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【摘要】由于水工混凝土经常暴露在大气与水之中，经常受到水流的冲刷、日晒和雨、雪、风、霜、水的侵蚀以及冰冻、干湿等作用，极易出现裂缝等问题，裂缝的出现，将对混凝土质量产生一定影响，因此，水工混凝土裂缝预防和处理工作至关重要，马虎不得。
【关键词】水工混凝土；裂缝；预防；处理；注意事项
水工混凝土裂缝是水工建筑物最为常见的病害之一，产生的原因是多种多样的，裂缝对水工建筑物的危害程度不一，还可能诱发其他病害的发生和发展，对水工建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。
一、水工混凝土裂缝存在的危害
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的结构强度和整体稳定性，轻则影响建筑物的外观和正常使用，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。
二、造成水工混凝土裂缝出现的原因
1. 温度原因造成的混凝土裂缝出现
受温度影响出现的裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中，温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显，另外混凝土硬化时会释放大量水化热，导致混凝土内胀外缩，在混凝土表层产生拉应力，当拉应力超过混凝土的允许抗拉强度时，产生表面裂缝，此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
2.水分流失过快造成的混凝土裂缝出现
混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生收缩，一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
3.化学成分造成的混凝土裂缝出现
混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，这种化学反应导致混凝土体积发生变化，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
4.施工不当造成的混凝土裂缝
在施工过程中，由于施工不当造成的混凝土裂缝也时常存在，许多裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，施工不当，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
三、水工混凝土裂缝的预防
1.严格混凝土原材料的选择和配比
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，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。
2.严格控制混凝土内部温度和合理施工安排
如大体积混凝土内部埋设热电耦测温，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。同时，混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气，同时注意地质变化，若需要上述条件下施工时必须有相应勘测、遮挡、保温措施。
3. 防失水养护
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14天，同时，及时进行洒水等措施，避免水分过快损失造成裂缝出现。
4.防止化学反应造成的裂缝出现
选择抗腐蚀性强的钢筋材料和混凝土材料，避免使用碱骨料等措施，对防止混凝土裂缝有较好的效果。碱骨料化学反应对结构的耐久性影响很大，为控制碱骨料的化学反应，最好选择优质骨料和低含碱量的水泥以及中性拌和水，在提高混凝土密实度的同时合理降低水灰比。
四、水工混凝土裂缝的处理
1.混凝土表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2.填充处理法
对于裂缝宽度大于0.5mm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。
3.注入处理法
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、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。
4.电化学处理法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。
5.新仿生自愈合处理法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，如含粘结剂的液芯纤维或胶囊，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
五、总结
随着社会的不断进步，更多的更大水工混凝土结构会出现，而裂缝的存在会给这些结构造成安全方面的危害，因此，要从日常的施工、维护方面入手，防止裂缝出现，对裂缝出现后积极进行相关处理，将危害降到最低，避免造成财产和安全的损失。
参考文献：
[[1]郭海燕，薛文化，周培丽.水工混凝土裂缝成因及处理[J].商情，2010年第05期
[[2]顾剑刚.水工大体积混凝土裂缝预防处理[J].城市建设理论研究，2011年第20期
【关键词】水工混凝土；裂缝；预防；处理；注意事项
水工混凝土裂缝是水工建筑物最为常见的病害之一，产生的原因是多种多样的，裂缝对水工建筑物的危害程度不一，还可能诱发其他病害的发生和发展，对水工建筑物的耐久性产生巨大的危害，因此，必须对此加以重视，并采取措施加以解决。
一、水工混凝土裂缝存在的危害
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的结构强度和整体稳定性，轻则影响建筑物的外观和正常使用，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。
二、造成水工混凝土裂缝出现的原因
1. 温度原因造成的混凝土裂缝出现
受温度影响出现的裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中，温度裂缝的走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行于短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿着长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显，另外混凝土硬化时会释放大量水化热，导致混凝土内胀外缩，在混凝土表层产生拉应力，当拉应力超过混凝土的允许抗拉强度时，产生表面裂缝，此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。
2.水分流失过快造成的混凝土裂缝出现
混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生收缩，一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。
3.化学成分造成的混凝土裂缝出现
混凝土加水拌和后，水泥中的碱性物质与活性骨料中活性氧化硅等起反应，析出的胶状碱——硅胶从周围介质中吸水膨涨，体积增大三倍，这种化学反应导致混凝土体积发生变化，从而使混凝土涨裂产生裂缝。
4.施工不当造成的混凝土裂缝
在施工过程中，由于施工不当造成的混凝土裂缝也时常存在，许多裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等所致，特别是在冬季，施工不当，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
三、水工混凝土裂缝的预防
1.严格混凝土原材料的选择和配比
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，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。
2.严格控制混凝土内部温度和合理施工安排
如大体积混凝土内部埋设热电耦测温，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。同时，混凝土的浇筑尽可能避开高温、曝晒、多风、降温的天气，同时注意地质变化，若需要上述条件下施工时必须有相应勘测、遮挡、保温措施。
3. 防失水养护
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14天，同时，及时进行洒水等措施，避免水分过快损失造成裂缝出现。
4.防止化学反应造成的裂缝出现
选择抗腐蚀性强的钢筋材料和混凝土材料，避免使用碱骨料等措施，对防止混凝土裂缝有较好的效果。碱骨料化学反应对结构的耐久性影响很大，为控制碱骨料的化学反应，最好选择优质骨料和低含碱量的水泥以及中性拌和水，在提高混凝土密实度的同时合理降低水灰比。
四、水工混凝土裂缝的处理
1.混凝土表面修补法
表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。
2.填充处理法
对于裂缝宽度大于0.5mm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。
3.注入处理法
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、弹性聚氨酯浆材、水溶性聚氨酯浆材等。
4.电化学处理法
电化学防腐是利用施加电场在介质中的电化学作用，改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态，钝化钢筋，以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是化学防护法中常用而有效的三种方法。
5.新仿生自愈合处理法
仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法，它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分，如含粘结剂的液芯纤维或胶囊，在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维可使裂缝重新愈合。
五、总结
随着社会的不断进步，更多的更大水工混凝土结构会出现，而裂缝的存在会给这些结构造成安全方面的危害，因此，要从日常的施工、维护方面入手，防止裂缝出现，对裂缝出现后积极进行相关处理，将危害降到最低，避免造成财产和安全的损失。
参考文献：
[[1]郭海燕，薛文化，周培丽.水工混凝土裂缝成因及处理[J].商情，2010年第05期
[[2]顾剑刚.水工大体积混凝土裂缝预防处理[J].城市建设理论研究，2011年第20期