簡析橋涵混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施

摘 要：本文通過公路橋涵工程混凝土施工的現(xiàn)場管理，從施工技術控制的角度，分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了如何防治混凝土裂縫的主要技術措施。

關鍵詞：混凝土;裂縫;防治

前言

針對混凝土工程中經(jīng)常出現(xiàn)的裂縫問題，筆者通過施工階段的具體特點、發(fā)現(xiàn)的問題，并結合在施工過程中采取的具體措施實踐，來共同探討橋涵混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施。

一、混凝土裂縫的類型及成因

橋涵混凝土產(chǎn)生裂縫的原因是多方面的，所發(fā)生的裂縫也是形態(tài)各異的，對于混凝土硬結前，易產(chǎn)生的塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫，可統(tǒng)稱為沉縮裂縫;混凝土硬結后，易產(chǎn)生的塑性干縮裂縫（龜裂）和長期干縮裂縫，可統(tǒng)稱為干縮裂縫;由于溫度的變化而產(chǎn)生比較大的拉應力以致出現(xiàn)的裂縫可稱為溫度裂縫。

（一）沉縮裂縫原因分析

沉縮裂縫往往是在混凝土澆注后1～3h內(nèi)，隨泌水而沉降或隨混凝土塑性收縮產(chǎn)生的裂縫。究其產(chǎn)生原因，鋼筋正上方與其周圍發(fā)生不同的收縮下沉產(chǎn)生沉陷裂縫，隨混凝土原材料及配比不同，澆注高度及澆注速度不同而不同，澆注高越大，速度越快，沉陷越大;塑性收縮裂縫是混凝土由塑性變固體性化學反應所引起，水泥用量越大，水灰比越高，所產(chǎn)生的塑性收縮就越大。

（二）干縮裂縫原因分析

1.塑性干燥及收縮裂縫（龜裂）

橋涵混凝土澆注約4h后，此類裂縫常出現(xiàn)在結構或構件表面，形狀很不規(guī)則，長短不一，互不連貫。出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要的原因，一是混凝土澆注后，混凝土表面沒有及時覆蓋，水分蒸發(fā)快，體積急劇收縮，在干熱及大風季節(jié)極易產(chǎn)生龜裂。二是混凝土水灰比過大，水泥用量過大，砂粒徑太細，或模板沒濕潤。

2.長期干縮裂縫

長期干縮裂縫也是表面性裂縫，寬度只有0.05～0.2mm，走向為縱橫交錯，沒有規(guī)律性。特別是在橋涵混凝土整體現(xiàn)澆結構中，多發(fā)生在結構變截面處。長期干縮裂縫的產(chǎn)生首先是混凝土成型后，養(yǎng)護不當，表面體積收縮大，受內(nèi)部混凝土約束出現(xiàn)拉應力引起裂縫;其次是采用含泥量大的細砂、粉砂澆注的混凝土;再者是混凝土過振，表面形成水泥含量較多的砂漿層。

（三）溫度裂縫原因分析

對于表面溫度裂縫，因只在表層出現(xiàn)，所以僅影響混凝土的外觀質(zhì)量，嚴重時會產(chǎn)生表層剝落;但對于深層和貫穿溫度裂縫，由于其深度大，或成貫穿狀，將會破壞結構的整體性，加速鋼筋銹蝕，降低混凝土的抗凍性及耐久性。

其產(chǎn)生產(chǎn)生原因，對于深層和貫穿溫度裂縫，多由于結構降溫差值較大，受外界的約束而引起。如現(xiàn)澆橋臺混凝土，或大體積剛性擴大基礎，澆注在堅硬的地基或承臺上，如果未采取隔離等放松約束措施或收縮縫間距過大時，因混凝土澆注后水泥水化熱的溫升很大，使內(nèi)部溫度升高;而混凝土外部則冷卻收縮，全部或部分地受到地基或其他外部結構的約束。這樣就在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)很大拉應力，產(chǎn)生降溫收縮裂縫。這類裂縫常在澆注后2 ～3個月或更長時間出現(xiàn)，裂縫較深，有時成貫穿狀。

二、混凝土裂縫的防治措施

（一）沉縮裂縫防治

1.嚴格控制混凝土水灰比和加水量，不要采用過大的單方水泥用量。

2.摻入減水劑和適量粉煤灰，以便減少沉降量和塑性收縮。

3.在混凝土澆注1～2h后，對混凝土進行二次振搗，表面拍打、振密。對于橋梁構件的箱梁及T梁應澆到翼板根部時停一段時間，待梁身混凝土泌水沉降完成后，再繼續(xù)澆注翼板這層混凝土。

4.治理方法，對即時出現(xiàn)的沉縮裂縫立即進行抹平壓實。

（二）干縮裂縫防治

1.塑性干燥及收縮裂縫預防措施

⑴嚴格控制水灰比及水泥用量，選用較大的砂率和級配良好的石料。

⑵避免混凝土自身與外界溫度相差過大，澆注后及時覆蓋，宜潮濕養(yǎng)護。

⑶設置風擋設施，在氣溫高、干燥或風速大的氣候下施工時，要及早噴水養(yǎng)護。

⑷澆注前，將基層和模板充分澆水

濕透。

2.長期干縮裂縫預防措施

⑴采用的水泥用量、水灰比、砂率不能過大，盡量減少混凝土單位用水量;

⑵表面混凝土在初凝后、終凝前，進行二次抹壓，減小收縮量。

⑶摻用膨脹劑如鈣礬石系膨脹劑（UEA），或摻用優(yōu)質(zhì)粉煤灰。

3.治理方法：發(fā)現(xiàn)微細裂縫時，及時抹壓一遍，再覆蓋養(yǎng)護; 如裂縫已形成，可根據(jù)裂縫的寬度、深度和長度，采取表面粘碳纖維布，或裂紋封閉壓漿后，再在表面粘碳纖維布處理。

（三）溫度裂縫防治

預防溫度裂縫，可從控制溫度，改進設計和施工操作工藝，改善混凝土性能，減少約束條件等方面入手。一般措施為：

1.降低混凝土的澆注溫度。如采用降低骨料的溫度，或澆注安排在夜間最低溫度時。

2.降低水泥的水化熱的溫升。如選用低水化熱的水泥，或減少水泥的用量，或摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰。

3.加快澆注后混凝土的散熱，如使用鋼模板（結構較薄時），或分層澆注混凝土，每層厚度不大于30cm，以便于散熱;或在大體積混凝土中，預埋或利用一些管、孔道，通過冷水或冷風來降溫。

4.降低欲澆注混凝土結構或構筑物的外部約束。如減小澆注體長度或厚度，分塊厚為1.5～2.0米，以減少約束作用。

5.加強澆注混凝土的表面保護。如澆注后，表面應及時用草簾、草袋、砂、鋸末等覆蓋，并灑水養(yǎng)護;寒冷季節(jié)，要采取保溫措施，保護混凝土表面，薄壁結構，要適當延長其拆模時間，使之緩慢降溫。

6.改善混凝土的性能。如盡量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥），或選用合適骨料如石灰?guī)r骨料及其級配良好，以便降低水化熱。

7.蒸汽養(yǎng)護構件時，嚴格控制升溫速度不大于10～15℃/h，降溫不大于15℃/h，并應適當冷養(yǎng)后吊運構件出池，以避免過大溫度應力。

8.治理方法

對于一般結構的縫寬小于0.1mm裂縫，因可自行愈合，采用粘貼碳纖維布處理;對于有防水要求的結構，縫寬大于0.1mm的深層及貫穿性裂縫，可根據(jù)裂縫的寬度、深度和長度，采取表面粘碳纖維布，或裂紋封閉壓漿后，再在表面粘碳纖維布處理。

三、結束語

綜上所述，雖然橋涵混凝土很容易產(chǎn)生裂縫，但是通過工程實踐證明，只要我們在材料選擇、配合比設計、施工工藝，以及后期的養(yǎng)護過程中能夠充分考慮各種因素的影響，還是可以在很大程度上避免或減輕危害結構裂縫的產(chǎn)生，保證混凝土的耐久性和安全性，真正確保橋涵工程的使用質(zhì)量。