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摘要：就目前来说，我国水利水电工程建设发展前景良好，在规模上、数量上都达到了建国以来的最高水平，而混凝土作为水利工程中用途广泛的一种建筑材料不得不被人们重视。本文详细论述了水利工程中混凝土裂缝渗透的类型、几种常见裂缝的成因及相应的预防措施，并提供了几种新型材料及新技术来预防裂缝的产生。
关键词：水利工程 混凝土 裂缝渗透
1、前言
在许多水利工程建筑物中，混凝土由于其抗压强度高、抗拉强度低、延伸率微小、易产生收缩裂缝等特点，成为了建筑物施工中最常见的建筑材料。同时也正是因为混凝土本身具有的这诸多的优势，促使其在工程应用中成为保证整个工程的整体性能以及抗渗性能的重中之重。通常情况下，一个水工建筑物一旦出现渗漏问题，极容易造成水工建筑物整体性能不佳，功能难以发挥，甚至是给下游居民带来恐慌和威胁。因此就目前的水利工程施工而言，做好混凝土裂缝的控制至关重要，是保证水利工程功能得以发挥的关键所在。
2、混凝土渗透裂缝类型
混凝土是多相复合脆性材料，当混凝土的拉应力大于其抗拉强度，或拉伸变形大于其极限变形时，混凝土就会产生裂缝。混凝土渗透裂缝按位置不同可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按其开度变化可分为死缝、活缝、增长缝；按其产生原因可分为干缩缝、沉陷缝、温度缝、应力缝和施工缝。本文章主要对其产生原因这一类裂缝作详细讲述。
3、裂缝成缝原因
3.1干缩裂缝产生的原因及预防措施
干缩裂缝的形成主要由外部条件所致，由于混凝土表面暴露在空气中，水分蒸发损失过快，产生的变形较大，而内部水分蒸发损失较小，产生的变形较小，混凝土内外水分蒸发的程度不同导致其变形受到约束，产生了较大拉应力，从而产生裂缝。这样的情况大多出现在混凝土养护结束后的段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右。
预防措施
（1）选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。
（2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。
（3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。
3.2沉陷裂缝的原因及预防措施
沉陷裂缝在各种建筑工程中都较为常见，尤其是在混凝土结构物中，其更是经常出现，成为整个建筑工程中最为常见的缺陷之一。沉陷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；或者因为模板钢度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，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。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45度角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。
预防措施
（1）对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。
（2）保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。
（3）防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。
（4）模板拆除的时问不能太早，且要注意拆模的先后次序。
3.3温度裂缝产生的原因及预防措施
由于混凝土具有热胀冷缩性质，在施工过程中如果温差变化较大，如混凝土受到寒潮的袭击导致表面温度急剧下降，外部温度明显低于混凝土内部温度时，混凝土将发生变形，产生收缩。如果混凝土表面的收缩受到了混凝土内部的约束，这时将在混凝土结构内部产生应力，而应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。这样的情况大多发生混凝土施工后期，大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。
预防措施
（1）尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
（2）减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450千克/立方米以下。
（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
（4）改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。
（5）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”，降低混凝土的浇筑温度。
（6）在混凝土中掺加具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
（7）高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。
（8）合理安排工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。
4、混凝土裂缝的处理材料和技术
4.1水泥基渗透结晶型防水材料
水泥基渗透结晶防水材料是水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。这种材料的作用机理是特有的活性化学物质利用水泥混凝土本身固有的化学特性和多孔性，以水为载体，借助于渗透作用，在混凝上微孔及毛细管中传输，再次发生水化作用，形成不溶性的结晶并与混凝上结合成为整体。由于结晶体填塞厂微扎及毛细管道，从而使混凝土致密，达到永久性防水，防潮和保护钢筋、增强混凝上结构强度的效果。这一材料已在水工混凝土建筑物防渗修补中逐渐得到应用，均取得良好效果。
4.2新型灌浆材料
利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点，浆材黏度低，凝结时间可调、强度高。水下混凝土灌浆试块的黏接抗拉强度可达1.05NPa，是一种性能优良，适用性强、适合水下灌浆的多功能新型灌浆材料。
4.3 混凝土裂缝注浆技术
自从坏氧树脂类高分子材料被用于混凝上建筑物裂缝修补工程后，至今它已经成为仅次于钢材和水泥的第三种材料被广泛应用。以往传统方法是靠人工控制将树脂浆液注入裂缝内。当环氧浆液黏度大，裂缝宽度较小时，这种修补方法并不一定十分成功。由日本引入一种“壁可”注浆技术，则是通过橡胶管的弹性收缩压力自动完成注浆，缓慢均匀地灌浆压力可将缝隙中的空气压人混凝土毛细管中，并通过混凝上的自然呼吸作用排出，有效地避免了气阻现象，从而保证了灌浆质量。在无人看管的情况下，注浆管靠内部压力可以持续很长时间自动注浆，需要人工操作的只是用泵将浆液压入到注射管内。
5、结语
裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象；它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力，影响水利建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，低材料的耐久性，影响水利建筑物的承载能力。所以，必须对混凝土裂缝进行深入细致地调查研究，在工程中采取有效的预防措施来预防，以保证水利工程建筑物构件的安全、稳定。
关键词：水利工程 混凝土 裂缝渗透
1、前言
在许多水利工程建筑物中，混凝土由于其抗压强度高、抗拉强度低、延伸率微小、易产生收缩裂缝等特点，成为了建筑物施工中最常见的建筑材料。同时也正是因为混凝土本身具有的这诸多的优势，促使其在工程应用中成为保证整个工程的整体性能以及抗渗性能的重中之重。通常情况下，一个水工建筑物一旦出现渗漏问题，极容易造成水工建筑物整体性能不佳，功能难以发挥，甚至是给下游居民带来恐慌和威胁。因此就目前的水利工程施工而言，做好混凝土裂缝的控制至关重要，是保证水利工程功能得以发挥的关键所在。
2、混凝土渗透裂缝类型
混凝土是多相复合脆性材料，当混凝土的拉应力大于其抗拉强度，或拉伸变形大于其极限变形时，混凝土就会产生裂缝。混凝土渗透裂缝按位置不同可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按其开度变化可分为死缝、活缝、增长缝；按其产生原因可分为干缩缝、沉陷缝、温度缝、应力缝和施工缝。本文章主要对其产生原因这一类裂缝作详细讲述。
3、裂缝成缝原因
3.1干缩裂缝产生的原因及预防措施
干缩裂缝的形成主要由外部条件所致，由于混凝土表面暴露在空气中，水分蒸发损失过快，产生的变形较大，而内部水分蒸发损失较小，产生的变形较小，混凝土内外水分蒸发的程度不同导致其变形受到约束，产生了较大拉应力，从而产生裂缝。这样的情况大多出现在混凝土养护结束后的段时间或混凝土浇筑完毕后的一周左右。
预防措施
（1）选用收缩量较小的水泥，一般采用中低热水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。
（2）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大，干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加合适的减水剂。
（3）严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比，混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。
3.2沉陷裂缝的原因及预防措施
沉陷裂缝在各种建筑工程中都较为常见，尤其是在混凝土结构物中，其更是经常出现，成为整个建筑工程中最为常见的缺陷之一。沉陷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；或者因为模板钢度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，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。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30～45度角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。
预防措施
（1）对松软土、填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。
（2）保证模板有足够的强度和刚度，且支撑牢固，并使地基受力均匀。
（3）防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。
（4）模板拆除的时问不能太早，且要注意拆模的先后次序。
3.3温度裂缝产生的原因及预防措施
由于混凝土具有热胀冷缩性质，在施工过程中如果温差变化较大，如混凝土受到寒潮的袭击导致表面温度急剧下降，外部温度明显低于混凝土内部温度时，混凝土将发生变形，产生收缩。如果混凝土表面的收缩受到了混凝土内部的约束，这时将在混凝土结构内部产生应力，而应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。这样的情况大多发生混凝土施工后期，大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。
预防措施
（1）尽量选用低热或中热水泥，如矿渣水泥、粉煤灰水泥等。
（2）减少水泥用量，将水泥用量尽量控制在450千克/立方米以下。
（3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。
（4）改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热。
（5）改善混凝土的搅拌加工工艺，在传统的“三冷技术”的基础上采用“二次风冷”，降低混凝土的浇筑温度。
（6）在混凝土中掺加具有减水、增塑、缓凝等作用的外加剂，改善混凝土拌和物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间。
（7）高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升，降低浇筑混凝土的温度。
（8）合理安排工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。
4、混凝土裂缝的处理材料和技术
4.1水泥基渗透结晶型防水材料
水泥基渗透结晶防水材料是水泥、硅砂和多种特殊的活性化学物质组成的灰色粉末状无机材料。这种材料的作用机理是特有的活性化学物质利用水泥混凝土本身固有的化学特性和多孔性，以水为载体，借助于渗透作用，在混凝上微孔及毛细管中传输，再次发生水化作用，形成不溶性的结晶并与混凝上结合成为整体。由于结晶体填塞厂微扎及毛细管道，从而使混凝土致密，达到永久性防水，防潮和保护钢筋、增强混凝上结构强度的效果。这一材料已在水工混凝土建筑物防渗修补中逐渐得到应用，均取得良好效果。
4.2新型灌浆材料
利用环氧树脂和聚氨酯在一定条件下制备出可以形成同步互穿聚合物网络结构的新型化学灌浆材料。该材料综合厂环氧树脂浆材和聚氨酯浆材的性能优点，浆材黏度低，凝结时间可调、强度高。水下混凝土灌浆试块的黏接抗拉强度可达1.05NPa，是一种性能优良，适用性强、适合水下灌浆的多功能新型灌浆材料。
4.3 混凝土裂缝注浆技术
自从坏氧树脂类高分子材料被用于混凝上建筑物裂缝修补工程后，至今它已经成为仅次于钢材和水泥的第三种材料被广泛应用。以往传统方法是靠人工控制将树脂浆液注入裂缝内。当环氧浆液黏度大，裂缝宽度较小时，这种修补方法并不一定十分成功。由日本引入一种“壁可”注浆技术，则是通过橡胶管的弹性收缩压力自动完成注浆，缓慢均匀地灌浆压力可将缝隙中的空气压人混凝土毛细管中，并通过混凝上的自然呼吸作用排出，有效地避免了气阻现象，从而保证了灌浆质量。在无人看管的情况下，注浆管靠内部压力可以持续很长时间自动注浆，需要人工操作的只是用泵将浆液压入到注射管内。
5、结语
裂缝是水利建筑物混凝土结构中普遍存在的一种现象；它的出现不仅会降低水利建筑物的抗渗能力，影响水利建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，低材料的耐久性，影响水利建筑物的承载能力。所以，必须对混凝土裂缝进行深入细致地调查研究，在工程中采取有效的预防措施来预防，以保证水利工程建筑物构件的安全、稳定。