水利工程中混凝土的裂缝成因及修补方法

摘要：水利工程项目中，常常要用到混凝土进行施工，但在混凝土施工过程中常常也会遇到裂缝问题，裂缝的产生对混凝土的结构及强度都会造成巨大的影响，严重的会影响工程的质量及寿命，所以在工程中要尽可能减少裂缝的产生。本文主要针对混凝土的裂缝成因进行分析，同时对一些补救措施进行了介绍，为水利工程建筑提供有益的参考。

关键词：混凝土；裂缝；成因；对策

中图分类号： TV4

1混凝土裂缝的种类

混凝土的裂缝产生可以按深度划分种类，也可以按开度变化来划分，也可以按产生的原因来进行划分，本文分析的裂缝种类主要是按产生原因划分的，主要有由温度、干缩、钢筋锈蚀、超负荷、碱骨料反应及地基的沉降等原因产生的裂缝。

1.1温度裂缝

温度裂缝主要是由混凝土所处环境温度变化及内部的水化热导致的温度升高而引起的裂缝。在工程中，相对体积较大的混凝土浇筑完成后，由于水泥的水化热，会导致混凝土内部的温度升高，但由于环境温度低，当水化热完成后，混凝土会产生降温现象，此过程中会发生收缩，由于混凝土的拉伸变形同收缩变形互相约束，两种力相互作用下就会产生裂缝的产生。另外由于施工季节的原因引起的内外温差过大，比如冰冻或烈日下曝晒后突然降雨，都会导致混凝土内部与外部的温度差过大，表面温度骤降而引起变形，外部变形受内部的约束，也能引起裂缝的产生。

1.2干缩裂缝

干缩裂缝的产生主要是由于混凝土处于干燥的空气中，由于在凝固的过程中混凝土表面的水分会散失掉，这样会导致表面的体积缩小而产生变形，就是干缩，混凝土的干缩相对较慢，表面完成干缩而内部却没有完成，这样表面受内部约束，导致表面产生干缩应力，力的强度如果大于混凝土的抗力强度，就会产生裂缝，也就是干缩裂缝。

1.3钢筋锈蚀裂缝

混凝土中的钢筋如果保存不当，长期露在空气中或储存在含盐碱物质的附近，都会产生一定的锈蚀，而在浇筑前又不能很好的进行表面处理，工程完工后，钢筋会在混凝土中继续发生锈蚀，由于锈蚀产生的体积会比原来增大几倍，对周围包裹的混凝土产生膨胀力，当这个力大于混凝土的抗拉强度时，就会导致裂缝的产生。

1.4碱骨料反应裂缝

由于混凝土是由水泥加上一些砂石及外加剂构成，这些构成材料混在一起加上水的作用，会产生一些化学反应，其中主要有碱——硅酸反应和碱——碳酸盐反应，这些反应都会导致混凝土内部产生一些变化，如膨胀作用，使内部的体积变大，大到一定程度就会导致裂缝的产生。比如活性SiO2以及变形石英等发生反应，就会生成一种凝胶物质，这种物质具有一定的吸水性，反应物数量达到一定级数，吸收的水分又足够多，就会导致体积的大幅膨胀产生碱骨料反应裂缝。

1.5超负荷裂缝

当工程中的混凝土受到重物的作用，其抗拉强度不足对抗重物的重力时，就会导致混凝土构件的结构变化而产生裂缝，这种裂缝就是超负荷裂缝。除了以上这些裂缝以外，由于地基的冻胀以及不均匀沉降也能产生一些其他的裂缝，这些也都是水利工程中比较常见的裂缝种类。

2混凝土裂缝形成的原因分析

2.1 设计方面的原因造成裂缝产生

这方面原因虽然不多，但在实际的施工中也占有一些比例，一些设计单位，由于在设计之前没能对工程的地质进行详细深入的勘察，对于地质的评价及设计方案都缺乏科学性，在设计上具有一定的盲目性，调计粗糙，而在施工过程中又缺乏严格的监理，导致工作随意性大，变更设计的情况屡有发生，这些都会导致混凝土裂缝的产生。

2.2 施工方面的原因

由于施工水平及管理质量的原因，导致施工操作不规范，工艺不能按计划执行，难以完成落实设计的水准，比如原材料的计量、外加剂的掺加、用水量、混凝土浇筑时的振捣、脱模时间、养生以及特殊季节施工的保温等等环节，如果不能按照施工的规程及要求进行，就很可能导致裂缝的产生。

2.3材料方面的原因

这方面的原因导致混凝土裂缝产生实际工程中占有很大的比例，多数都是原材料的质量差加上配比不合理的原因所致。比如水泥的标号不当，碎石、砂级配差以及水泥的用量，水的用量等都不能按照实验的数据指标进行，而是随意配比。

3裂缝常见修补方法

混凝土产生裂缝以后，如果不至于影响工程质量的情况下可以进行适当的修补，一是为了恢复其防水性和耐久性，避免进一步受到侵蚀，加重裂缝，另一方面是为了结构安全和整体的美观。在修补时还要考虑成本的最低，合理确定修补范围及规模。

3.1充填法

如果裂缝宽度大于0.5毫米，则可以采取此法，主要是用一些密封材料把裂缝进行充填，一般是先沿裂缝处开槽，可以是U形也可以是V形，把充填材料灌至裂缝之中，常用的有水泥砂浆、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，则将混凝土凿除到能够充分处理已经生锈的钢筋部分，将钢筋除锈。然后进行防锈处理，再在槽中充填聚合物水泥砂浆或环氧树脂砂浆等材料。

3.2注入法

注入法分为压力注入法与真空吸入法2种。压力灌浆法适用于较深较细的裂缝，而真空注入法是利用真空泵使缝内形成真空，将浆材吸入缝内，该法适用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、弹性环氧浆材等。

3.3表面覆盖法

对于一些宽度小于0.2毫米的微细裂缝，在实际修补时一般都采用现面覆盖法，或者是把裂缝的部分涂上一层膜进行覆盖，或者是把混凝土表面都涂上进行全覆盖，经过这种方法处理后，能大大提高混凝土的防水性能以耐久性。施工前要清除表面附着物，经水冲洗后充分干燥，然后把表面的气孔用树脂充填，最后进行表面涂覆用弹性涂膜防水材料、聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。

作者简介：周宏伟，本科学历，公主岭市二十家子水库灌区管理局，助理工程师，研究方向：水利工程管理。