摘要：本文結合理論和施工實踐，分析了水工建筑物產生裂縫的幾種因素，以及相應采取的預防和修補措施，以控制裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件的安全。

　　關鍵詞：混凝土裂縫預防處理

　　混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質的多項復合脆性材料。由于混凝土施工和本身變形和約束等一系列問題，使混凝土產生裂縫，輕者使混凝土內部的鋼筋材料產生腐蝕，降低鋼筋混凝土結構的承載力、耐久性、使用價值等。嚴重的將直接威脅到人民的生命、財產安全。因此，對混凝土裂縫的控制已成為水利工程建設引起高度重視的問題之一。

　　1．水工混凝土裂縫產生的因素

　　按裂縫產生的原因劃分有：由外荷載（包括施工和使用階段的靜荷載、動荷載）引起的裂縫；由變形（包括溫度、濕度變形、不均勻沉降等）引起的裂縫；由施工操作（如制作、脫模、養護、堆放、運輸、吊裝等）引起的裂縫。水工建筑物產生裂縫主要因素有以下幾種：

　　（1）大體積混凝土水化時產生的大量水化熱得不到散發，導致混凝土內外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。

　　（2）混凝土在硬化的過程中，由于干縮引起的體積變形受到約束時產生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構件。

　　（3）當有約束時，混凝土熱漲冷縮所產生的體積漲縮，因為受約束力的限制，在內部產生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度低，容易被溫度引起的拉應力拉裂，從而產生溫度裂縫。由于太陽暴曬產生裂縫也是工程中最常見的現象。

　　（4）混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質與活性骨料中活性氧化硅等起反應，析出的膠狀堿——硅膠從周圍介質中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產生裂縫。

　　（5）在炎熱的大風天氣，混凝土表面蒸發較過快，造成混凝土內部水化熱過高，在混凝土澆筑數小時仍處于塑性狀態，易產生塑性收縮裂縫。

　　（6）構件超載產生的裂縫，例如：構件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產生內力彎矩，出現垂直于構件縱軸的裂縫，構件在較大剪力作用下，產生斜裂縫，并向上、下延伸。

　　（7）當結構的基礎出現不均勻沉陷，就有可能會產生裂縫，隨著沉陷的進一步發展，裂縫會進一步擴大。

　　（8）當鋼筋混凝土處于不利環境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土保護層厚度有限，特別是當混凝土密實性不良，環境中的氯離子等和溶于水中的氧會使混凝土中的鋼筋生銹，生成氧化鐵，氧化鐵的體積比原來金屬的體積大的多，鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土擠壓，使混凝土脹裂。

　　2．水工混凝土裂縫的預防措施

　　（1）設計單位應該提出混凝土施工溫度控制的具體要求和混凝土養護的基本要求，控制外加劑的品種和摻量，確保混凝土收縮與膨脹相抵消；按《規范》要求設置必要的變形縫。

　　（2）混凝土配合比設計時，在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能的降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產出“高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值”的抗裂混凝土。施工時要嚴格控制混凝土配合比，計量要準確，坍落度抽檢工作要加強，不能流于形式。

　　（3）混凝土振搗要密實，拆模后要掛草簾或鋪草澆水養護保濕。新澆筑的混凝土就像剛剛出生的嬰兒，需要體貼關心和愛護。混凝土的養護不僅對防止早期表面裂縫顯得重要，它對混凝土后期強度的發展、混凝土的進一步成熟和耐久性等也同樣重要，在過去許多工程的施工和管理中對養護的重要性沒有充分的認識。

　　（4）施工過程中應經常觀察模板的位移和混凝土澆搗的密實情況，不能漏振，過振，且在第一次振搗后要進行第二次振搗。

　　（5）配置大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如硅酸鹽水泥或普通硅酸水泥、礦渣水泥，此外可摻加膨漲劑、適量的粉煤灰等，摻粉煤灰是一項既能減少由溫度應力而使大壩開裂的危險，又能提高混凝土某些性能的經濟有效的措施；同時要采用塑料薄膜和草袋覆蓋，以確保混凝土內外溫差小于25°。根據構造要求情況配置必要的鋼筋起到限裂的作用。

　　（6）《規范》中要求采用新技術、新工藝、新材料和新設備。很多方面要通過原材料的選用和控制來達到設計要求。在設計時要選用堿活性小的砂石骨料，同時注意選用低堿或無堿外加劑以及選用合適的摻和料抑制堿性骨料反應。

　　3、水工混凝土裂縫的三種常見修補方法

　　（1）開槽法修補裂縫

　　采用環氧樹脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：12.5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當中，再用人工繼續攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約0.4斤丙酮就可以了）。及時將已拌好的改性環氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的砼鑿槽內進行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入砼縫內，一組砂漿的整個施工過程需要30min左右完成。

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　　嵌入后的砂漿養護即砂漿嵌入縫槽內處理好后兩小時以內及時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環氧樹脂砂漿進行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養護。

　　（2）低壓注漿法修補裂縫

　　低壓注漿法適用于寬度為0.2mm~0.3mm的混凝土裂縫修補。修補工序如下：裂縫清理—試漏—配制注漿液—壓力注漿—二次注漿—清理表面。

　　當裂縫數量較多時，先要在裂縫位置上貼醫用白膠布，再用窄毛刷沾漿沿裂縫來回涂刷封縫，使裂縫封閉，大約10min后，揭去膠布條，露出小縫，粘貼注漿嘴用鍵包嚴。固化后周邊可能有裂口，必須反復用漿補上，以避免注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的第二天進行，若氣溫高的話，半天就可注漿。操作時先用補縫器吸取注漿液，插入注漿嘴，用手推動補縫器活塞，使漿液通過注漿嘴壓入裂縫，當相鄰的嘴中流出漿液時，就可拔出補縫器，堵上鋁鉚釘。一般由上往下注漿，水平縫一般從一端到另一端逐個注漿。為了保證漿液充滿，在注漿后約半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。

　　（3）表面覆蓋法修補裂縫

　　這是一種在微細裂縫（一般寬度小于0.2mm）的表面上涂膜，以達到修補混凝土微細裂縫的目的。分涂覆裂縫部分及全部涂覆兩種方法，這種方法的缺點是修補工作無法深入到裂縫內部，對延伸裂縫難以追蹤其變化。

　　表面覆蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環境不同而異，通常采用彈性涂膜防水材料，聚合物水泥膏、聚合物薄膜（粘貼）等。施工時，首先用鋼絲刷子將混凝土表面打毛，清除表面附著物，用水沖洗干凈后充分干燥，然后用樹脂充填混凝土表面的氣孔，再用修補材料涂覆表面。通過采取合理有針對性的修補措施，以控制水工建筑物裂縫的進一步發展，保證設施使用安全。

　　作者簡介

　　韓乾鋒，1976年11月生，陜西乾縣人，西北農林科技大學水利水電專業畢業，助理工程師，在寶雞峽灌區多年從事水利工程施工和管理工作。