浅谈水利工程混凝土裂缝的处理方法

摘要：混凝土是由粗、细骨料、水及部分气体组成的一种非均质脆性混合材料，在温度、湿度变化的作用下，各种材料物理性质的不一致，相互作用力产生的约束力不同就形成了混凝土裂缝，裂缝是水工混凝土中最常见的缺陷之一，是造成混凝土被破坏的主要原因，处理难度较大。本文对水工混凝土裂缝处理工艺进行了叙述，抒发自己的见解，仅为水利工程实践提供参考。

关键词：混凝土裂缝；水工混凝土；处理工艺；水利工程

引言

随着社会的发展，对水利工程的外观要求也越来越高，而裂缝正是水利工程混凝土中最常见的缺陷之一，又是造成混凝土被破坏的主要原因，其处理的难度很大，如何根据裂缝所在结构中的位置、裂缝的物理尺寸以及裂缝的危害程度等因素来确定处理方法，这就是我们一直要研究解决的问题。

1、混凝土裂缝的分类

混凝土裂缝产生的原因很多，主要包括：砼的收缩、温度应力、配筋不足、砼材料及配合比不当、养护不及时、施工质量差等，在此不作详细分析，我们对裂缝的分类介绍一下，混凝土裂缝按照产生原因可分为变形裂缝、结构裂缝两种；按照深度可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种；按裂缝开度变化可分为死缝、活缝、增长缝三种。

2、裂缝的处理方法及工艺

目前我们处理水工混凝土的裂缝方法大致可分为两种，分别是表面处理（封闭防渗）和内部处理（灌浆）。

2.1表面处理的原理及方法

表面处理的原理是进行缝口封闭，以防止渗漏和钢筋锈蚀。对于有抗冲耐磨要求的过流面裂缝，表面处理可增强其抗冲耐磨能力。

表面处理的方法包括表面喷涂、高分子聚合物缝口浸渍、贴环氧玻璃丝布、缝口粘贴橡皮板、缝口粘贴碳纤维布、沿缝口凿槽嵌缝等。

（1）喷涂法：适用于宽度小于0.3mm表面裂缝，将裂缝表面清理干净，无尘土、灰渣，采用聚脲进行表层涂刷即可，处理方法比较简单。

（2）缝口浸渍处理。浸渍是高分子材料的复合单体聚合作用，对混凝土表层产生浸渍渗入，使表面浅层裂缝的缝口封堵粘合。由于高分子材料浸渍聚合后具有较高的强度，因此可提高混凝土表面的抗冲磨能力。这种处理方法不受季节的限制，但浸渍过程需要干燥环境，不宜在雨天进行。表面裂缝的浸渍处理方法是在经过清洗干燥的缝口，用铁丝圈罩住，形成一条沿裂缝走向密封管状纸罩，在纸罩内将浸渍基液浸人缝中，待基液固化后进行聚合。

（3）缝口贴玻璃丝布。此法除用于缝口保护外，还用于嵌缝止漏。一般采用“三液两布”（即3层环氧基液和2层玻璃丝布）的“玻璃钢”，也可采用“两液一布”。

（4）缝口粘贴橡皮板。缝口粘贴橡皮板主要用于处理挡水坝段迎水向裂缝，防渗效果好。由于橡皮弹性好且抗渗性能优越，宜用以修补尚未稳定的裂缝。常用橡皮板厚5 mm，橡皮表面应先用钢丝刷刷毛或以浓硫酸浸泡腐蚀，进行表面凿毛使粘贴牢固。

（5）缝口粘贴碳纤维布：主要适用于梁、板等预应力构建件补强加固，施工环境温度宜为10℃～25℃，混凝土表面应清刷干净并保持干燥，基底用专用胶找平，用专用胶进行涂刷粘贴。

（6）缝口凿槽嵌缝。对于平面上缝宽大于0.3mm的表面裂缝常用凿槽法处理，即沿裂缝两侧进行标记，用风镐、风钻或人工将混凝土凿开宽度、深度均为2cm槽，将槽内清理干净，漏出新鲜混凝土，槽内填充环氧砂浆或微膨胀预缩水泥砂浆或丙乳砂浆。缝面凿槽是一种较为简易的方法，由于能够消除缝端的应力集中，防止裂缝延伸，因此被广泛采用。

2.2裂缝的内部处理方法及工艺

灌浆是混凝土裂缝内部补强最重要的方法，应用范围最广，主要用于深层及贯穿裂缝修补。常用的灌浆处理方法有水泥灌浆和化学灌浆，下面分别进行介绍。

（1）水泥灌浆

水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料，经水搅拌后的水泥浆是一种悬浊液体，在其凝固过程中体积发生收缩，硬化后在缝内会留下一条细缝。较细的裂缝，水泥颗粒无法灌人，故水泥浆仅用于灌注宽度≥21mm的裂缝。水泥浆的起始水灰比一般采用1：1～3：1，不宜过稀，因浆液越稀其干缩后产生的缝隙越大。水泥灌浆之所以用得比较普遍，主要是因这种材料比较易取且价廉，适用于大面积处理工作。由于水泥系脆性材料，故水泥灌浆更适用于“死缝”；又因水泥自身强度较低，灌人裂缝后，在温度应力作用下，反复承受拉力和压力，以至发生解体或被渗水溶蚀。对己灌水泥浆的裂缝，数年后挖开观察，多呈粉末状，也无强度和粘结力可言。因此，为提高水泥灌浆的可灌性和耐久性，克服水泥浆凝结后体积收缩的缺陷，近年来国内外许多企业开展研究，旨在减小水泥粒径，使其能够灌人更细的缝隙，灌后体积不会收缩，并且能够改善力学性能，提高抗拉和抗压强度。

（2）化学灌浆

化学灌浆具有水泥灌浆所无法比拟的优越性，水泥灌浆已较少应用，而化学灌浆应用日益广泛，根据灌浆补漏目的不同，对灌浆材料的要求也有不同，浆材品种也逐渐增多，有的具有失水干缩或遇水膨胀等特性，能在静水中和动水中凝固；有的能在极短的时间里凝结；有的弹性好，能适应裂缝活动和变化。以堵漏为目的灌浆，常选用丙凝、水玻璃以及水溶性聚氨酯等材料，这些材料的抗渗性能极好；以恢复结构整体性为目的，则常选用粘结强度高的环氧、甲凝类浆材；以封堵处理活性裂缝为目的，常选用弹性聚氨酯材料。

贴嘴灌浆工艺流程是：钻孔→清缝→贴灌浆嘴→嵌缝→试漏（用风、水或浆）→灌浆→拔管封孔→效果检查。骑缝灌浆可采用手持式电钻钻孔，孔径20mm左右，孔深10cm，贴嘴间距15cm～20cm，深度宜穿过缝面。当采用斜孔贴嘴灌浆时，斜孔间距一般为2m，深度宜穿过缝面，贴嘴间距30cm～50cm。在结构允许的前提下，灌浆压力宜尽量大，常用0.3～0.5 MPa。进浆孔应选用漏量大并与缝面畅通的孔，并预留排水和排气孔。进浆程序由低到高，由一侧向另一侧依次推进。一般宜选用2泵同时灌注。当第1孔进浆时，邻孔作排水和排气孔，待该孔内水、气排尽出浆后，接上另1泵，2泵同时灌注，依此类推，直至最后1孔，按标准结束灌浆后将孔口橡胶管反握并用铁丝绑扎。

3、结束语

随着社会发展，施工技术的进步，将来会有更加安全可靠地处理方法，但不管是何种方法，在处理裂缝前，首先要对裂缝产生的原因进行分析，并制定出相应的处理方案、实验方案，试验成功后再进行处理，以达到好的效果，保证工程的施工质量。

参考文献：

[1]王铁梦《工程结构裂缝控制》