[摘 要] 混凝土裂缝,是现代人类建筑技术无法破解的难题。近代科学研究和大量的混凝土工程实践证明,混凝土结构产生裂缝,通常是一种无害裂缝,对其结构的承重、防渗及其他功能不产生危害;但是受到荷载、温差等作用之后,特别是水下结构,在高水头的水压力以及侵蚀性媒介的作用下,微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,成为水利工程中常见的工程病害。轻者使混凝土内部的钢筋材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土结构的承载力、耐久性、使用价值等,严重的将直接威胁到国家和人民群众的生命、财产安全。
　　[关键词] 混凝土的裂缝 成因 预防 处理
　　
　　基于上述情况,在混凝土工程中,应当采取有效措施控制裂缝的产生,使结构尽可能不出现裂缝或尽量减少裂缝的数量和宽度;对已经完成的混凝土工程出现的裂缝,应及时的采取有效补救措施,防止开裂的裂缝进一步扩张和蔓延,避免形成有害裂缝。
　　一、水工混凝土裂缝形成的原因
　　水工建筑中的混凝土结构物,与普通建筑中混凝土结构物相比较,更显大、厚的特点,另外,由于其所接触的水媒质性质的不确定性及所处地基长期在水下等因素的影响,其产生裂缝的因素更多,隐蔽性更强,危害更大。从现代科学研究及大量实践中我们发现,水工混凝土产生裂缝的因素主要有以下几种:
　　1、混凝土本身特性因素
　　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,体积增大三倍,从而使混凝土涨裂产生裂缝。
　　2、施工条件制约的因素
　　原材料质量、施工设备、运输方法、运输距离、现场对混凝土质量的控制和施工气候等条件的变化,这些施工条件都会对混凝土施工过程中的和易性和后期凝固造成影响,如:混凝土骨料中含有害物质,超过规定范围,会妨碍水泥水化,消弱骨料与水泥石的粘结,降低混凝土的强度;在炎热的大风天气施工时,混凝土表面蒸发过快,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等。
　　3、外力作用因素
　　其一,在混凝土硬化过程中面临约束时,混凝土热涨冷缩所产生的体积涨缩,因为受约束力的限制会在内部产生温度应力,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。其二,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时,出现垂直于构件纵轴的裂缝,在较大剪力作用下,产生斜裂缝,并向上、下延伸。其三,当结构的基础出现不均匀沉陷时,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、水工混凝土特点因素
　　其一,除混凝土本身的塑性塌落引起裂缝外,水工混凝土水化时产生的大量水化热量得不到散发,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;其二,大体积的混凝土在硬化过程中,由于干缩引起的体积变形受到约束时产生裂缝,宽度有时会很大,甚至会贯穿整个构件。其三,与一般混凝土接触媒质为空气不同的是,水工混凝土的接触媒质是水,当其面对侵蚀性水时,由于混凝土保护层厚度有限,特别是当混凝土密实性不良时,环境中的氯离子等和溶于水中的氧会使混凝土中的钢筋生锈,铁锈的体积比原来金属的体积大的多,会对周围混凝土挤压,使混凝土胀裂。
　　综上所述,在明确了水工混凝土裂缝的原因后,我们应从设计、施工、养护等各环节有针对性的预防裂缝的出现,主要从以下几个方面入手:
　　二、水工混凝土裂缝的预防
　　1、设计过程中的预防措施
　　一是按《规范》要求设置必要的变形缝;
　　二是按照水介质的不同及作用水头的差别,选择合适的防水混凝土配制方法,确保抗渗等级符合要求;
　　三是在确定混凝土的配合比设计时,在保证混凝土具有良好工作性的情况下,尽可能的降低混凝土的单位用水量,以低砂率、低坍落度、低水胶比为基本原则,(可采用掺高效减水剂、高性能引气剂和高粉煤灰来达到设计目的),使混凝土达到“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂效果。
　　四是明确提出混凝土施工温度控制的具体要求和混凝土养护的基本要求,对外加剂,如减水剂、引气剂、三乙醇安、氯化铁防水剂、氢氧化铁、密实剂等的品种和掺量须严格控制并详细说明,使混凝土收缩与膨胀相抵消。
　　2、施工过程中的预防措施
　　施工时,首先要严格控制原材料的质量,混凝土的原材料全部符合技术性能指标方可应用。其次是控制好混凝土配合比,要精确计量,加强坍落度抽检和混凝土施工全过程的控制,特别是对浇筑振实成型过程尤需严格控制,应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况,不能漏振、过振,以确保混凝土结构物的质量。
　　3、养护过程中的预防措施
　　混凝土温度保护和养护作为混凝土浇筑过程很重要的程序和环节,必须得到有效的控制和落处。应当与模板工程、预埋件工程等同样受到重视。对成形的水工混凝土工程,应根据不同的气候条件和温度条件,采用必要的保温和降温措施,以确保混凝土内外温差小于25°的前提下,严格按照设计要求进行定期的养护,以期达到最佳的凝固效果。
　　三、水工混凝土裂缝形成后的处理方法
　　当混凝土出现裂缝时,为避免其进一步的扩张和蔓延,形成贯穿性的裂缝,造成无法挽回的损失,应当及时的对裂缝进行修补,在实际的操作中,可根据不同性质的裂缝,采用不用的修补方法。
　　对表面宽度小于0.2mm的微细裂缝,可以采用在微细裂缝的表面上分涂覆裂缝部分及或全部涂覆涂膜的方式,达到修补混凝土微细裂缝的目的,称为表面覆盖法。表面覆盖法所用材料视修补目的及建筑物所处环境不同而异,通常采用弹性涂膜防水材料,聚合物水泥膏、聚合物薄膜(粘贴)等。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。
　　对于混凝土裂缝宽度为0.2mm-0.3mm的修补,可采用低压注浆修补法。具体的操作方法是: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。一般由上往下注浆,水平缝一般从一端到另一端逐个注浆。为了保证浆液充满,在注浆后约半小时可以对每个注浆嘴再次补浆。
　　若混凝土的裂缝较大,则宜采用改性环氧树脂砂浆进行开槽修补法进行修补,具体操作方法是:将环氧树脂、聚硫橡胶、水泥、砂按10:3:12.5:28的比例取用,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加入拌匀,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。及时将已拌好的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。从砂浆开始拌和到嵌入砼缝内,一组砂浆的整个施工过程须在30分钟内完成。嵌入后的砂浆养护在砂浆嵌入缝槽内处理好后两小时以内进行,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。
　　除以上三种常用的方法外,混凝土裂缝修补还有结构加固法、混凝土置换法、电化学防护法、仿生自愈合法等方法,要根据工程具体情况选用合适的混凝土裂缝修补方法。
　　裂缝作为混凝土结构中普遍存在的一种现象,应当引起行业人员足够的重视,特别是水工混凝土裂缝,处理不当或不及时,其引发的后果是严重的甚至是灾难性的,作为水利工程的从业人员,对水工混凝土裂缝的预防和处理,应作为一项重要的课题,立足实践,深入研究,长抓不懈,为确保工程安全稳定的工作,保卫国家和人民群众生命财产安全免遭损失作出应有的努力。
　　参 考 文 献
　　1 钢筋混凝土结构设计规范.中国建筑工业出版社 1999.2.
　　2 龚召熊等。水工混凝土的温控与防裂.中国水利水电出版社 1999.5.
　　3 鞠丽艳,张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法.施工技术2002.7.
　　4 水工混凝土施工规范 中国电力出版社 2002.8■