□王立庫

一、概述

隨著我國經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，水利水電工程建設在規(guī)模上、數(shù)量上都達到了建國以來的最高水平；由于混凝土本身為透水介質(zhì)，因而在水利工程中發(fā)生滲漏的情況是不可避免的。由于滲漏的作用，使得有壓水滲入混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，這種現(xiàn)象不僅會降低水工建筑物的抗?jié)B能力，而且會引起鋼筋的銹蝕，影響水工建筑物的承載能力，危及水工建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。分析裂縫的成因，探討防治措施，對水利工程建筑物的應用有著極其重要的意義。本文闡述了水利工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，并根據(jù)實踐經(jīng)驗提出了在施工中的預防措施。

二、混凝土裂縫的類型

(一)按裂縫的成因劃分

1.結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫指由各種外荷載引起的裂縫，又稱荷載裂縫，包括由外荷載的直接應力引起的裂縫和在外荷載作用下結(jié)構(gòu)次應力引起的裂縫。

2.非結(jié)構(gòu)性裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫是指由各種變形變化引起的裂縫，包括溫差、干縮濕脹和不均勻沉降等因素引起的裂縫；這類裂縫是在結(jié)構(gòu)的變形受到限制時引起的內(nèi)應力造成的。從國內(nèi)外的研究資料以及大量的工程實踐看，非結(jié)構(gòu)性裂縫占比約為80%，其中以收縮裂縫為主要類型。

(二)按裂縫產(chǎn)生的時間劃分

1.施工期間出現(xiàn)的裂縫。包括沉降收縮裂縫、自身收縮裂縫、溫度裂縫、施工操作不當或養(yǎng)護不到位而出現(xiàn)的裂縫、早期凍脹作用引起的裂縫，以及一些其它形式的不規(guī)則裂縫。

2.使用期間出現(xiàn)的裂縫。包括鋼筋銹蝕膨脹產(chǎn)生的裂縫、鹽堿類介質(zhì)及酸性侵蝕氣液引起的裂縫、堿骨料反應引起的裂縫以及循環(huán)動荷載作用下?lián)p傷累積引起的疲勞裂縫等。

(三)按裂縫的形狀劃分

1．縱向裂縫。平行于構(gòu)件底面，順筋分布，主要由鋼筋銹蝕作用引起。

2．橫向裂縫。垂直于構(gòu)件底面，主要由荷載作用、溫差作用引起。

3．剪切裂縫。由豎向荷載或震動位移引起。

4．斜向裂縫。常見于墻體與混凝土梁，主要是因地基的不均勻沉降以及溫差作用或抗剪承載力不足引起。

(四)按裂縫的穩(wěn)定性劃分

1． 穩(wěn)定裂縫。這種裂縫不影響持久應用，包括兩類，一類是在運動過程中可以自愈合的裂縫，常見于一些新建的防水工程中，這是由于裂縫處水泥顆粒在滲漏過程中與水進一步化合，兩者形成的凝膠物質(zhì)將膠合裂縫封閉，從而使?jié)B漏停止，裂縫達到自愈；另一類是處于穩(wěn)定運動中的裂縫，如在周期性荷載作用下產(chǎn)生的周期性擴展和閉合的裂縫。

2． 不穩(wěn)定裂縫。這種裂縫將產(chǎn)生不穩(wěn)定性的擴展，影響結(jié)構(gòu)物的持久使用，應視其擴展部位采取相應的措施。

三、裂縫的成因及預防措施

(一)溫度變化引起的裂縫

1．裂縫成因。由于混凝土在硬化過程中，水泥和水起化學反應，產(chǎn)生大量的水化熱引起混凝土的溫度上升，如果熱量不能很快散失，內(nèi)部和外部溫差過大，就將產(chǎn)生溫度應力，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部受壓、外部受拉。混凝土在硬化初期，只有很低的抗拉強度，如果由內(nèi)外溫度差引起的拉應力超過混凝土早期抗拉強度，混凝土就要產(chǎn)生裂縫。

2．預防措施。盡量選用低熱或中熱低泥礦渣水泥、粉煤灰水泥；減少水泥用量；降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下；改善骨科級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱；改善混凝土的攪拌工藝，采用“二次風冷”新工藝降低混凝土的澆筑溫度；在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌和物的流動性、保水性，降低水熱化，推遲熱峰出現(xiàn)的時間；合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束；在大體積混凝土內(nèi)部設置冷卻管道，通過冷水或冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)部溫差；加強混凝土溫度的監(jiān)控，及時采取冷卻保護措施；加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并灑水養(yǎng)護，適當延長養(yǎng)護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻，在寒冷季節(jié)，混凝土表面必須采取保溫措施，以防寒潮襲擊。

(二)混凝土收縮引起的裂縫

1．裂縫成因?；炷猎诳諝庵薪Y(jié)硬時，體積要縮小，產(chǎn)生收縮變形，當受到約束時就可能導致裂縫的產(chǎn)生；在筋率較高的構(gòu)件中，由于鋼筋對周圍混凝土的約束作用強，混凝土的收縮也會受到鋼筋的限制而產(chǎn)生拉應力，引起構(gòu)件局部產(chǎn)生裂縫；新老混凝土界面容易產(chǎn)生收縮裂縫。

2．預防措施。在裂縫產(chǎn)生的部位，用水泥砂漿、環(huán)氧樹脂等對裂縫部位表面進行粘補、涂抹和嵌補。這種方法一般適用于表面裂縫。要合理設置收縮縫；改善混凝土性能，降低水灰比，減少水泥用量；配筋率不宜過高，設置構(gòu)造物鋼筋要分布均勻，避免發(fā)生集中的大裂縫；加強混凝土的時期養(yǎng)護，適當延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。

(三)混凝土塑性坍落引起的裂縫

1．裂縫成因?；炷了苄蕴浒l(fā)生在混凝土澆筑后的頭幾個小時內(nèi)，這時混凝土還處于塑性狀態(tài)，如果混凝土出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，在重力作用下混合料中的固體顆粒有向下沉移而水向上浮動的傾向。當這種移動受到鋼筋骨架或者模板的約束時，上部就容易形成沿鋼筋長度方向的裂縫。

2．預防措施。要仔細選擇集料的配級，做好混凝土的配合比設計，特別是要控制水灰比，采用適量的減水劑；施工時混凝土既不能漏振也不能過振，要避免混凝土泌水現(xiàn)象的發(fā)生，防止模板發(fā)生沉陷。如果發(fā)生這類裂縫，可在混凝土終凝以前重新抹面壓光，使裂縫閉合。

(四)堿骨料化學反應引起的裂縫

1．裂縫成因。堿骨料化學反應是指混凝土孔隙中水的堿性溶液與活性骨料發(fā)生化學反應，生成硅酸凝膠，堿硅膠遇溫水后產(chǎn)生膨脹，使混凝土脹裂，在混凝土表面形成不規(guī)則的細小裂縫，然后由表及里地展開。

2．預防措施。堿骨料化學反應對結(jié)構(gòu)件的耐久性影響極大，為了控制堿骨料化學反應速度應選擇優(yōu)質(zhì)骨料和低含堿量水泥，并提高混凝土密實度和采用較低的水灰比。

四、結(jié)語

在水利施工過程中，混凝土裂縫是一個常見問題。近年來，隨著技術的發(fā)展，這個問題的負面影響得到了一定程度的緩解。在本文中，筆者介紹了混凝土裂縫的類型和產(chǎn)生混凝土裂縫的原因，并針對這些問題提出了具體的解決措施。在水利工程施工過程中，只要我們采取的措施得當，這些裂縫是可以得到有效預防和治理的。