中小型水利工程混凝土施工通病与预防

连华

（黑龙江省水利第五工程处，黑龙江 绥化 152000）

1 前言

随着我国国民经济的快速增长，带动了水利建设的持续发展。混凝土因其取材广泛，抗压强度高，可浇注成各种外形，并且耐火性好，不易风化，养护费用低，成为当今水利建筑结构中使用最广泛的建筑工程用材之一。由于混凝土施工过程中容易遇到各种问题，以及其本身变形的情况，硬化成型的混凝土中容易存在着微孔隙、气穴和微小裂缝。这些微小裂缝的存在会使内部的钢筋材料产生一定程度的腐蚀现象，大大降低了钢筋混凝土材料的承载能力、抗渗能力和耐久性。本文针对水工建筑混凝土结构裂缝的成因进行分析，并提出防治技术。

2 水工混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝将使水工建筑物产生渗漏，渗漏的结果，一方面在压力水作用下使裂缝逐步扩宽和发展;另一方面当水渗入混凝土内部后首先会引起水解破坏，并可能由此导致混凝土结构物的破坏。根据调查，由裂缝引起的各种不利结果中，渗漏水占60%。由于混凝土碳化会加剧混凝土收缩开裂，导致混凝土结构物破坏。混凝土裂缝的存在，能使空气中的二氧化碳极易渗透到混凝土内部与水泥的某些水化产物相互作用形成碳酸钙，这就是常说的混凝土碳化。在潮湿的环境下二氧化碳能与水泥中的化学成分相互作用，使混凝土的碱度降低，使钢筋纯化膜遭受破坏，当水和空气同时期渗入，钢筋就产生锈蚀。混凝土的裂缝还会使混凝土对钢筋的保护作用削弱，在裂缝部位，水拉性能减弱，裂缝进一步扩大，形成更大的危害。综上，混凝土裂缝对混凝土结构物的结构强度和稳定性具有直接的影响，会降低混凝土结构物结构强度和整体稳定性。轻则影响建筑物外观和正常使用，严重的贯穿性裂缝甚至可能导致混凝土结构物的完全破坏。

3 水利施工中混凝土裂缝形成的原因

3.1 材料质量问题

材料质量问题引起的裂缝较常见的原因是水泥、砂、石等质量不好。如果水泥的强度不够，水泥受潮或超期，使混凝土强度达不到设计值，就可能导致混凝土开裂。只有把好材料的质量关，工程质量才能在根本上得到保证。

3.2 混凝土配比问题

混凝土配合比设计不当会直接影响混凝土的抗拉强度，是造成其开裂不可忽视的原因。配合比不当指水泥用量过大，水灰比大，含砂率不适当，骨料种类不佳，选用外加剂不当等，这几个因素是互相关联的。

3.3 施工中的问题

由于施工原因造成裂缝出现的因素很多。水分蒸发、水泥结石和混凝土干缩通常是导致混凝土裂缝的重要原因。模板构造不当，漏浆、支撑刚度不足、支撑的地基下沉、过拆模等都有可能造成混凝土开裂。因此混凝土的搅拌、运输、浇灌、振实各道工序中的任何缺陷和疏漏，都可能使裂缝产生的直接或间接原因。

4 控制混凝土裂缝的具体措施

4.1 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性，降低温升，减少收缩，提高抗侵蚀具有良好的作用。

4.2 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。

4.3 施工安排

混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气，若需要上述条件下施工时必须有相应遮挡、保温措施。

4.4 施工过程控制

二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。对于浇筑后坍落度已经消失开始初凝的混凝土进行二次振捣，混凝土会重新液化，能较好地消除粗骨料、钢筋下面的水膜，消除沉缩收缩量。泵送混凝土特别需要二次振捣。二次压光消除混凝土塑性收缩裂缝。此种裂缝是混凝土表面水分散失引起的，发生在混凝土初凝至终凝期间，消除此种裂缝应使用机械抹光机进行大面积、高强度的提浆抹光，然后使用机械收光机进行大面积、高强度的收光，将极大地提高混凝土的平整度和表面强度，在混凝土终凝前再进行二次入工抹压收光。控制约束裂缝的措施。混凝土约束裂缝的产生是混凝土内外温差过大或收缩引起的约束拉力超过了混凝土的抗拉强度，在混凝土内外温差过大、气温骤降时，及时采取保温、保湿措施，加强测温和气温预报，做到防护及时。闸墩下部与底板同时浇筑或尽量缩短闸墩与闸底板之间浇筑的时间间隔，可有效控制闸墩裂缝发生。

4.5 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，清除混凝土中的泌水，加强表面的抹压收，掺加优质粉煤灰，降低水灰比，可有效地制混凝土湿胀干缩裂缝产生。

4.6 混凝土内部的温度控制

大体积混凝土内部埋设热电祸测温，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。

4.7 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。

5 水利工程构筑物已产生裂缝修补法

国内外学者把裂缝分为死缝、活缝和增长缝等3种。对于死缝可以采用刚性材料填充修补;对活缝则采用弹性材料修补;对于增长缝，必须消除引发裂缝的因素。裂缝修补除了要恢复防水性和耐久性为目的之外，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。

5.1 充填法

对于裂缝宽度大于0.smm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，将钢筋除锈，再在槽中充填水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。

5.2 注入法

注入法分压力注入法(灌浆法)与真空吸入法两种。灌浆法适应于较深较细的裂缝，而真空注入法则利用真空泵使缝内形成真空，将浆材注入缝内，该方法适应于各种表面裂缝的修补。灌浆材料有水泥浆材、普通环氧浆材、弹性聚氨酷浆材、水溶性聚氨酉旨浆材等。

5.3 表面覆盖法

在细微裂缝表面上涂膜，以提高其防水性及耐力性为目的的修补方法。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。

6 结论

裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力，影响水利建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响水利建筑物的承载能力。所以，必须对混凝土裂缝进行深入细致的调查研究，区别对待，在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，以保证水利工程建筑物的构件的安全、稳定、经久、耐用。

[1]全国监理工程师培训教材编写委员会.工程建设质量控制.北京:中国建筑工业出版社,1999.

[2]毛鹤琴等.工程建设质量控制.北京:中国建筑工业出版社,1997.

[3]刘伟工程质量管理与系统控制武汉:武汉大学出版社,2004.1.

[4]水电水利工程施工监理规范DL/T5111-20002000-11-03.