浅析混凝土坝裂缝成因及修补方法

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析混凝土坝裂缝成因及修补方法 【摘 要】裂缝是混凝土坝工程 中最普遍、最常见的缺陷问题之一，是 该工程技术领域长期关心和不断进行研 究的重要课题，也是混凝土坝工程安全 运行的重要影响因素，是关系到整个水 利水电工程质量好坏的关键控制点。文 章就混凝土坝受主要影响因素导致出现 裂缝的成因根据施工经验进行了浅显的 分析，并介绍了常用的修补方法，旨在 为出现类似问题的混凝土坝工程提供参 考、借鉴，为提高混凝土坝施工质量及 安全可靠性打好基础。 中国论文网 /8/view-12745878.htm 【关键词】混凝土坝 裂缝 成因 分析 修补方法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 混凝土，简称为“ 砼 ”，是由胶凝 材料将集料胶结成整体的工程复合材料 的统称。混凝土一般是指用水泥作胶凝 材料，砂、石作集料，与水（可含外加 剂和掺合料）按一定配比，经搅拌而成 的水泥混凝土，它广泛应用于各类工程。 混凝土在水利水电工程尤其是大坝工程 中应用十分普遍，并发挥着关键作用， 因水利水电工程的自身特点，通常采用 的混凝土为“ 水工混凝土”。 水工混凝土是一种非匀质脆性材 料，在硬化过程中会受不同原因而导致 产生裂缝，不仅影响外观，还给工程质 量埋下隐患，施工中必须采取合理的技 术手段及方法，严格控制并减少混凝土 裂缝的数量和宽度，保证工程质量及工 程运行的安全可靠性。 1 水工混凝土裂缝分类及成因 混凝土裂缝按深度可分为表层裂 缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按裂缝开度 变化可分为死缝、活缝和增长缝；按裂 缝成因可分为温度裂缝、干缩裂缝、钢 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 筋锈蚀裂缝、荷载裂缝、沉陷裂缝、冻 胀裂缝、碱骨料反应裂缝等。水工混凝 土以干缩裂缝、荷载裂缝、沉降裂缝、 温度裂缝、碱骨料反应裂缝等最为常见。 1.1 干缩裂缝 混凝土因处于未饱和空气中时， 会因水分散失而导致其体积缩小、变形， 出现干缩。干缩现象仅是混凝土收缩情 形中的一种，干缩扩散的速度要比温度 扩散的速度慢一千倍。因干缩扩散速度 缓慢，出现混凝土表面已干缩，但其内 部并无收缩，导致表面混凝土干缩受内 部混凝土约束，致使混凝土表面产生干 缩应力，当混凝土抗拉强度小于混凝土 干缩应力时，混凝土则会出现干缩裂缝。 1.2 荷载裂缝 混凝土结构在荷载作用下，由于 混凝土截面的拉应力变大，多是大于混 凝土极限拉伸值，所以构件在使用时总 是带缝工作。这类裂缝总是与主拉应力 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 方向大致垂直，且最先在荷载效应最大 处产生。如果荷载效应相同，裂缝首先 在混凝土抗拉能力最薄弱处产生。 1.3 沉降裂缝 沉降裂缝是由于结构地基材料不 匀、松软或回填材料不实或长期浸水而 导致不均匀沉降，或因模板刚度不足， 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，裂缝呈梭形，其走向与沉 陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈 30 度45 度角方向发展，较大的沉降裂缝， 往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉 降量成正比关系。裂缝宽度宽度 0.3 mm0.4mm，受温度变化的影响较小。 地基变形稳定之后，沉降裂缝也基本趋 于稳定。 1.4 温度裂缝 水工大体积混凝土浇筑完成后， 由于水泥水化热使内部混凝土温度急剧 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 升高。当水化热温升至高峰后，由于环 境温度较低，混凝土温度开始下降。降 温过程中，混凝土将发生收缩，在约束 条件下，当温降收缩变形大于混凝土极 限拉伸变形时，导致混凝土易出现温度 裂缝。此外，温度裂缝还会受混凝土内 外温差大所致，如混凝土遭受寒潮侵袭 或夏天混凝土经阳光曝晒后突然下雨， 或混凝土处于高寒高海拔施工区域，都 会导致混凝土内部与表层产生较大温差， 混凝土表层温度下降，而内部降温缓慢， 易导致发生温度裂缝。 1.5 碱骨料反应裂缝 碱骨料反应是由于混凝土中的碱 性物质与骨料中的活性成分共同产生化 学反应，导致混凝土内部出现自膨胀应 力而开裂的现象。碱骨料反应时间缓慢， 从几年到几十年才能被发现。碱骨料反 应的结果是在混凝土中产生膨胀应力， 导致一定程度后，将引起混凝土开裂或 混凝土自身结构严重破坏。 2 混凝土裂缝的常用修补方法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 混凝土裂缝修补以恢复防水性和 耐久性为主要目的，裂缝修补主要采用 喷涂、粘贴、充填和灌浆等方法。 2.1 喷涂法 2.1.1 施工要求 （1）该法适用于修补裂缝宽度 0.3mm 的表层裂缝。 （2）表层裂缝处理具体可选用 聚酯树脂类、改性沥青类、聚氨酯类、 环氧树脂类等喷涂材料。 2.1.2 施工工艺 （1）首先，需要用钢丝刷或风 砂枪清除裂缝表面附着物及污垢，并进 行凿毛后冲洗干净； （2）混凝土表面存在的气孔可 充填树脂类材料，如遇凹处，则需先涂 刷一层树脂基液，然后采用树脂砂浆抹 平； （3）涂刷或喷涂 3 遍，第 1 遍 喷涂采用稀释涂料，涂膜总厚度应保证 1mm。 2.2 粘贴法 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 2.2.1 施工要求 （1）粘贴法分为两种，一种为 表面粘贴法，另一种为开槽粘贴法。表 面粘贴法适用于修补表层裂缝宽度 0.3mm 的裂缝，开槽粘贴法适用于修补 表层裂缝宽度0.3mm 的裂缝。 （2）粘贴法可选用聚氯乙烯片 材、橡胶片材等材料。 2.2.2 施工工艺 表面粘贴法： （1）第一步方法与上述 2.1.2 中 的（1）方法相同； （2）在粘贴片材前，应保证基 面干燥，涂刷一层胶粘剂，对粘贴刷有 胶粘剂的片材进行加压。 开槽粘贴法： （1）沿裂缝凿槽，宽 18cm20cm、深 2cm4cm、长需超过 缝端 15cm，后清洗干净； （2）在槽面先涂刷一层树脂基 液，后用树脂基砂浆找平； （3）沿缝铺设宽为 5cm6cm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 的隔离膜，后将胶粘剂涂刷在隔离膜两 侧的干燥基面上，并粘贴刷有胶粘剂的 片材，后用力压实； （4）在开 槽两侧面涂刷一层胶粘剂，回填弹性树 脂砂浆，并压实抹光，应保证表面与原 混凝土面齐平，详见图 1。 2.3 充填法 2.3.1 施工要求 （1）充填法适用于修补表层缝 宽0.3mm 的裂缝。 （2）死缝充填材料可选用树脂 砂浆、水泥砂浆、聚合物砂浆等；活缝 充填材料可选用弹性嵌缝材料及弹性树 脂砂浆等。 2.3.2 施工工艺 死缝充填法： （1）沿裂缝凿出 V 形槽，槽宽 及槽深控制在 5cm6cm，后清洗干净； （2）在干燥的槽面涂刷树脂基 液，在潮湿的槽面涂刷聚合物砂浆； （3）将准备好的充填材料填入 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 需要修补的槽内，后压实抹光。 活缝充填法： （1）沿裂缝凿出 U 形槽，槽宽 及槽深控制在 5cm6cm，后清洗干净； （2）用砂浆找平槽底面，并在 找平面铺设隔离膜； （3）在槽侧面涂刷胶粘剂，后 嵌填弹性嵌缝修补材料，用力压实； （4）保证原混凝土面与回填的 砂浆齐平，详见图 2。 2.4 灌浆法 2.4.1 施工要求 （1）灌浆法适用于修补贯穿裂 缝及深层裂缝。 （2）死缝应用高强水溶性聚氨 酯浆材、水泥浆材、环氧浆材等灌注材 料；活缝应用弹性聚氨酯浆材等灌注材 料。 2.4.2 施工工艺 （1）首先应按设计要求进行灌 浆孔布置； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 （2）再按先钻孔、后洗孔、再 埋灌浆管的步骤进行； （3）沿裂缝方向凿出宽、深控 制在 5cm6cm 的 V 形槽，后清洗干净， 并将基波涂刷在槽内，后采用砂浆进行 嵌填封堵； （4）压水检查，应控制孔口压 力在 50%80%的设计灌浆压力，以 0.2MPa0.4MPa 为宜； （5）对于垂直裂缝和倾斜裂缝， 灌浆应以从深到浅、自下而上的原则进 行；当接近水平状裂缝时，则灌浆可从 低端或吸浆量大的孔开始；灌浆压力控 制在 0.2MPa0.5MPa 为宜，当进浆顺 利时，应降低灌浆压力； （6）灌浆结束至封孔时的吸浆 量应0.02L/5min ； （7）当浆材固化强度达到设计 要求后，应开钻检查孔并进行压水试验， 检查孔单孔吸水量应0.01L/min ，如出 现不合格的孔时，必须进行补灌； （8）灌浆应安排在低温季节或 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 裂缝开度较大