电站蜗壳混凝土裂缝产生的原因及处理方法

［摘要］蜗壳混凝土裂缝的产生是一种普遍存在的现象，裂缝的产生不仅会降低蜗壳的抗渗能力，还会影响建筑物的使用功能，并且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。

［关键词］混凝土裂缝；原因；预防措施；处理方法

［中图分类号］TU528.0［文献标识码］A　［文章编号］1727-5123(2011)03-028-01

1　混凝土裂缝的分类

一般来说，混凝土产生裂缝主要有以下几种类型：

按裂缝产生的原因划分有：由外荷载(包括施工和使用阶段的静荷载、动荷载)引起的裂缝；由变形(包括温度、湿度变形、不均匀沉降等)引起的裂缝；由施工操作(如制作、脱模、养护、堆放、运输、吊装等)引起的裂缝。

按裂缝的方向、形状划分有：水平裂缝，垂直裂缝，横向裂缝，纵向裂缝，斜向裂缝以及放射状裂缝等。厂房蜗壳的裂缝走向为围绕椎管成放射状。

按裂缝深度划分有：贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。厂房蜗壳为交叉贯穿裂缝及表面裂缝，无深层裂缝。

2　混凝土产生裂缝的因素

混凝土产生裂缝的因素有以下几种：①大体积混凝土水泥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。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，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。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。

依据以上几点，经过对裂缝调查资料的讨论、分析，该浇筑仓块的原材料控制、配合比控制、浇筑工艺、砼入仓强度、气温条件、养生状况等应属正常，认为裂缝产生的原因是多方面的，水泥温度过高、新老砼约束力强烈，常态砼和泵送砼水灰比、坍落度、早期强度不一致等。综合考虑施工环境、施IT艺及混凝土拌和物质量和入仓间歇时间等因素，参建四方一致认为，蜗壳混凝土产生裂缝的主要原因是由于新老混凝土的约束引起的，但同时不排除施工工艺方面的原因。

3　蜗壳混凝土裂缝的防止措施

为预防蜗壳混凝土裂缝的再次发生，我们采取了如下措施：①优化配合比，采用最新的聚羧酸高效减水剂，减水率达到20％以上，且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(高粉煤灰掺量和一级灰)”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。②拌制混凝土时，聚丙烯纤维掺量由原设计的0.9kg／m3提高为1.1 kg／m3。③控制坍落度，要求拌合楼生产的混凝土坍落度达到14～18cm，同时，采用专用搅拌车运料，以减少混凝土坍落度的运输损失。④混凝土浇筑过程中，安排专人挑捡超粒径(大于4cm)的骨料；同时严禁在现场往混凝土里面加水。⑤改进混凝土入仓方式，调整混凝土浇筑时段。在蜗壳混凝土后续施工过程中，根据现场实情，采用两台泵机配合安装间桥机平仓浇筑，严格控制入仓秩序。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，确保混凝土入仓强度，并尽量选在17：oo以后开仓浇筑。⑥加强现场值班及现场技术管理，及时处理施工中出现的各种技术问题，同时作好砼浇筑过程中的施工详细记录。⑦加强混凝土浇筑后的养生，要求用棉胎覆盖，流水养护。⑧加块备仓速度，尽量缩短混凝土层间间歇时间，减小新旧混凝土间的约束力。⑨在混凝土浇筑层面满铺防裂钢筋网，防裂钢筋直径Ф22，间排距200mm。

通过采取以上一系列措施，后续浇筑的蜗壳混凝土裂缝得到了有效控制。

4　蜗壳混凝土裂缝修补

本工程裂缝多发于蜗壳混凝土浇筑完成、下一仓混凝土仓位准备期。裂缝的出现，引起了业主、设计、监理及施工四方的高度重视，四方召开联席会议并共同研究决定：对已出现的蜗壳混凝土裂缝，若宽度小于0.2mm，采用开槽法、用环氧砂浆嵌缝处理，然后在缝面上布Ф25＠200的并缝钢筋，垂直缝面的钢筋自缝面向外长度为3m；若宽度大于等于0.2mm，则在前述处理措施基础上，沿裂缝两侧斜向设置Ф50、间距1000mm的灌浆孔进行化学灌浆，灌浆孔孔深以不伤害尾水管钢里衬和渗漏排水廊道为前提尽量深植。

由于蜗壳裂缝出现的位置不在流道附近，且用读数显微镜查得其宽度小于0.2mm，根据四方联席会议决议，对裂缝采用开槽法、用环氧砂浆嵌缝处理，具体实施如下：　4.1　将拟修补用砂筛洗晒干，将环氧树脂和EP固化剂按配比拌匀；然后掺入备用砂搅拌均匀；随即将已拌好的环氧砂浆嵌入已凿好并洗净吹干后的混凝土凿槽内，分层夯实压平；砂浆嵌缝完毕两小时以内及时用毛毡、麻袋覆盖，初凝后洒水养护。嵌缝时，从砂浆开始拌和到嵌入混凝土缝内，一组砂浆的施工全过程不超过30分钟。

4.2　在蜗壳流道壁上涂刷JS复合防水涂料。此材料粘结强度高，既起到防水作用，又有利于饰面粘贴。涂层坚韧、耐水、耐腐蚀、耐久性优越，最适合于无明水的潮湿基层直接施工，并且是一种绿色环保材料。

JS复合防水涂料施IT艺过程为：基层清理一底涂一中涂一(无纺布)一中涂(根据设计要求厚度确定涂刷遍数)一饰面(保护层)。

JS复合防水涂料的配合比：底涂，液料：粉料：水=1：1：0.3～0.7；中涂，液料：粉料：水=1:1:0.3～0.7。中间涂层加水量根据气温定，斜面或立面施工不加或少量加水，以确保平面涂抹平整。配料要过称，搅拌均匀无粉粒。

具体施工时，首先将基面清理干净，使其平整、无明水、无渗漏、不存在凸凹不平和起砂现象；其次，涂刷应薄而均匀，间隔时间以前一遍涂膜固化不粘手为准，之后才允许涂下一层。根据《地下工程防水技术规范》及设计要求，蜗壳流道壁JS复合防水涂料的基本厚度为1.5～2.0mm。

5　结论

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象。它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，要对混凝土裂缝进行认真研究，区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的再次出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。

参考文献

1　水工混凝土的温控与防裂.中国水利水电出版社，1999.5

2　混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术，2002.7

3　《地下工程防水技术规范》