浅谈水工建筑物混凝土裂缝成因及防治对策

摘要：混凝土裂缝问题是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题,也是影响建筑工程质量的主要因素之一。因此，必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究，探讨裂缝的成因和防治措施，从而更好地防治裂缝，提高工程质量。

关健字：水工建筑物，裂缝，渗漏

中图分类号： TV698 文献标识码： A 文章编号：

1．水工混凝土裂缝的危害

1．1混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏。渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展；另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。

1.2混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。

1．3混凝土裂缝对混凝土结构物的结构强度和稳定性具有直接的影响。会降低混凝土结构物的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。

2．常见裂缝类型

2．1根据水工混凝土建筑物的结构性特点和所处工作环境的不同，常见裂缝主要有塑性收缩裂缝、沉降收缩裂缝、凝缩裂缝、冻胀裂缝等类型。

①塑性收缩裂缝。裂缝多在新浇筑并暴露于空气中的结构表面出现，形状很规则，且长短不一， 互不连贯，裂缝较浅，类似于干燥的泥浆面。大多在混凝土初凝后，一般在浇筑后4个小时左右，当外界气温高，风速大，气候很干燥的的情况下出现。

② 沉降收缩裂缝。结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现，或在埋设件的附近出现。裂缝呈梭形，宽度1―4mm，深度不大，一般到钢筋上表面为止。多在混凝土浇筑后发生，混凝土硬化后停止。

③凝缩裂缝。混凝土表面呈现碎小的六角形花纹状裂缝，裂缝很浅，常在初凝期间出现。

④冻涨裂缝。构件表面沿主筋、箍筋方向出现宽窄不一的裂缝，深度一般到主筋。

2．2根据水工混凝土建筑物裂缝的成因可分为：沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝、施工缝、滑坡缝、冰冻缝、振动缝等。

① 干缩及冰冻裂缝。此类裂缝多产生在土体表面，呈龟纹状，危害性并不大。

② 沉陷裂缝。此类裂缝多产生在坝体与岸坡或河床与台地接合段、坝体合龙段、分区或分期填土交接处、坝下埋管部位、坝体与溢洪道边墙接触部位以及心墙或斜墙上。

③ 滑坡裂缝。此类裂缝多产生在坝顶、坝肩及背水坡，在水位骤降或地震情况下，迎水坡也可能出现。

④振动裂缝。此类裂缝多产生在坝体与岸坡接合处、坝体与刚性建筑物接合处、坝顶或接近坝顶的坝坡上。

3．水工混凝土裂缝产生的原因

水工混凝土裂缝产生的原因不外平四个方面：第一，人的因素。人是混凝土建筑施工中的实施者，每个工作人员都直接或间接地影响着工程质量。第二，混凝土自身的因素。混凝土主要由水泥、沙、骨料、拌和水和外加剂组成，配制混凝土所用材料不合格，可能导致结构出现裂缝。第三，环境方面的因素。一是气侯的影响。二是结构地基方面的影响。第四，施工方面的因素。由于施工质量原因而产生裂缝发生率在95％以上，良好的施工方案与预防、控制裂缝有很大关系。进一步细化为以下八点：

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。

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。

⑧ 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。

4．控制混凝土裂缝的具体措施

4.1加强施工人员的思想教育，引导他们树立正确的人生观，树立高度的责任意识和质量意识，要求他们认真对待工作中的每一个细节，决不因为自已的马虎大意，造成业主的痛苦和麻烦。

4．2加强原材料管理。砂料细度模数控制在2.4以上，含泥量控制在1％内。碎石针片状控制在10％以内，含泥量控制在1％内，尽可能使用低水热化水泥，控制原材料的质量不使混凝土产生收缩。

4．3加强施工管理，减少人为因素造成的裂缝

① 施工安排。混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气，若需要上述条件下施工时必须有相应遮挡、保温措施。

② 施工过程控制。

a．二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣，混凝土会重新液化，能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，消除沉缩收缩量。泵送混凝土特别需要二次振捣。

b．二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的，消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光，然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光，在混凝土终凝前再进行二次人工抹压收光。

c．控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度，在混凝土内外温差过大、气温骤降时，及时采取保温、保湿措施，加强测温和气温预报，做到防护及时。

5．水工混凝土工程的常见缺陷修补

5．1开槽法修补裂缝

该法适合于修补较宽裂缝。首先用人工将晒干筛后的砂、水泥按比例配好搅拌均匀后，将环氧树脂聚硫橡胶也按配比拌匀。然后掺入已拌好的砂、水泥当中，再用人工继续搅拌。最后用少量的丙酮将已拌好的砂浆稀释到适中稠度(约0.4斤丙酮就可以了)。及时将已拌好的改性环氧树脂砂浆用橡胶桶装到已凿好洗净吹干后的混凝土凿槽内进行嵌入。嵌入后的砂浆养护即砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内及时用毛毡、麻袋将聚硫橡胶改性环氧树脂砂浆进行覆盖，待完全初凝后，开始用水养护。

5．2低压注浆法修补裂缝

低压注浆法适用于裂缝宽度为0.2mm一0.3mm的混凝土裂缝修补。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。

5．3表面覆盖法修补裂缝

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。

6．结语

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。