□王立庫(kù)

一、概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，水利水電工程建設(shè)在規(guī)模上、數(shù)量上都達(dá)到了建國(guó)以來(lái)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(huì)降低水工建筑物的抗?jié)B能力，而且會(huì)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(duì)水利工程建筑物的應(yīng)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了在施工中的預(yù)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(yīng)力引起的裂縫和在外荷載作用下結(jié)構(gòu)次應(yīng)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(shí)引起的內(nèi)應(yīng)力造成的。從國(guó)內(nèi)外的研究資料以及大量的工程實(shí)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(shí)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(dāng)或養(yǎng)護(hù)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(yīng)引起的裂縫以及循環(huán)動(dòng)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(dòng)位移引起。

4．斜向裂縫。常見(jiàn)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(yīng)用，包括兩類，一類是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以自愈合的裂縫，常見(jiàn)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(guò)程中與水進(jìn)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(dá)到自愈；另一類是處于穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)中的裂縫，如在周期性荷載作用下產(chǎn)生的周期性擴(kuò)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(kuò)展，影響結(jié)構(gòu)物的持久使用，應(yīng)視其擴(kuò)展部位采取相應(yīng)的措施。

三、裂縫的成因及預(yù)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(guò)程中，水泥和水起化學(xué)反應(yīng)，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(guò)大，就將產(chǎn)生溫度應(yīng)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(qiáng)度，如果由內(nèi)外溫度差引起的拉應(yīng)力超過(guò)混凝土早期抗拉強(qiáng)度，混凝土就要產(chǎn)生裂縫。

2．預(yù)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(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)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(fēng)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(dòng)性、保水性，降低水熱化，推遲熱峰出現(xiàn)的時(shí)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(shè)置冷卻管道，通過(guò)冷水或冷氣冷卻，減小混凝土的內(nèi)部溫差；加強(qiáng)混凝土溫度的監(jiān)控，及時(shí)采取冷卻保護(hù)措施；加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，混凝土澆筑后，及時(shí)用濕潤(rùn)的草簾、麻片等覆蓋，并灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)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(shí)，體積要縮小，產(chǎn)生收縮變形，當(dāng)受到約束時(shí)就可能導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；在筋率較高的構(gòu)件中，由于鋼筋對(duì)周圍混凝土的約束作用強(qiáng)，混凝土的收縮也會(huì)受到鋼筋的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)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(yù)防措施。在裂縫產(chǎn)生的部位，用水泥砂漿、環(huán)氧樹(shù)脂等對(duì)裂縫部位表面進(jìn)行粘補(bǔ)、涂抹和嵌補(bǔ)。這種方法一般適用于表面裂縫。要合理設(shè)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(guò)高，設(shè)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(qiáng)混凝土的時(shí)期養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

(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(gè)小時(shí)內(nèi)，這時(shí)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(dòng)的傾向。當(dāng)這種移動(dòng)受到鋼筋骨架或者模板的約束時(shí)，上部就容易形成沿鋼筋長(zhǎng)度方向的裂縫。

2．預(yù)防措施。要仔細(xì)選擇集料的配級(jí)，做好混凝土的配合比設(shè)計(jì)，特別是要控制水灰比，采用適量的減水劑；施工時(shí)混凝土既不能漏振也不能過(guò)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(xué)反應(yīng)引起的裂縫

1．裂縫成因。堿骨料化學(xué)反應(yīng)是指混凝土孔隙中水的堿性溶液與活性骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(xì)小裂縫，然后由表及里地展開(kāi)。

2．預(yù)防措施。堿骨料化學(xué)反應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)件的耐久性影響極大，為了控制堿骨料化學(xué)反應(yīng)速度應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)骨料和低含堿量水泥，并提高混凝土密實(shí)度和采用較低的水灰比。

四、結(jié)語(yǔ)

在水利施工過(guò)程中，混凝土裂縫是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。近年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，這個(gè)問(wèn)題的負(fù)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(duì)這些問(wèn)題提出了具體的解決措施。在水利工程施工過(guò)程中，只要我們采取的措施得當(dāng)，這些裂縫是可以得到有效預(yù)防和治理的。