论文部分内容阅读
【摘要】本文在总结阐释水利工程混凝土裂缝种类及其形成原因基础上，针对不同的裂缝探索的提出修补对策与方法；以期对促进水利工程混凝土施工质量的提高有所帮助。
【关键词】水利工程；混凝土裂缝；形成原因；修补对策
混凝土作为水利工程建设的重要材料，对工程质量影响重大。由于混凝土本身特性及外界环境因素影响很容易产生裂缝，其可能会直接影响工程建筑物的使用，甚至需要进行局部返工或者导致工程构件报废。水利工程混凝土裂缝的产生与环境温度、荷载大小、材料特性等多种因素有关。为更好的控制水利工程建设质量，笔者欲针对水利工程混凝土裂缝形成原因及有效的修补方法作深入的探讨。
一、水利工程混凝土裂缝种类及其形成原因
（一）水利工程混凝土裂缝的种类
依据水利工程中混凝土产生裂缝宽度的不同，可以将混凝土裂缝分为宏观裂缝和微观裂缝两种。所谓微观裂缝，主要是宽度小于0.05mm的裂缝，该类裂缝肉眼状态下不易被发现，其多处于是混凝土内部；就数量而言其要比肉眼能够见到的宏观裂缝要多得多。如果荷载没有超过设计规定条件，微观裂缝被认为是无害的，但它是也是诱发早期宏观裂缝的主要原因。微观裂缝又依据其自愈合状况分为自愈合裂缝和非自愈合裂缝两种；自愈合裂缝在裂缝正式出现一段时间后会闭合，而非自愈合裂缝在出现一段时间后不变或者继续开裂。
（二）不同种类混凝土裂缝成因
1.微观裂缝种类及成因
（1）界面裂缝
界面裂缝主要存在于砂浆与骨料的粘结面之上。该类裂缝形成的一个原因是混凝土凝结过程中的砂浆水化、收缩作用引起砂浆体积变化，导致砂浆与骨料之间的粘结力消失形成，该原因形成的裂缝分布基本无规律可言；导致混凝土产生界面裂缝的另一个原因是混凝土成型发生泌水，水分在上升过程中受到骨料的阻滞作用而聚集在粗骨料下缘，妨碍砂浆与骨料的粘结形成裂缝。
（2）砂浆裂缝
砂浆裂缝产生自砂浆本身。主要源自砂浆本身水泥含碱量及温度等的变化影响而发膨胀，产生裂缝。该类裂缝很容易受到外界受力或者其他因素的影响，与邻近的界面裂缝形成连续的混凝土裂缝。
（3）骨料裂缝
骨料裂缝产生自骨料颗粒内部。该类裂缝主要在于骨料开采和轧碎过程中，产生，其多沿着石质或者成岩的纹理分布。
2.宏观裂缝种类及成因
（1）收缩裂缝
混凝土浇筑过程中，短时间内会由于水泥水化而放出大量的热，混凝土构件内外温差变大。由于混凝土外部降温较快收缩也较快，而内部降温慢收缩也较慢，内外由于受力的不均衡一旦超过混凝土允许拉应力大小就会产生裂缝。
（2）沉陷裂缝
沉陷裂缝源于混凝土内部断面的沉降，由于混凝土在凝结沉降过程中遇到钢筋、模板连接螺栓，以及受到模板摩擦阻力的影响，都会引发混凝土表面产生沉陷裂缝，多发生在柱、狭长构件边角、构件竖向变截面处部位。
（3）钢筋锈涨裂缝
影响水利工程混凝土裂缝的一个重要因素就是水位变动；处于水位变动区的钢筋混凝土构件中由于混凝土保护层破坏或者受到构件周围氯化物含量超标而中和了混凝土中的碱性基体，而破坏了钢筋表面的氧化膜，导致钢筋发生锈蚀挤压周围的混凝土，使混凝土发生涨裂。
（4）荷载裂缝
荷载裂缝主要由于混凝土构件没有达到设计要求，在较大强度的外界荷载作用而发生变形产生裂缝；或者虽然达到了设计要求，但是由于受到较大强度的常规静、动荷载及次应力影响而产生裂缝，后者出现较多并且多表现为贯穿裂缝。
（5）龟裂裂缝
龟裂裂缝多发生于施工阶段，主要是由于配料、搅拌、浇筑、养护等环节的误操作或者水泥安定性差等原因产生，其中养护环节操作不当、水泥安定性差原因为多。
（6）疏松裂缝
疏松裂缝的产生受混凝土本身特性变化影响较大，主要是在运输过程中发生离析，或者浇筑过程中下料不均、漏振、过振等产生。如果裂缝延续到了混凝土表面，则很容易被发现，反之则不易查觉。
二、水利工程混凝土裂缝修补对策方法
（一）表面修补法
该方法主要用于界面裂缝的处理，在界面表面涂刷涂料，操作方法简单。处理方法可以是裂缝表面先涂抹干水泥粉，然后喷洒少量的水，或者在裂缝表面涂抹环氧胶泥、油漆和沥青等材料；如果混凝土界面裂缝较为水平，还可以采用粘土、塑胶等材料在裂缝周围做“围堰”的方法向裂缝内部注入低粘度的聚合物液体，聚合物液体在重力作用下侵入裂缝内，起到修补作用。
（二）灌浆法
灌浆法是利用压力设备向混凝土裂缝中太压入胶结材料，达到修补裂缝目的的一种方法，胶结材料被压入裂缝后发生硬化与混凝土凝结成一个整体。该方法主要用于修补那些对混凝土结构有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补；主要是在裂缝上隔段打灌浆孔，然后将胶结材料压入灌浆孔内部。
（三）嵌缝法
嵌缝法是沿着裂缝进行凿槽，然后在槽中嵌入止水材料达到封闭裂缝目的一种修补方法。该方法多用于处理宽度大于0.5mm的裂缝。沿着裂缝方向开凿的槽可以为矩形、V形、U形或者倒梯形，槽内可以填充塑性止水材料，如：聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等，或者填充刚性止水材料，如：丙乳砂浆。
（四）结构加固法
结构加固法，主要针对那些影响到构件结构、性能裂缝的处理；主要是在构件表面采取必要的加固措施达到恢复混凝土构件结构、性能的一种修补方法。可以采取的构造措施，如：在构件角部外包型钢、在构件外部添加钢筋、在构件上添加预应力锚索，或者增设支点、喷射混凝土达到混凝土补强目的。
（五）混凝土置换法
置换法主要是对裂缝周围的混凝土进行剔除操作，再次置入新的混凝土或者其他材料的一种混凝土裂缝修补方法。该方法多用于处理那些受裂缝渗水严重侵蚀的混凝土的一种有效修补方法。置换材料可以是普通的混凝土、水泥砂浆，也可以是聚合物或者改性聚合物混凝土及砂浆。
（六）其他方法
对于混凝土裂缝的修补，除上述几种方法外，还可以尝试采用的方法有真空侵渍技术、电化学保护法和仿生自愈合法等；这些方法对于水利工程混凝土裂缝的修补同样有效，但缺点是成本高。
参考文献
[1]邓志国.水利工程大体积混凝土裂缝分析与处理措施[J].黑龙江水利科技，2014，（09）.
[2]李小良.建筑工程混凝土裂缝的成因与防治[J].中国建材科技，2014，（04）.
[3]李阳波.浅析混凝土裂缝的成因与预防[J].价值工程，2014，（19）.
【关键词】水利工程；混凝土裂缝；形成原因；修补对策
混凝土作为水利工程建设的重要材料，对工程质量影响重大。由于混凝土本身特性及外界环境因素影响很容易产生裂缝，其可能会直接影响工程建筑物的使用，甚至需要进行局部返工或者导致工程构件报废。水利工程混凝土裂缝的产生与环境温度、荷载大小、材料特性等多种因素有关。为更好的控制水利工程建设质量，笔者欲针对水利工程混凝土裂缝形成原因及有效的修补方法作深入的探讨。
一、水利工程混凝土裂缝种类及其形成原因
（一）水利工程混凝土裂缝的种类
依据水利工程中混凝土产生裂缝宽度的不同，可以将混凝土裂缝分为宏观裂缝和微观裂缝两种。所谓微观裂缝，主要是宽度小于0.05mm的裂缝，该类裂缝肉眼状态下不易被发现，其多处于是混凝土内部；就数量而言其要比肉眼能够见到的宏观裂缝要多得多。如果荷载没有超过设计规定条件，微观裂缝被认为是无害的，但它是也是诱发早期宏观裂缝的主要原因。微观裂缝又依据其自愈合状况分为自愈合裂缝和非自愈合裂缝两种；自愈合裂缝在裂缝正式出现一段时间后会闭合，而非自愈合裂缝在出现一段时间后不变或者继续开裂。
（二）不同种类混凝土裂缝成因
1.微观裂缝种类及成因
（1）界面裂缝
界面裂缝主要存在于砂浆与骨料的粘结面之上。该类裂缝形成的一个原因是混凝土凝结过程中的砂浆水化、收缩作用引起砂浆体积变化，导致砂浆与骨料之间的粘结力消失形成，该原因形成的裂缝分布基本无规律可言；导致混凝土产生界面裂缝的另一个原因是混凝土成型发生泌水，水分在上升过程中受到骨料的阻滞作用而聚集在粗骨料下缘，妨碍砂浆与骨料的粘结形成裂缝。
（2）砂浆裂缝
砂浆裂缝产生自砂浆本身。主要源自砂浆本身水泥含碱量及温度等的变化影响而发膨胀，产生裂缝。该类裂缝很容易受到外界受力或者其他因素的影响，与邻近的界面裂缝形成连续的混凝土裂缝。
（3）骨料裂缝
骨料裂缝产生自骨料颗粒内部。该类裂缝主要在于骨料开采和轧碎过程中，产生，其多沿着石质或者成岩的纹理分布。
2.宏观裂缝种类及成因
（1）收缩裂缝
混凝土浇筑过程中，短时间内会由于水泥水化而放出大量的热，混凝土构件内外温差变大。由于混凝土外部降温较快收缩也较快，而内部降温慢收缩也较慢，内外由于受力的不均衡一旦超过混凝土允许拉应力大小就会产生裂缝。
（2）沉陷裂缝
沉陷裂缝源于混凝土内部断面的沉降，由于混凝土在凝结沉降过程中遇到钢筋、模板连接螺栓，以及受到模板摩擦阻力的影响，都会引发混凝土表面产生沉陷裂缝，多发生在柱、狭长构件边角、构件竖向变截面处部位。
（3）钢筋锈涨裂缝
影响水利工程混凝土裂缝的一个重要因素就是水位变动；处于水位变动区的钢筋混凝土构件中由于混凝土保护层破坏或者受到构件周围氯化物含量超标而中和了混凝土中的碱性基体，而破坏了钢筋表面的氧化膜，导致钢筋发生锈蚀挤压周围的混凝土，使混凝土发生涨裂。
（4）荷载裂缝
荷载裂缝主要由于混凝土构件没有达到设计要求，在较大强度的外界荷载作用而发生变形产生裂缝；或者虽然达到了设计要求，但是由于受到较大强度的常规静、动荷载及次应力影响而产生裂缝，后者出现较多并且多表现为贯穿裂缝。
（5）龟裂裂缝
龟裂裂缝多发生于施工阶段，主要是由于配料、搅拌、浇筑、养护等环节的误操作或者水泥安定性差等原因产生，其中养护环节操作不当、水泥安定性差原因为多。
（6）疏松裂缝
疏松裂缝的产生受混凝土本身特性变化影响较大，主要是在运输过程中发生离析，或者浇筑过程中下料不均、漏振、过振等产生。如果裂缝延续到了混凝土表面，则很容易被发现，反之则不易查觉。
二、水利工程混凝土裂缝修补对策方法
（一）表面修补法
该方法主要用于界面裂缝的处理，在界面表面涂刷涂料，操作方法简单。处理方法可以是裂缝表面先涂抹干水泥粉，然后喷洒少量的水，或者在裂缝表面涂抹环氧胶泥、油漆和沥青等材料；如果混凝土界面裂缝较为水平，还可以采用粘土、塑胶等材料在裂缝周围做“围堰”的方法向裂缝内部注入低粘度的聚合物液体，聚合物液体在重力作用下侵入裂缝内，起到修补作用。
（二）灌浆法
灌浆法是利用压力设备向混凝土裂缝中太压入胶结材料，达到修补裂缝目的的一种方法，胶结材料被压入裂缝后发生硬化与混凝土凝结成一个整体。该方法主要用于修补那些对混凝土结构有影响或者有防渗要求的混凝土裂缝的修补；主要是在裂缝上隔段打灌浆孔，然后将胶结材料压入灌浆孔内部。
（三）嵌缝法
嵌缝法是沿着裂缝进行凿槽，然后在槽中嵌入止水材料达到封闭裂缝目的一种修补方法。该方法多用于处理宽度大于0.5mm的裂缝。沿着裂缝方向开凿的槽可以为矩形、V形、U形或者倒梯形，槽内可以填充塑性止水材料，如：聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等，或者填充刚性止水材料，如：丙乳砂浆。
（四）结构加固法
结构加固法，主要针对那些影响到构件结构、性能裂缝的处理；主要是在构件表面采取必要的加固措施达到恢复混凝土构件结构、性能的一种修补方法。可以采取的构造措施，如：在构件角部外包型钢、在构件外部添加钢筋、在构件上添加预应力锚索，或者增设支点、喷射混凝土达到混凝土补强目的。
（五）混凝土置换法
置换法主要是对裂缝周围的混凝土进行剔除操作，再次置入新的混凝土或者其他材料的一种混凝土裂缝修补方法。该方法多用于处理那些受裂缝渗水严重侵蚀的混凝土的一种有效修补方法。置换材料可以是普通的混凝土、水泥砂浆，也可以是聚合物或者改性聚合物混凝土及砂浆。
（六）其他方法
对于混凝土裂缝的修补，除上述几种方法外，还可以尝试采用的方法有真空侵渍技术、电化学保护法和仿生自愈合法等；这些方法对于水利工程混凝土裂缝的修补同样有效，但缺点是成本高。
参考文献
[1]邓志国.水利工程大体积混凝土裂缝分析与处理措施[J].黑龙江水利科技，2014，（09）.
[2]李小良.建筑工程混凝土裂缝的成因与防治[J].中国建材科技，2014，（04）.
[3]李阳波.浅析混凝土裂缝的成因与预防[J].价值工程，2014，（19）.