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【摘 要】混凝土裂缝是水利工程施工过程中常见的病害，导致混凝土出现裂缝的原因有很多，对水利工程危害程度也不同，裂缝还能导致其它病害的发生，对水利工程建筑物的破坏巨大，因此，在水利工程施工中，要采取切实可行的措施控制混凝土裂缝的产生，确保水利工程建筑物的安全。
【关键词】水利工程；混凝土施工；裂缝；控制；措施
混凝土裂缝是水利工程施工过程中常见的病害，导致混凝土出现裂缝的原因有很多，对水利工程危害程度也不同，裂缝还能导致其它病害的发生，对水利工程建筑物的破坏巨大，因此，在水利工程施工中，要采取切实可行的措施控制混凝土裂缝的产生，确保水利工程建筑物的安全。
1.混凝土裂缝的危害
混凝土裂缝对水工建筑物的主要危害是容易造成建筑物产生水渗漏现象，这对水工建筑物的危害是很大的，裂缝在水压力的作用下，逐渐发展拓宽，在水渗入到混凝土内部时，由于水解的破坏导致混凝土严重破坏。由于混凝土在碳化的过程中，会产生收缩与开裂现象，进一步加剧混凝土的破坏。裂缝会使空气中的二氧化碳逐步渗透到混凝土中，与水化产物作用形成破坏混凝土的碳酸钙物质。特别潮湿的工况下，会降低混凝土强度，钢筋纯化膜遭到破坏，引起钢筋腐蚀。裂缝还可以造成混凝土中的钢筋对建筑物的保护作用减小，抗拉能力下降，裂缝也会逐步变宽，对水利工程建筑物造成更大的损害。
因此，混凝土裂缝对水利工程的危害是巨大的，轻则会影响水工建筑物的正常使用和外观，重则会导致裂缝的贯穿完全破坏混凝土的结构，造成更严重的危害。裂缝也会影响水工建筑物的稳定性和结构强度，降低水工建筑物的整体安全。
2.裂缝产生的原因
根据产生裂缝的原因，可以分为：由于变形导致的裂缝；由于外荷载造成的裂缝；由于施工质量导致的裂缝。针对原因，分析裂缝产生的具体原因。
2.1施工天气原因：炎热、风大天气施工，会造成混凝土表面的水分快速蒸发，导致混凝土内部的水化温度很高，混凝土在浇筑几个小时就会凝固，这样快速地凝结特别容易造成裂缝。
2.2混凝土在凝固过程中，由于在水化过程中会产生大量的水化热现象，散热不及时的情况下，会导致混凝土内部与外部的温度差出现很大差异，导致混凝土裂缝的产生。
2.3混凝土在约束凝固过程中，热胀冷缩所产生的混凝土梯级胀缩问题，会在混凝土内部造成温度应力问题，由于混凝土抗拉能力低，所以，温度的变化容易造成拉应力导致的拉裂现象，形成温度裂缝，这也是混凝土在阳光下凝固所产生的裂缝的直接原因。
2.4由于混凝土在硬化的过程中，容易产生干缩现象，造成体积变形产生裂缝，这样的混凝土裂缝很大，容易造成贯穿裂缝，导致混凝土结构严重损坏。
2.5基础不牢固，有时混凝土结构的基础因为不牢固会出现不均匀沉降问题，直接导致混凝土裂缝的出现，并逐渐增大。
2.6在尺寸大的构件中，因为混凝土的塌落引起的裂缝。
2.7混凝土加水拌和之后，水泥碱性物质和骨料中活性氧化硅等起化学反应，析出的胶状碱-硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积会增大3倍，更容易使混凝土涨裂产生裂缝。
2.8构件超载而产生的裂缝。构件在超出施工设计的均布荷载和集中荷载作用下而产生内力弯矩现象，容易出现垂直于构件纵轴的裂缝，这样构件在大剪力作用下，会产生斜裂缝，裂缝是向上、下延伸的。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。
3.控制混凝土裂缝的具体措施
3.1混凝土配合比的优化设计。掺入粉煤灰，选择减水剂，保证泵送流动度。采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，添加Ⅰ级粉煤灰，将水胶比控制在规范允许的范围内，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易度，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。
3.2原材料的选择。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。
3.3施工安排。在水工建筑物施工过程中，要尽量避免在气温高、暴晒、温度低或者多风的天气下施工，这样可以有效地避免由于天气原因造成的裂缝现象，若必须在此类天气下施工，要采取相应的措施，避免暴晒、高温，做好保湿措施。
3.4施工过程控制。利用振捣法消除裂缝的产生，因为浇筑产生的塌落可以利用振捣将混凝土再液化，消除粗骨料与钢筋之间的水膜，这样经过消除混凝土因为沉缩产生的收缩量。还可以利用压光施工法消除塑性裂缝，这类裂缝是由于表面的水分散失现象造成的，利用压光施工法可以快速的消除这类裂缝，有效地保证混凝土不会因为水分的散失造成裂缝现象。
3.5混凝土干缩裂缝的控制措施。混凝土存在空隙产生湿胀干缩，加强振捣使之密实，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收光，掺加优质粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。
3.6混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温，掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间，通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。
3.7混凝土的养护和表面保护。良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂缝发生的措施之一，一般保温、保湿养护不得少于14d。
4.水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法
裂缝修补除了要恢复防水和耐久为目的之外，还要从结构安全及美观角度出发进行修补，当前的修补方法主要有以下三大类。
4.1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10cm，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，將钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。
4.2表面覆盖法：在细微裂缝表面上涂膜，以提高其防水及耐力为目的的修补方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时，首先用钢丝刷将混凝土表面打毛，清理表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面气孔，再用修补材料覆盖表面。
4.3注入法：利用压力注入法或者真空注入法两类方法施工，在处理很深很细的裂缝时使用灌浆法，用真空注入法的原理是真空泵可以使裂缝形成真空状态，将浆材注入裂缝中，此类方法可以处理各类混凝土表面裂缝。
5.结束语
综上所述，混凝土裂缝是水利工程施工中常见的现象，由于裂缝的产生对混凝土造成很多病害，严重影响水工建筑物的安全，因此，要在施工过程中严格控制混凝土裂缝的产生，采取有效方法消除裂缝，保证混凝土的施工质量。
参考文献
[1]北京土木建筑学会.混凝土工程现场施工处理方法与技巧[M].机械工业出版社.2009
[2]陈刚.混凝土结构工程施工[M].化学工业出版社.2011
【关键词】水利工程；混凝土施工；裂缝；控制；措施
混凝土裂缝是水利工程施工过程中常见的病害，导致混凝土出现裂缝的原因有很多，对水利工程危害程度也不同，裂缝还能导致其它病害的发生，对水利工程建筑物的破坏巨大，因此，在水利工程施工中，要采取切实可行的措施控制混凝土裂缝的产生，确保水利工程建筑物的安全。
1.混凝土裂缝的危害
混凝土裂缝对水工建筑物的主要危害是容易造成建筑物产生水渗漏现象，这对水工建筑物的危害是很大的，裂缝在水压力的作用下，逐渐发展拓宽，在水渗入到混凝土内部时，由于水解的破坏导致混凝土严重破坏。由于混凝土在碳化的过程中，会产生收缩与开裂现象，进一步加剧混凝土的破坏。裂缝会使空气中的二氧化碳逐步渗透到混凝土中，与水化产物作用形成破坏混凝土的碳酸钙物质。特别潮湿的工况下，会降低混凝土强度，钢筋纯化膜遭到破坏，引起钢筋腐蚀。裂缝还可以造成混凝土中的钢筋对建筑物的保护作用减小，抗拉能力下降，裂缝也会逐步变宽，对水利工程建筑物造成更大的损害。
因此，混凝土裂缝对水利工程的危害是巨大的，轻则会影响水工建筑物的正常使用和外观，重则会导致裂缝的贯穿完全破坏混凝土的结构，造成更严重的危害。裂缝也会影响水工建筑物的稳定性和结构强度，降低水工建筑物的整体安全。
2.裂缝产生的原因
根据产生裂缝的原因，可以分为：由于变形导致的裂缝；由于外荷载造成的裂缝；由于施工质量导致的裂缝。针对原因，分析裂缝产生的具体原因。
2.1施工天气原因：炎热、风大天气施工，会造成混凝土表面的水分快速蒸发，导致混凝土内部的水化温度很高，混凝土在浇筑几个小时就会凝固，这样快速地凝结特别容易造成裂缝。
2.2混凝土在凝固过程中，由于在水化过程中会产生大量的水化热现象，散热不及时的情况下，会导致混凝土内部与外部的温度差出现很大差异，导致混凝土裂缝的产生。
2.3混凝土在约束凝固过程中，热胀冷缩所产生的混凝土梯级胀缩问题，会在混凝土内部造成温度应力问题，由于混凝土抗拉能力低，所以，温度的变化容易造成拉应力导致的拉裂现象，形成温度裂缝，这也是混凝土在阳光下凝固所产生的裂缝的直接原因。
2.4由于混凝土在硬化的过程中，容易产生干缩现象，造成体积变形产生裂缝，这样的混凝土裂缝很大，容易造成贯穿裂缝，导致混凝土结构严重损坏。
2.5基础不牢固，有时混凝土结构的基础因为不牢固会出现不均匀沉降问题，直接导致混凝土裂缝的出现，并逐渐增大。
2.6在尺寸大的构件中，因为混凝土的塌落引起的裂缝。
2.7混凝土加水拌和之后，水泥碱性物质和骨料中活性氧化硅等起化学反应，析出的胶状碱-硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积会增大3倍，更容易使混凝土涨裂产生裂缝。
2.8构件超载而产生的裂缝。构件在超出施工设计的均布荷载和集中荷载作用下而产生内力弯矩现象，容易出现垂直于构件纵轴的裂缝，这样构件在大剪力作用下，会产生斜裂缝，裂缝是向上、下延伸的。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。
3.控制混凝土裂缝的具体措施
3.1混凝土配合比的优化设计。掺入粉煤灰，选择减水剂，保证泵送流动度。采集原材料进行试拌，尽可能地减少水泥用量，添加Ⅰ级粉煤灰，将水胶比控制在规范允许的范围内，粗骨料采用二级配。掺入适量的粉煤灰对改善混凝土的和易度，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。
3.2原材料的选择。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。
3.3施工安排。在水工建筑物施工过程中，要尽量避免在气温高、暴晒、温度低或者多风的天气下施工，这样可以有效地避免由于天气原因造成的裂缝现象，若必须在此类天气下施工，要采取相应的措施，避免暴晒、高温，做好保湿措施。
3.4施工过程控制。利用振捣法消除裂缝的产生，因为浇筑产生的塌落可以利用振捣将混凝土再液化，消除粗骨料与钢筋之间的水膜，这样经过消除混凝土因为沉缩产生的收缩量。还可以利用压光施工法消除塑性裂缝，这类裂缝是由于表面的水分散失现象造成的，利用压光施工法可以快速的消除这类裂缝，有效地保证混凝土不会因为水分的散失造成裂缝现象。
3.5混凝土干缩裂缝的控制措施。混凝土存在空隙产生湿胀干缩，加强振捣使之密实，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收光，掺加优质粉煤灰，降低水灰比，可有效地控制混凝土湿胀干缩裂缝产生。
3.6混凝土内部的温度控制。大体积混凝土内部埋设热电耦测温，掌握混凝土内部的温升变化及内部最高温度的发生时间，通过蓄热保温使混凝土内外温差控制在25℃以内。常采用两层农膜加干铺两层草袋的做法。
3.7混凝土的养护和表面保护。良好的养护可使混凝土保持或接近饱和状态，水化作用速度最大，也是控制混凝土裂缝发生的措施之一，一般保温、保湿养护不得少于14d。
4.水利工程构筑物已产生裂缝的修补方法
裂缝修补除了要恢复防水和耐久为目的之外，还要从结构安全及美观角度出发进行修补，当前的修补方法主要有以下三大类。
4.1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10cm，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，將钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。
4.2表面覆盖法：在细微裂缝表面上涂膜，以提高其防水及耐力为目的的修补方法。分涂覆裂缝部分及全部涂覆两种方法。施工时，首先用钢丝刷将混凝土表面打毛，清理表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面气孔，再用修补材料覆盖表面。
4.3注入法：利用压力注入法或者真空注入法两类方法施工，在处理很深很细的裂缝时使用灌浆法，用真空注入法的原理是真空泵可以使裂缝形成真空状态，将浆材注入裂缝中，此类方法可以处理各类混凝土表面裂缝。
5.结束语
综上所述，混凝土裂缝是水利工程施工中常见的现象，由于裂缝的产生对混凝土造成很多病害，严重影响水工建筑物的安全，因此，要在施工过程中严格控制混凝土裂缝的产生，采取有效方法消除裂缝，保证混凝土的施工质量。
参考文献
[1]北京土木建筑学会.混凝土工程现场施工处理方法与技巧[M].机械工业出版社.2009
[2]陈刚.混凝土结构工程施工[M].化学工业出版社.2011