水工混凝土裂縫的預防與處理

1、安全技術水工混凝土裂縫的預防與處理 1、概述 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(zhì)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(chǎn)生裂縫，微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土結(jié)構(gòu)的承重、防滲及其他功能不產(chǎn)生危害。但是受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會不斷的擴展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，這些裂縫已成為水利工程中常見的工程病害，輕者使混凝土內(nèi)部的鋼筋材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、耐久性、使用價值等。嚴峻的將直接威逼到人民的生命、財產(chǎn)平安。因此對混凝土裂縫的掌握已成為水利工程建設引起高度重視的問題之一。 近代科學討論和大

2、量的混凝土工程實踐證明，在混凝土工程中裂縫問題是不行避開的，在肯定的范圍內(nèi)也是可以接受的，只是要實行有效的措施將其危害程度掌握在肯定的范圍之內(nèi)，對水工建筑物平安是不會產(chǎn)生不良影響的。鋼筋混凝土規(guī)范也明確規(guī)定1：有些結(jié)構(gòu)在所處的不同條件下，允許存在肯定寬度的裂縫。但在施工中應盡量實行有效措施掌握裂縫產(chǎn)生，使結(jié)構(gòu)盡可能不消失裂縫或盡量削減裂縫的數(shù)量和寬度，尤其要盡量避開有害裂縫的消失，從而確保工程質(zhì)量。 迄今為止，在設計時幾乎全部的混凝土都允許肯定范圍內(nèi)開裂，從結(jié)構(gòu)設計的平安性方面講，這是沒有問題的。但問題的關鍵在于一旦消失裂縫，在各種外力的作用下，尤其是水下結(jié)構(gòu)，在高水頭的水壓力以及侵蝕性媒介對

3、裂縫的破壞性作用，可能會造成結(jié)構(gòu)設計允許開裂的裂縫進一步擴張和擴散。比如：前蘇聯(lián)修建的克拉斯諾雅爾期克大壩，靠底孔邊墻原來發(fā)覺220條表面縫，但在外界環(huán)境作用下，短短5年時間后，10%的表面縫進展成為貫穿性裂縫。這樣的例子并不少見，因此，今后的設計除考慮結(jié)構(gòu)外，還應當充分考慮環(huán)境因素的長期長久作用。 2水工混凝土裂縫產(chǎn)生的因素 按裂縫產(chǎn)生的緣由劃分有：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、不勻稱沉降等)引起的裂縫;由施工操作(如制作、脫模、養(yǎng)護、堆放、運輸、吊裝等)引起的裂縫。 按裂縫的方向、外形劃分有：水平裂縫，垂直裂縫，橫向裂縫，縱向裂縫，斜

4、向裂縫以及放射狀裂縫等。 按裂縫深度劃分有：貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。 水工建筑物產(chǎn)生裂縫因素有以下幾種： a、大體積混凝土水化時產(chǎn)生的大量水化熱得不到散發(fā)，導致混凝土內(nèi)外溫差較大，使混凝土的形變超過極限引起裂縫。 b、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(chǎn)生的裂縫，這種裂縫的寬度有時會很大，甚至會貫穿整個構(gòu)件。 c、在厚度較大的構(gòu)件中，由于混凝土的塑性塌落引起的裂縫。 d、當有約束時，混凝土熱漲冷縮所產(chǎn)生的體積漲縮，由于受約束力的限制，在內(nèi)部產(chǎn)生了溫度應力，由于混凝土抗拉強度低，簡單被溫度引起的拉應力拉裂，從而產(chǎn)生溫度裂縫。由于太陽暴曬產(chǎn)生裂縫也是工程中最常見的現(xiàn)象

5、。 e、混凝土加水拌和后，水泥中的堿性物質(zhì)與活性骨料中活性氧化硅等起反應，析出的膠狀堿硅膠從四周介質(zhì)中吸水膨漲，體積增大三倍，從而使混凝土漲裂產(chǎn)生裂縫。 f、在酷熱的大風天氣，混凝土表面蒸發(fā)較過快，造成混凝土內(nèi)部水化熱過高，在混凝土澆筑數(shù)小時仍處于塑性狀態(tài)，易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。 g、構(gòu)件超載產(chǎn)生的裂縫，例如：構(gòu)件在超出設計的均布荷載或集中荷載作用下產(chǎn)生內(nèi)力彎矩，消失垂直于構(gòu)件縱軸的裂縫，構(gòu)件在較大剪力作用下，產(chǎn)生斜裂縫，并向上、下延長。 h、當結(jié)構(gòu)的基礎消失不勻稱沉陷，就有可能會產(chǎn)生裂縫，隨著沉陷的進一步進展，裂縫會進一步擴大。 i、當鋼筋混凝土處于不利環(huán)境中，例如：侵蝕性水，由于混凝土愛護層

6、厚度有限，特殊是當混凝土密實性不良，環(huán)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，對四周混凝土擠壓，使混凝土脹裂。 3、水工混凝土裂縫的防止措施 a、設計單位應當提出混凝土施工溫度掌握的詳細要求和混凝土養(yǎng)護的基本要求，掌握外加劑的品種和摻量，確?；炷潦湛s與膨脹相抵消;按規(guī)范要求設置必要的變形縫。 b、混凝土協(xié)作比設計時，在保證混凝土具有良好工作性的狀況下，應盡可能的降低混凝土的單位用水量，采納"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(chǎn)出&q

7、uot;高強、高韌性、中彈、低熱和高極拉值'的抗裂混凝土。施工時要嚴格掌握混凝土協(xié)作比，計量要精確，坍落度抽檢工作要加強，不能流于形式。 c、混凝土振搗要密實，拆模后要掛草簾或鋪草澆水養(yǎng)護保濕。新澆筑的混凝土就象剛剛誕生的嬰兒，需要愛護關懷和愛惜?；炷恋酿B(yǎng)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進展、混凝土的進一步成熟和耐久性等也同樣重要，在過去很多工程的施工和管理中對養(yǎng)護的重要性沒有充分的熟悉。 d、施工過程中應常常觀看模板的位移和混凝土澆搗的密實狀況，不能漏振，過振，且在第一次振搗后要進行其次次振搗。 e、配置大體積混凝土宜使用低水化熱水泥，如硅酸鹽水泥或一般硅酸水

8、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削減由溫度應力而使大壩開裂的危急，又能提高混凝土某些性能的經(jīng)濟有效的措施;同時要采納塑料薄膜和草袋掩蓋，以確?；炷羶?nèi)外溫差小于25。依據(jù)構(gòu)造要求狀況配置必要的鋼筋起到限裂的作用。 f、規(guī)范中要求采納新技術、新工藝、新材料和新設備。許多方面要通過原材料的選用和掌握來達到設計要求。在設計時要選用堿活性小的砂石骨料，同時留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。 g、對泵送混凝土，則要在滿意其可泵性、和易性的前提下，盡量減小出機時的坍落度、降低砂率、并嚴格掌握骨料的含泥量。 4、水工混凝土工程的常見缺陷修補 a、

9、開槽法修補裂縫 采納環(huán)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勻稱后，將環(huán)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，再用人工連續(xù)攪拌。最終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)。準時將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的砼鑿槽內(nèi)進行嵌入。從砂漿開頭拌和到嵌入砼縫內(nèi)，一組砂漿的整個施工過程需要30分鐘左右完成。 嵌入后的砂漿養(yǎng)護即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時以內(nèi)準時用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進行掩蓋，待完全初凝后，開頭用水養(yǎng)護。 b.低壓注漿法修補裂縫 低壓注漿法

10、適用于寬度為0.2mm0.3mm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(shù)量較多時，先要在裂縫位置上貼醫(yī)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10分鐘后，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，必需反復用漿補上，以避開注漿漏漿。注漿操作一般在粘嘴的其次天進行，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?jié){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。為了保證漿液布滿，在注漿后約

11、半小時可以對每個注漿嘴再次補漿。 C、表面掩蓋法修補裂縫 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化到裂縫內(nèi)部，對延長裂縫難以追蹤其變化。 表面掩蓋法所用材料視修補目的及建筑物所處環(huán)境不同而異，通常采納彈性涂膜防水材料，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，用水沖洗潔凈后充分干燥，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。 除以上三種常用混凝土裂縫修補法外，還有結(jié)構(gòu)加固法、混凝土置換法、電化學防護法、仿生自愈合法等修補方法，要依據(jù)工程詳細狀況選用合適的混凝土裂縫修補方法。 5、結(jié)論 裂