一、水工混凝土建筑物裂缝的类型及成因

1.裂缝的类型。

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。按位置不同，裂缝可分为表层裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝；按其开度变化可分为死缝(其长度和宽度不再变化)、活缝(其宽度随外界环境条件和荷载条件变化而变化，长度不变或变化不大)、增长缝(其长度和宽度随时间增长)；按其产生原因可分为沉陷缝、干缩缝、温度缝、应力缝和施工缝。

2.裂缝的成因。

水工混凝土建筑物体积庞大，而混凝土具有热胀冷缩的特性，在温度、湿度及基础约束作用下，很容易产生裂缝。但引起裂缝的原因非常复杂，分析裂缝的成因对于修补非常重要，如果盲目修补，往往会导致修补无效，从而造成人力、物力、财力的浪费。一般来说，裂缝主要有设计、材料、施工、管理和运用环境等方面的成因。

二、新材料

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上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孔道，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。

由于以上特点，“水泥基渗透结晶型防水材料(CB]8445-2001)”国家标准2002年起正式实施。对原材料的试验方法，试件成型、养护以及性能试验均作出了规定，使水泥基渗透结晶型防水材料的应用趋于规范化。可以预计，水泥基渗透结晶型防水材料将在水工混凝土建筑物防渗和补强方面得到广泛应用。

2.聚合物水泥砂浆类材料。

聚合物水泥砂浆作为防渗、防腐，防冻材料已在水工混凝土建筑物修补工程中得到广泛应用。这种以少量胶乳材料对水泥砂浆或混凝土改性后，增强其抗渗性，抗碳化和抗冻性，经过近20年的工程实践证明，是—种性能可靠、经济、施工方便的修补材料，目前已列入有关设计规范和施工规程，施工方法有人工涂刷，喷涂及灰浆机湿喷，大大提高了施工速度及施工质量。推荐采用丙烯酸聚合物改性水泥砂浆，因为它的机械性能和化学性能均优于其他胶乳。

3.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(Pu／EP-IPN)。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1.05MPa。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。

三、新技术与新工艺

1.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3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—定十分成功。最近由日本引入一种“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人到注射管内。尽管采用低压低速注浆，也节省了大量人力和时间。

2.钢板及碳纤维补强加固新技术。

碳纤维补强加固技术是利用高强度(强度可达3500MPa)或高弹性模量(弹性模量2.3‘x10s-.4.30x10SMP9的连续碳纤维，单向排列成束，用坏氧树脂浸渍形成碳纤维增强复合材料片材，将片材用专用环氧树脂胶黏贴在结构外表面受拉或有裂缝部位，固化后与原结构形成一整体，碳纤维即可与原结构共同受力。由于碳纤维分担了部分荷载，就降低了钢筋混凝土结构的应力，从而使结构得到补强加固。

碳纤维复合材料用于混凝土结构的补强加固在我国只有几年的历史，但发展迅速。1997年由日本引进该技术，近几年主要用于钢筋混凝土建筑物的梁、板、柱等构件的补强加固。在水工混凝土建筑物补强加固工程中，已在我国的部分水利工程中采用了这项新技术。目前国内虽能少量生产碳纤维片，但在材质均匀及预浸树脂含量等关键技术方面与国外相比，尚有较大差距。黏结用的环氧树脂材料，对不同部位的使用功能和使用条件需选用不同型号，国产树脂性能比较单一，与国外产品性能相比，差异较大，这些都是国产材料急需解决的重要问题。

3.新的施工设备。

高压无气喷涂设备是为解决环氧树脂、聚氨脂等材料的快速、大面积喷涂而研制的。根据需要喷涂一遍至数遍，混凝上结构表面即可形成—定厚度的柔性膜层，从而达到抗冲耐磨、封闭混凝土防渗、防碳化.保护钢筋、延长结构使用寿命，相对于以往施工采用人工称量、混合、手工涂刷，既费工耗时，涂层质量也难以保证。高压无气喷涂设备使用方便、省工省时，比手工涂刷可提高效率5倍以上。