【摘要】混凝土裂缝一直是水工建筑物最常见的病害问题之一，施工过程中对裂缝进行有效预防，能够大大减少裂缝产生的几率。裂缝一旦产生，就应该及时采取措施进行处理。本文对水工混凝土的施工控制措施及处理方法进行详细介绍。
【关键词】水工混凝土；裂缝；施工预防；处理方法
混凝土是工程建筑的重要材料，尤其在水利工程中，混凝土往往担负着重要的工程角色。但是在实际工程中，混凝土的裂缝问题一直是困扰工程界的一大难题。由于混凝土裂缝有可能会给建筑带来严重的危害，因此，施工过程中对混凝土裂缝进行有效的控制非常必要。如果在水利工程建筑中已经发现有混凝土裂缝，就应立即采取合理的措施来加以处理，以免裂缝继续蔓延，从而保障水工建筑的安全运行。
1 水工混凝土裂缝成因
1.1 水泥水化热因素
混凝土中的水泥在水化过程中会释放出大量的热量，由于水工建筑中大体积混凝土较多，其结构的断面较厚，表面系数也相对小，很容易对混凝土的导热产生阻碍。水泥水化时，热量如果不能快速发散出去，便会聚集在混凝土结构的内部，产生较大的内外温度差。在混凝土浇筑的初期，水泥水化热所引起的变形应力不大，不会过早地产生温度裂缝。但随着混凝土龄期的增长，混凝土的降温收缩变形应力就会越来越强，当这种应力超过了混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会形成裂缝。
1.2 结构超载因素
混凝土结构容易在地基不稳或者构件超载的状态下产生裂缝。当混凝土结构超载运行时，会造成结构的变形或受力不均，长期的超载运行就会导致裂缝的产生。通常这种裂缝存在于构件受弯矩较大的部位或者构件的薄弱部位。这种裂缝一般呈条状不均匀分布，其扩展通常也是沿着钢筋的垂直方向或者倾斜方向。
1.3 原材料因素
混凝土的施工原材料也是导致其产生裂缝的主要原因，施工中有可能使用了质地不良、水灰比不稳定的原材料，使混凝土的稳定性降低，在工程完成以后便会有裂缝相继出现； 另外，由于混凝土在运输及浇筑环节中出现离析现象，而没有及时采取措施加以补救，使混凝土的性能发生变化，也容易导致裂缝的出现。
1.4 湿度因素
混凝土内外湿度变化不平衡也容易导致裂缝的产生，混凝土内部的湿度变化较慢，如外部的湿度变化很大，就会使混凝土表面产生干缩裂缝。导致干缩裂缝的原因有可能是养护工作不到位，使混凝土表面干缩变形受到内部混凝土体的约束。当这种约束小于外部干缩变形的应力时，就会产生裂缝。
2 水工混凝土裂缝的预防措施
2.1 设计方面的预防措施
在对混凝土结构进行平面设计时就应尽量考虑到刚度的均匀对称性，对于不规则的结构要采取措施进行特殊的处理； 在混凝土结构中的交接部位和高低错落部位是薄弱环节，比较容易出现裂缝，可通过增加钢筋的数量来强化这些部位； 对于补偿配筋，通常采用直径较细但相对密集的配筋方式； 如果混凝土结构较长或超长，可适当设置后浇带或膨胀带来预防裂缝。当混凝土面积较大时，外墙板比较容易出现裂缝，可适当减少这些部位的水平构造筋直径，且增加钢筋的配筋量，以提高混凝土的抗拉能力。
2.2 原料方面的预防措施
要选择水化热低的水泥，使用前需要对水泥的水化热进行测定； 在符合施工要求的前提下，尽量减少水泥的用量，使混凝土的温升值降低，从而减少浇筑后的混凝土内外温度差，同时也能够有效降低温控的难度。粗骨料要使用 5 ～ 40m 的连续级配，细骨粒可选择中砂或粗砂，但必须控制好其含泥量。活性掺合料通常为粉煤灰、矿粉等，加入适当的掺合料可以代替部分水泥，从而减少水泥的用量，以降低水泥的水化热。外加剂一般指减水剂、缓凝剂和膨胀剂等。减水剂可有效改善混凝土的性能，降低拌和用水量和水泥用量； 缓凝剂可有效延缓泵送混凝土的固结时间，从而提高混凝土的和易性和粘结性。
2.3 温度方面的预防措施
对于混凝土的温度控制需要从降低混凝土的入仓温度开始，可通过冷却拌和水、加冰拌和骨料预冷等措施来降低混凝土的出机温度； 可加大混凝土的浇筑强度和仓面保冷的措施，以控制混凝土的温度回升问题； 尽量减少混凝土的内外温度差，采用在混凝土内部埋设冷却水管的方法来降低混凝土的内部温度，冷却水管中的用水可采用地下水或者人工冷却水。混凝土的外部需要进行保温处理，控制好混凝土温度下降的速度，从而达到减小混凝土内外温度差的目的。
2.4 施工方面的预防措施
混凝土的施工质量控制是预防混凝土裂缝的主要措施。混凝土在浇筑过程中，可采取薄层、短间隙和分层浇筑的方法； 相邻两坝体之间要避免存在高差过大或者侧面长期暴露的问题； 基础部位的浇筑可尽量选择在低温天气时施工，也可设置后浇带，在分段浇筑结束后，可在后浇带部位浇筑膨胀混凝土，从而起到缓冲的作用； 在机械开挖以后，可采用人工进行平整，使垫层尽量平整、光滑，减少对上部结构的约束力； 施工过程中随时对混凝土温度进行测量，采取必要的保湿措施来控制混凝土外部温度下降的速度； 另外，施工完成后要及时切割伸缩缝，尽量做到在同一构造物中混凝土的厚度均匀一致。
2.5 养护方面的预防措施
合理地养护混凝土，能够有效减慢混凝土变形的速度。混凝土的早期养护应该在模板没有拆除时进行，并在大风天气做好保护工作； 可适当推迟模板拆除的时间，因为模板也可起到一定的保湿隔热作用；拆模以后要马上将防裂剂涂刷在混凝土表面，同时进行洒水养护，保持混凝土表面始终处于湿润状态。
3 水工混凝土裂缝的处理方法
3.1 表面修补法
这种方法比较适用于早期，且较窄的裂缝处理。对混凝土裂缝进行表面修补，能够改善构件表面的美观性和耐久性。修补时需要沿着混凝土裂缝表面铺设薄膜材料，通常选择的薄膜材料为环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布等。
3.2 填充法
如果裂缝发展到较宽的程度，可采用填充法进行修补，可沿着裂缝将混凝土表面凿成 V 形槽或 U 形槽，并将槽的表面处理干净，然后采用树脂砂浆材料填充密实，也可以使用水泥砂浆、沥青等填充材料。
3.3 注入法
当混凝土裂缝的宽度较小但深度较深时，可选择合适的材料，采用注入法将材料注入到混凝土的内部。采用注入法，首先必须在裂缝处设置注入用管，将其他部位的表面进行封堵，注入材料可选择粘度较低的环氧树脂，采用电动泵或手动泵进行注入修补。
3.4 置换法
置换法通常应用在混凝土裂缝破坏程度较重，且严重威胁到结构安全时。置换法是将裂缝严重的混凝土剔除，再置换成新的混凝土或者其他可替代混凝土的材料。一般使用的置换材料有普通的混凝土或者水泥砂浆、聚合物或者改性聚合物混凝土等。
3.5 加固法
如果裂缝过深并影响到了结构的安全性，可采用围套加固法、钢箍加固法或粘贴加固法等对结构进行加固。围套加固法是在能够满足周围尺寸的前提下，在结构外部的一侧或者多侧进行钢筋混凝土围套的外包，从而增加钢筋的截面，以提高其承载力。这种方法对于裂缝严重但尚未破碎裂透的混凝土结构比较有效。粘贴加固法是将钢板或型钢用改性的环氧树脂或者粘合剂，粘结到混凝土裂缝部位，使其与混凝土联结成一体。钢箍加固是在结构的裂缝部位加设 U 形螺栓或型钢套箍等将构件箍紧，预防裂缝的发展和扩大。无论采用哪种结构加固法，都需要经过严密的设计和验算才能实施。
4 结语
水工混凝土尤其是一些大体积的混凝土，非常容易产生各种形式的裂缝。在实际工程中，我们必须谨慎对待混凝土的裂缝问题，无论是在设计、施工，还是在后期维护方面，都应考虑全面，采取针对性的措施加以预防和积极处理。
参考文献：
[1]黄宇容，论水工混凝土温度裂缝的成因与控制措施，黑龙江科技信息，2009.