凝土输送泵，从而保证混凝土供给的连续性。

2、浇筑混凝土

工程底板的混凝土浇筑要严格按照工序进行。一般而言，后浇带的宽度为一米，施工的缝隙要留在这一后浇带上，同时，在外墙的吊模部分应在高出底板0.3米处预留水平缝，并且底板的梁吊模要高出底板0.35至0.75米，该部分要等到底板浇筑并捣实两小时后方可进行浇筑。每一段工程的混凝土浇筑要保持连续性，在振捣棒保持有效震动长度的基础上，可采用分排的方式进行浇筑，特别需要注意的是不能留有施工冷缝。从这一工艺上来看，混凝土浇筑质量的好坏很大程度上决定着整个工程的施工质量。

3、混凝土振捣

水利工程混凝土施工过程中往往采用机械进行振捣，由于经常使用输送泵传送混凝土材料，因此可以保证其良好的坍落度与流动性。同时，可以采用斜面分两层布料的施工工艺，即在一个坡度上，在面积较小的交叉部位，应当从其四周插入振捣棒;对于面积较大的交叉部位，应当在帮扎钢筋时注意其之间的间隔，一般保持在五米左右。在绑扎钢筋时，可用直径为4.8厘米的钢管作为插管，等钢筋绑扎完之后再将其拔出，这样就可以预留一些插棒孔。

4、找平和养护

水利工程混凝土的施工过程中，一般都用木抹子或者长木杠来找平，就是将混凝土表层的附浆进行集中并赶到一处，通过人工将其清理，此时进行第一次找平，其目的是将其表面的平整度保持在一定的要求范围之内。第二次进行找平的目的在于清除混凝土表面上的微小收缩缝，这是找平的最后一道工序。混凝土施工后的养护也非常重要，它是水利工程大体积混凝土施工过程中的一项非常关键的工作。实施养护工作主要是为了保持混凝土结构的适宜温度与湿度，从而便于控制混凝土结构内外的温差，从而增加混凝土的强度、防止其出现裂缝。实践中，对于大面积的底板面进行养护，可采用塑料簿膜进行第一次铺盖，第二层可使用稻草、草毡等作为保温和保湿材料。

四、水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法

1、表面修补法

在裂缝的表面涂水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝表面粘贴玻璃丝布等措施。表面修补法主要适用于对表面裂缝和深度裂缝的处理。

2、充填法

对于裂缝宽度大于0.5mm 的裂缝，沿裂缝处凿成““u”形或“V” 形槽，槽顶宽约10 mm ，在槽中充填密封材料。 充填材料采用水泥砂浆环氧砂浆弹性环氧砂浆聚合物水泥砂浆等如果钢筋混凝土结构中钢筋已经锈蚀，则将混凝土凿开到能够处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆 或环氧树脂砂浆等材料。

3、灌浆法

灌浆法主要适用于对于结构整体有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补，多应于较深、较细的裂缝。灌浆材料有水泥浆材普通环氧浆材弹性聚氨酯浆材水溶性聚氨酯浆材等。

4、结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构坚固中常用的主要有以下几种方法：

4.1加大混凝土结构的截面积。

4.2在构件的角部外包型钢。

4.3采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土剂加固。

5、混凝土置换法

混凝土置换法普遍用于处理严重损坏的混凝土的一种有效方法，它是将损坏的混凝土去掉后置换新的混凝土或其它材料，常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

结束语

水工建筑构筑物的结构安全和防渗等主要由混凝土承担，因此混凝土的质量极其重要。因此，减少和控制混凝土裂缝的产生和扩展，对提高混凝土结构的质量，进而提升水工建筑物的安全起着极为重要的作用，必须加以重视。