浅议水工混凝土裂缝的预防与处理.pdf

第1 1 5 t ( 总第1 0 4 期) 中国水能及电气化 N o 1 l ( T 0 T A L N o 1 0 4 ) 2 0 1 3 年 1 1 月 C h in a Wa t e r P o we r &E l e c t r i fi c a t i o n 浅议水 工混凝土裂缝 的预 防与处理 况 冰 ( 巴州水利水 电勘测设计院，新疆 库尔勒8 4 1 0 0 0 ) 摘要：混凝土裂缝一直是水工建筑物最常见的病害问题之一，施工过程中对裂缝进行有效预防，能够大大减 少裂缝产 生的几率。裂缝一旦产 生，就应该及 时采取措 施进行处 理。本文对水 工混凝土 的施工控 制措施及处 理 方法进行详细介绍。 关键词 ：水工混凝土 ；裂缝 ；施 工预 防；处理方法 中图分类号 ：T U 7 5 5 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 6 7 3 - 8 2 4 1 ( 2 0 1 3 )1 1 - 0 0 2 0 - 0 3 On P r e v e n t i o n a n d Tr e a t me n t o f Hy d r a u l i c Co n c r e t e Cr a c k KUANG Bi n g ( B a z h o u H y d r o a n d P o w e r S u r v e y D e s i g n I n s t i t u t e ， K o r l a 8 4 1 0 0 0 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： C o n c r e t e c r a c k i s o n e o f mo s t c o mmo n p r o b l e ms i n h y d r a u l i c s t r u c t u r e s T h e c r a c k s s h o u l d b e e f f e c t i v e l y p r e v e n t e d i n c o n s t r u c t i o n p r o c e s s ，t h e r e b y g r e a t l y r e d u c i n g t h e p o s s i b i l i t y o f c r a c k s On c e c r a c k s w e r e p r o d u c e d，t h e o p e r a t o r s h o u l d t a k e t i me l y me a s u r e s f o r h a n d l i n g Hy d r a u l i c c o n c r e t e c o n s t r u c t i o n c o n t r o l me a s u r e s a n d h a n d l i n g me t h o d s a r e i n t r o d u c e d i n d e t a i l Ke y wo r d s：h y d r a u l i c c o n c r e t e；c r a c k；c o n s t ruc t i o n pr e v e nt i o n；h a nd l i n g me t h o d 混凝土是工程建筑的重要 材料 ，尤其在水 利工程 中 ，混凝土往往担负着重要的工程 角色。但 是在实际 工程 中 ，混凝土的裂缝问题一 直是 困扰工程 界的一大 难题。由于混凝土裂缝有可能会给建筑带来严重的危 害 ，因此 ，施工过程中对混凝 土裂缝进行有 效的控制 非 常必要 。如果在水利工程建 筑中已经发现 有混凝土 裂缝 ，就应立即采取合理的措施来加以处理，以免裂 缝继续蔓延 ，从而保障水工建筑的安全运行 。 1 水工混凝土裂缝成 因 1 1 水泥水化热因素 混凝土中的水泥在水化过程中会释放出大量的热 20 量，由于水工建筑中大体积混凝土较多，其结构的断 面较厚 ，表面 系数也相对小 ，很容 易对混 凝土的导热 产生阻碍 。水 泥 水化 时 ，热量 如 果不 能快 速 发 散 出 去 ，便会 聚集在混凝土结构的内部 ，产生较大 的内外 温度差 。在混凝土浇筑的初期 ，水 泥水 化热所引起 的 变形应力不大 ，不会过早地产生温度裂缝。但随着混 凝土龄期的增长，混凝土的降温收缩变形应力就会越 来越强 ，当这种应力超过 了混凝土 的抗拉强 度时 ，混 凝土表面就会 形成裂缝 。 1 2 结构超载因素 混凝土结构容易在地基不稳或者构件超载的状态 建设管理 Co n s t r u c t i o n Ma na g e me n t 下产生裂缝。当混凝土结构超载运行时，会造成结构 的变形或受力不均 ，长期 的超载运行就会 导致裂缝 的 产生 。通常这种裂缝存在于构件受弯矩较 大的部位或 者构件 的薄弱 部 位。这 种裂 缝 一 般呈 条 状不 均 匀分 布 ，其扩展通常也是沿着钢筋 的垂直方 向或 者倾斜方 向 。超载裂缝产生的原 因，可能是施工 时 ，构件受到 了过高的施工荷载 ，也可能是 由于上部建筑 物 的施工 时间过早 。 1 3 原材料因素 混凝土的施工原材料也是导致其产生裂 缝 的主要 原 因 ，施 工中有 可能使 用了质地不 良、水灰 比不稳定 的原材料，使混凝土的稳定性降低，在工程完成以后 便会有裂缝 相继 出现 ；另外 ，由于混凝土在 运输及浇 筑 环节 中出现离 析现象 ，而没有及时采取措施 加 以补 救 ，使混 凝 土 的性 能 发生 变化 ，也 容易 导 致裂 缝 的 出现 。 I 4 湿度因素 混凝 土内外 湿度变 化不平衡也容 易导致裂缝 的产 生 ，混凝土 内部 的湿度变化较慢 ，如外 部的湿度变 化 很大 ，就会使混凝土表 面产生 干缩裂缝 。导致 干缩 裂 缝 的原 因有可能是养护工作不 到位 ，使混 凝土表 面干 缩变形受到 内部混凝土体 的约束 。当这种 约束小于 外 部干缩变形 的应力 时 ，就会产生裂缝 。 2 水工混凝土裂缝的预防措施 2 1 设计方面的预防措施 在对混凝 土结构进行平面设计时就应尽 量考虑 到 刚度的均匀对称性 ，对于不规则 的结构要采 取措施进 行特殊的处理；在混凝土结构中的交接部位和高低错 落部位是薄弱环节，比较容易出现裂缝，可通过增加 钢筋的数量来强化这些部位；对于补偿配筋 ，通常采 用直径较 细但 相对 密集的配筋方式 ；如果混凝 土结 构 较长或 超长 ，可 适 当设 置 后 浇带 或 膨胀 带 来 预 防裂 缝 。当混 凝 土 面积 较大 时 ，外 墙板 比较 容易 出现 裂 缝 ，可适 当减少这些部位 的水平构造筋 直径 ，且增加 钢筋 的配筋量 ，以提高混凝土 的抗拉能力 。 2 2 原料方面的预防措施 要选择水化热低的水泥，使用前需要对水泥的水 化热进行测定；在符合施工要求的前提下，尽量减少 水泥的用量 ，使混凝土的温升值降低，从而减少浇筑 后 的混凝土 内外温度差 ，同时也能够有效降低温控 的 难度。粗骨料要使用 5 4 0 m的连续级配，细骨粒可 选择中砂或粗砂 ，但必须控制好其含泥量。活性掺合 料通常为粉煤灰、矿粉等，加入适当的掺合料可以代 替部分水泥 ，从而减少水泥的用量 ，以降低水泥 的水 化热 。外加剂一般指减水剂 、缓凝剂和膨胀 剂等。减 水剂可有效改善t 昆 凝土的性能，降低拌和用水量和水 泥用量 ；缓凝剂可 有效延缓 泵送 混凝土 的 固结时 间 ， 从而提高混凝土 的和易性和粘结性。 2 3 温度方 面的预防措施 对于混凝土的温度 控制需要从 降低 混凝土 的人仓 温度开始，可通过冷却拌和水 、加冰拌和骨料预冷等 措施来 降低 昆 凝 土的出机温度 ；可加大混凝 土的浇筑 强度和仓面保 冷的措 施 ，以控制混凝土 的温度 回升 问 题 ；尽量减少混凝土 的内外温度差 ，采用 在混凝土 内 部埋设冷却水管的方法来降低混凝土的内部温度，冷 却水管中的用水可采用地下水或者人工冷却水。混凝 土的外部需要进行保温处理，控制好混凝土温度下降 的速度 ，从而达到减小混凝土 内外温度差 的 目的 。 2 4 施工方 面的预 防措施 混凝土的施工质量控制是预防 昆 凝土裂缝的主要 措施。混凝土在浇筑过程中，可采取薄层、短间隙和 分层浇筑的方法；相邻两坝体之间要避免存在高差过 大或者侧面长期暴露 的问题 ；基础部位 的浇筑可尽 量 选择在低温天气时施工，也可设置后浇带，在分段浇 21 建设 管理 Co n s t r uc t i o n Ma n a g e me n t 筑结束后 ，可在后浇带部位浇筑膨胀混凝土，从而起 到缓 冲的作用 ；在机械开挖以后 ，可 采用人 工进行平 整，使垫层尽量平整、光滑，减少对上部结构的约束 力 ；施工过程 中随时对混凝土温度进 行测量 ，采取必 要的保湿措施来控制混凝土外部温度 下降的速度 ；另 外 ，施工完成后要及时切割伸缩缝 ，尽量做到在 同一 构造物中混凝 土的厚度均匀一致 。 2 5 养护方面的预防措施 合理地养护混凝土 ，能够有效减慢混凝土 变形的 速度 。混凝土 的早 期 养护应 该 在模 板 没有 拆 除时进 行 ，并在大风天气做好保 护工作 ；可适 当推迟模板拆 除的时间，因为模板也可起到一定的保湿隔热作用； 拆模 以后要 马上将防裂剂涂刷在混凝土 表面 ，同时进 行洒水养护 ，保持混凝 土表 面始终处于湿润状态。 3 水工混凝土裂缝 的处理方法 3 1 表面修补法 这种方法 比较 适用于 早期 ，且 较窄 的裂缝 处理 。 对混凝 土裂缝进行表面修补 ，能够改善构件 表面的美 观性 和耐 久性 。修补时需要沿着混凝 土裂缝 表面铺设 薄膜 材料 ，通常选择 的薄膜材料 为环氧类树脂 或树脂 浸渍玻璃布等。 3 2 填充法 如果裂缝 发展 到较宽 的程度 ，可采 用填充法进行 修补 ，可沿着 裂缝将 混凝 土表 面凿成 V形槽 或 u形 槽 ，并将槽 的表面处理干净 ，然后采用 树脂砂浆材料 填充密实，也可以使用水泥砂浆、沥青等填充材料。 3 3 注入法 当混凝土裂缝 的宽度较小但深度较深 时 ，可选择 合适的材料 ，采用 注入 法将 材 料 注入 到混 凝土 的内 部 。采用注入法 ，首先 必须在裂 缝处 设置 注入用 管 ， 将其他部位的表面进行封堵 ，注入材料可选择粘度较 低的环 氧树脂 ，采用 电动泵 或手动泵进行注入修补。 3 4 置换法 置换法通 常应用在混凝土裂缝破 坏程度较重 ，且 严重威胁到结构安全 时。置换法是将裂缝 严重的混凝 土剔除 ，再 置换成新 的混凝土或者其他可 替代混凝土 的材料。一般使用 的置换材料有普 通的混 凝土或者水 泥砂浆、聚合物或者改性聚合物混凝土等。 3 5 加 固法 如果裂缝过深并影响到了结构 的安全性 ，可采用 围套加 固法 、钢箍加 固法或粘贴加 固法等对结构 进行 加 固。围套加 固法是 在能够 满足周 围尺寸 的前提 下 ， 在结构外部的一侧或者多侧进行钢筋混凝土 围套 的外 包 ，从而增加钢筋的截面 ，以提高其 承载力。这种方 法对 于裂缝严重但 尚未破碎 裂透 的混凝土结 构 比较有 效 。粘贴加 固法是将钢板或型钢用 改性 的环氧树脂或 者粘合剂 ，粘结到混凝土裂缝部位 ，使其与混凝土联 结成一体。钢箍加固是在结构的裂缝部位加设 u形螺 栓或型钢套箍等将构件箍 紧，预防裂缝的发展和扩 大 。无论采用哪种结构加固法 ，都需要 经过严密 的设 计和验算 才能实施 。 4 结语 水工混凝 土尤其是一些大体积的混凝土 ，非常 容 易产生各种形式 的裂缝 。在实际工程 中。我们 必须谨 慎对待混凝土的裂缝 问题 ，无论是在设计 、施 工 ，还 是在后期维护方 面 ，都应考虑全面 ，采取针对性 的措 施加 以预防和积极处理 。 参考文献 1 黄宇容论水工混凝土温度裂缝的成 因与控制措施 J 黑龙 江科技信息 ， 2 0 0 9 ( 1 ) ： 2 4 7 2 王学连水工混凝土裂缝的成因 、 危害及处理 J 河南科技 ， 2 0 1 0( 1 2 ) ： 1 0 3 刘毅 试论水工混凝土裂缝 的防范与处理 J 中小企业管理 与科技 ， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 1 7 9 1 8 0