试论水利工程中混凝土裂缝渗透的防治

摘要：本文详尽的阐述了，在水利工程施工中混凝土裂缝渗透的类型、裂缝产生的原因。详细论述的了应如何预防混凝土裂缝;并列举了几种新型材料的应用，用新技术预防裂缝的发生。

关键词：水利工程、混凝土、裂缝渗透、预防与防治

一、水利工程中裂缝 渗透诱因。

改革开放以来，伴随着我国社会 发展进步，市场经济水平的提高。全国各地的水利水电工程建设迅速扩大、建设数量都达到了建国后的最高质量;因为混凝土本身为透水介质，因此在水利工程施工中发生渗漏是很常见的。由于渗漏的腐蚀和侵蚀作用，迫使有压水渗入混凝土结构内部，出现这种情况不仅会降低水利工程建筑的抗渗漏能力，还会锈蚀内部的钢筋，因而影响水利工程建筑的承载能力，还会危及水利工程建筑结构及牢固性。分析裂缝产生的原因，研究防治措施，会对水利工程建筑的应用起着非常重要的作用。本文详尽的阐述了裂缝渗透产生的成因，根据实际工作经验提出，在工程施工中的预防措施和新工艺、新技术。

二、 混凝土渗透裂缝产生的类型

在水利施工中混凝土属于多相复合脆性材料，因此当混凝土抗拉强度小于其拉应力，或者拉伸变形强于其极限变形的时候，混凝土就会出现裂缝。按裂缝出现的不同位置，渗透裂缝可分为：表层裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝等。根据裂缝开度变化又分为：活缝、死缝、增长缝。 根据裂缝产生原因又分为：干缩缝、沉陷缝、温度缝、施工缝以及应力缝。

三、裂缝产生的成因，防护措施。

(一)、不稳定的温度引起的裂缝

混凝土裂缝产生的原因：施工时混凝土在硬化过程中，水和水泥的混合起了化学反应，因此产生大量的水化热，并引起混凝土内部的温度快速上升，如果混凝土内部热量不能很快下降，其内部和外部温差会急剧增大，将产生温度应力，因而使内部结构受压增大，外部拉力过大。所以混凝土硬化的初期，抗拉强度很低，如果由内外温度差引起的拉应力超过混凝土早期抗拉强度时，混凝土就要产生裂缝。

预防此类裂缝发生的措施：施工中尽量使用低热或中热的降低泥粉煤灰水或泥矿渣水泥;降低水泥用量，将水泥用量2控制在450kg/m以内;减少水灰比例，一般情况下混凝土的水灰比例，控制在0.60以下;改变骨科级配，加入粉煤灰或高效减少水剂等来降低水泥用量，使水化热降低;改进混凝土的搅拌工艺，使用“二次风冷”新工艺，来降低混凝土的浇筑温度;也可在混凝土中掺加少量具有增塑、减水、缓凝的作用的外加剂，减少混凝土拌和物保水性、流动性，使水热化降低，迟缓热峰出现时间;并科学安排施工工序，分层及分块浇筑等，以便于散热，减低约束;在进行大体积混凝土灌注时，在其内部安装冷却管道，以冷水循环或冷气冷却降低内部温度，缩小混凝土的内部外部温差;实时监控混凝土内部温度，及时发现问题;加强对混凝土浇灌后的养护，混凝土浇筑完成后，应使用湿润的麻片、草帘等覆盖养护，间隔一段时间进行洒水养护，并延长养护时间，确保混凝土缓慢降低内部问题，在天气寒冷的季节，混凝土必须采取两面保温措施，防止温度过低。

(二)、 裂缝形成的原因。

混凝土产生裂缝的原因：施工中混凝土出现结硬，体积随之缩小，发生收变形情况，当受到外部约束时，就会产生裂缝;在钢筋使用率较高的构件中，因为钢筋对周围混凝土约束作用加强，混凝土的收缩就会受到钢筋的约束，因此产生拉应力，会引构件局部的裂缝;新旧混凝土界面更容易发生收缩裂缝。

预防此类裂缝发生的措施：在产生裂缝的位置，使用水泥砂浆，环氧树脂等，对裂缝的部位表面进行粘补和嵌补，防止裂缝进一步扩大。但是此种办法适用于表面裂缝。设置合理的收缩缝;改变水泥土性能，减少水灰比例，降低水泥使用量;配筋的使用率不宜过高，钢筋收缩裂缝应分布均匀，减低发生大裂缝的诱因;增加混凝土时期的养护，适当延长混凝保温覆盖时间，并涂刷养护剂进行长时间养护。

(三)、 塑性坍落引起的混凝土裂缝。

裂缝产生的原因：混凝土塑性坍落，一般发生在混凝土浇筑后的几个小时内，因为此时混凝土还是塑性状态，如果出现渗水现象，在重力的作用下，混合料中的固体颗粒会向下沉降，因而水向上浮动。当移动受到钢筋骨架的限制或模板约束时，混凝土上部就会产生沿钢筋长度方向的裂缝。

预防此类裂缝发生的措施：选择高等级集料的配级，选好混凝土的配合比例设计，特别是控制好水灰比例，使用一定量的减水剂;在施工中混凝不能漏振更不能过振，杜绝发生混凝土泌水现象，预防模板沉陷带来裂缝;要是发生这类裂缝，应在混凝土终凝前重新抹面压光，闭合产生裂缝。

(四)、碱-骨科的化学反应裂缝 。

碱-骨科的化学反应裂缝的成因：碱-骨科化学反应指的是混凝土孔隙中水碱性溶液与活性骨科的化学反应，产生的硅酸凝胶。产生的碱硅胶遇温水后会发生膨胀，促使混凝土开裂，开裂时的混凝土表面会产生不规则的小裂缝，在由表面往地下开展，因此裂缝会充满了白色深沉。

预防此类裂缝产生的措施：碱-骨科化学反应，会对结构件的寿命影响很大，要控制碱-骨科的化学反应过快，必须选择优质骨科和含碱量低的水泥，以加强混凝土夫人密实度，应使用较低的水灰比。

五、 预防混凝土裂缝的材料及技术。

(一)、水泥基渗透结晶型防水材料

因为水泥基渗透结晶防水材料，是硅砂、水泥及多种特殊活性化学物质，集合组成灰色粉末状的无机材料。此种材料的主要作用是特有的化学活性物质，在利用水泥混凝土自身特有的化学性质及多孔性，以水为主体的渗透作用，借助混凝上微孔中传输，发生水化的作用，从而形成不溶性的结晶体，在与混凝土融合成为整体。因为结晶体填了毛细管道，因此使混凝土的致密达到了永久防水的作用，防潮作用和保护钢筋不腐蚀的作用，更增强了混凝土结构的强度。这种材料都以在水例工程，和混凝土建筑物防渗修补中应用，都得到了良好效果。

(二)、利用新型灌浆材料防渗漏。

这种材料就是利用环氧树脂和聚氨酯按定量混合在一起，促使他们形成同步互穿聚合物网络结构，就形成了新型化学灌浆材料。这种材料综合了环氧树脂浆及聚氨酯浆的各种特点，浆材黏度较低，凝结的时间可调整、强度又高。在水下进行混凝土灌浆试块的黏接抗拉强度可达1.05NPa，他性能优良，适用广泛，适合水下灌浆的多功能新型灌浆材料。

(三)、混凝土裂缝注浆技术的应用。

在环氧树脂类高分子材料，被广泛用于混凝土建筑裂缝修补工程以后，它已成为仅次于钢材和水泥的，另一种材料被大面积使用。过去的方法是人控制将树脂浆液抹进裂缝。因为环氧浆液黏度大，裂缝尺寸较小的时侯，此种方法并不一定有效。从国外引进一种“壁可”注浆技术，是利用橡胶管弹性收缩的压力来自动完成注浆工序，以缓慢的方式，将灌浆压入缝隙中，渗透进混凝土毛细管中，而后以混凝土自然风干作用排出，直接的避免了气阻情况，用以保证灌浆质量。无人看护时，注浆管靠内部压力，也可以持续长时间自动注浆工作，要人操作的是用泵将浆液压入注射管内部。

(四)、 碳纤维补强钢板加固技术 的使用。

是用高强度大的或者弹性高的模具的碳纤维，以单向排列成束的方式，使用环氧树脂浸渍，来形成碳纤维增强复合材料片材，并将片材以专用环氧树脂胶，来黏贴在结构外表面的受拉及裂缝上，待片材固化后就与原结构形成一体，因此碳纤维就会与原结构共同受力。因为碳纤维成担了一部分重量，来降低钢筋混凝土结构的应力道，因此会使结构得到补强和加固。

混凝土裂缝是水利建筑结构中普遍出现的现象;裂缝的出现不仅会降低水利建筑物寿命和抗渗能力，因而影响建筑物的功能，还会引发钢筋锈蚀，混凝土发生碳化，以及其他材料的寿命，减少水利建筑的运行能力。

参考文献

[1]谢梅良.水利工程混凝土渗漏的原因分析和防治措施[M].北京电力高等专科学校学报.2010，10.

[2]李树国，孙喜龙.水工混凝土裂缝的成因及预防措施[J].水利工程，2010，8.

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