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【摘 要】 混裂缝是水工混凝土建筑物最常见和最普遍病害。结合工程实践经验分析了混凝土裂缝的种类，产生的原因以及常用的防治措施，为今后类似工程提供施工参考依据。凝土硬化过程中产生的裂缝不仅影响美观，还给工程质量留下安全隐患。本文阐述了混凝土产生裂缝的原因、预防措施及常见的缺陷修补方法。
【关键词】 混凝土;水工建筑物;裂缝;产生原因;预防措施;修补方法
所谓混凝土指的是由胶凝材料与骨料，按照适当的比例配合，加水拌和成混合物，经凝结硬化而形成的较坚硬的固体材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响水工建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产安全。因此，对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设的关键。
一、裂缝产生的原因
水工建筑物混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。比如施工不规范、材料质量差、配合比不合理或设计不当等多种原因引起的。
1、收缩裂缝：收缩裂缝是当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，而且纵横交错，成龟裂状，形成没有任何规律。这种裂缝大多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等构件。
2、超载裂缝：混凝土构件遭受超载作用时，造成变形、受力不均等，其结构构件产生的裂缝称为超载裂缝。例如构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。
3、沉降裂缝：沉降裂缝是由于结构的基础出现不均匀沉降、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝。随着沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。此类裂缝一般下裂而不鼓，往往会贯通到基础，危害极大，并且很难处理。不加以防范，后果很严重。
4、温度裂缝：当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积膨胀收缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝;当外部环境或结构内部温度发生变化，大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，是混凝土的形变超过极限即产生温度裂缝。
二、裂缝的预防措施
水工建筑物混凝土裂缝的预防措施要从设计、施工、原材料的选用、日常养护等多方面入手，采用新技术、新工艺、新材料和新设备。
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。尽可能地减少水泥用量，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、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。
3、施工时间的安排。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、施工过程的控制。a.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。b.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人工抹压收光。c.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。
5、混凝土内部的温度控制。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，采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于25℃。根据构造要求配置必要的钢筋起到限制裂缝的作用。
6、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。
三、裂缝的修补方法
水工建筑物混凝土裂缝是水工结构中最常见的工程缺陷，一般的裂缝可使建筑物结构的耐久性降低，严重的裂缝会破坏工程结构的完整性和抗震性，危及结构的运行安全。以预防为主，修补结合的方法，在裂缝不降低承载能力的情况下，采用表面修补法、填充法、注入法等方法进行处理。
1、表面修补法：混凝土表面出现数量较多的裂缝时（一般宽度小于0.2mm），采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用，用以恢复构件表面美观和提高耐久性。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。
2、填充法：当裂缝较宽时，可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽，用树脂砂浆材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。
3、低压注浆法：低压注浆法适用于宽度为0.2-0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。当裂缝宽度较小且较深、数量较多时，在裂缝位置上先贴医用白胶布，然后用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，封闭裂缝，10分钟之后，揭去白胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，就要反复用浆补上，避免漏浆。注浆在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可以注浆。用补缝器吸足注浆液，插入注浆嘴，由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆，并堵上铝铆钉。
4、结构补强法：因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。
四、结束语
水工建筑物混凝土裂缝是结构中普遍存在的一种现象，它不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，在施工时，贯彻预防为主，修补结合的方法，来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献：
[1]刘军《试论常见水工混凝土裂缝的种类及预防措施》[J].甘肃科技纵横.2008（01）.
[2]范春香《浅析混凝土结构施工裂缝的成因及控制技术》[J].科技情报开发与经济.2010（13）189-190.
[3]邓安杰《浅论水工混凝土裂缝-分类、预防与处理》[J].科技风.2010（07）148-149
【关键词】 混凝土;水工建筑物;裂缝;产生原因;预防措施;修补方法
所谓混凝土指的是由胶凝材料与骨料，按照适当的比例配合，加水拌和成混合物，经凝结硬化而形成的较坚硬的固体材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响水工建筑物的外观、使用寿命，严重的将威胁到人民的生命、财产安全。因此，对混凝土裂缝的控制已成为水利工程建设的关键。
一、裂缝产生的原因
水工建筑物混凝土裂缝形成的原因非常复杂，往往是多种不利因素综合作用的结果。比如施工不规范、材料质量差、配合比不合理或设计不当等多种原因引起的。
1、收缩裂缝：收缩裂缝是当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，干缩引起的体积变形受到约束时产生的裂缝，这种裂缝的宽度有时会很大，甚至会贯穿整个构件。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，而且纵横交错，成龟裂状，形成没有任何规律。这种裂缝大多发生在大体积的混凝土和梁、板、柱等构件。
2、超载裂缝：混凝土构件遭受超载作用时，造成变形、受力不均等，其结构构件产生的裂缝称为超载裂缝。例如构件在超出设计的均布荷载或集中荷载作用下产生内力弯矩，出现垂直于构件纵轴的裂缝，构件在较大剪力作用下，产生斜裂缝，并向上、下延伸，一般沿受力钢筋垂直方向或斜向发展。
3、沉降裂缝：沉降裂缝是由于结构的基础出现不均匀沉降、剪应力超过设计强度而产生的一种混凝土裂缝。随着沉降的进一步发展，裂缝会进一步扩大。此类裂缝一般下裂而不鼓，往往会贯通到基础，危害极大，并且很难处理。不加以防范，后果很严重。
4、温度裂缝：当有约束时，混凝土热胀冷缩所产生的体积膨胀收缩，因为受约束力的限制，在内部产生了温度应力，由于混凝土抗拉强度强度低，容易被温度引起的拉应力拉裂，从而产生温度裂缝;当外部环境或结构内部温度发生变化，大体积混凝土水化时产生的大量水化热得不到散发，导致混凝土内外温差较大，是混凝土的形变超过极限即产生温度裂缝。
二、裂缝的预防措施
水工建筑物混凝土裂缝的预防措施要从设计、施工、原材料的选用、日常养护等多方面入手，采用新技术、新工艺、新材料和新设备。
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。尽可能地减少水泥用量，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、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。
3、施工时间的安排。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、施工过程的控制。a.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。b.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人工抹压收光。c.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。
5、混凝土内部的温度控制。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，采用塑料薄膜和草袋覆盖，以确保混凝土内外温差小于25℃。根据构造要求配置必要的钢筋起到限制裂缝的作用。
6、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。
三、裂缝的修补方法
水工建筑物混凝土裂缝是水工结构中最常见的工程缺陷，一般的裂缝可使建筑物结构的耐久性降低，严重的裂缝会破坏工程结构的完整性和抗震性，危及结构的运行安全。以预防为主，修补结合的方法，在裂缝不降低承载能力的情况下，采用表面修补法、填充法、注入法等方法进行处理。
1、表面修补法：混凝土表面出现数量较多的裂缝时（一般宽度小于0.2mm），采用手工或机械喷涂方法，将修补材料涂覆于混凝土表面，起到表面封闭作用，用以恢复构件表面美观和提高耐久性。这种方法的缺点是修补工作无法深入到裂缝内部，对延伸裂缝难以追踪其变化。
2、填充法：当裂缝较宽时，可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽，用树脂砂浆材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝，作业简单，费用低。
3、低压注浆法：低压注浆法适用于宽度为0.2-0.3mm的混凝土裂缝修补。修补工序如下：裂缝清理-试漏-配制注浆液-压力注浆-二次注浆-清理表面。当裂缝宽度较小且较深、数量较多时，在裂缝位置上先贴医用白胶布，然后用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，封闭裂缝，10分钟之后，揭去白胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。固化后周边可能有裂口，就要反复用浆补上，避免漏浆。注浆在粘嘴的第二天进行，若气温高的话，半天就可以注浆。用补缝器吸足注浆液，插入注浆嘴，由上往下注浆，水平缝一般从一端到另一端逐个注浆，并堵上铝铆钉。
4、结构补强法：因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致混凝土耐久性降低、火灾造成的裂缝等影响结构强度可采取结构补强法。包括断面补强法、锚固补强法、预应力法等。
四、结束语
水工建筑物混凝土裂缝是结构中普遍存在的一种现象，它不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此，在施工时，贯彻预防为主，修补结合的方法，来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献：
[1]刘军《试论常见水工混凝土裂缝的种类及预防措施》[J].甘肃科技纵横.2008（01）.
[2]范春香《浅析混凝土结构施工裂缝的成因及控制技术》[J].科技情报开发与经济.2010（13）189-190.
[3]邓安杰《浅论水工混凝土裂缝-分类、预防与处理》[J].科技风.2010（07）148-149