橋梁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因及防治措施

云保江

云南省鐵路總公司 云南 650118

【摘 要】混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代社會(huì)建筑物的主要建筑材料，混泥土材料的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)性能都直接影響到人們的生產(chǎn)生活。本文通過簡述水泥混凝土結(jié)構(gòu)的重要性，引出了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的普遍性。分析了混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的具體成因，重點(diǎn)研究了混凝土裂縫的防治措施。工程實(shí)踐表明，加強(qiáng)施工中的質(zhì)量控制、重視混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)預(yù)防裂縫的的主要措施。

【關(guān)鍵詞】橋梁混凝土；結(jié)構(gòu)裂縫；形成原因；防治措施

前言

隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的提高和經(jīng)濟(jì)的快速增長，城市建設(shè)的工程規(guī)模越來越大，在城市建筑規(guī)劃過程中，對(duì)橋梁等構(gòu)筑物的需求也逐漸增多，因此水泥混凝土得到了廣泛運(yùn)用。水泥混凝土結(jié)構(gòu)以其材料廉價(jià)物美、施工方便、承載力大、可裝飾強(qiáng)的特點(diǎn)，所以混凝土的施工質(zhì)量備受關(guān)注。其中混凝土裂縫是常見問題，所以，提高混凝土裂縫的防治技術(shù)尤為必要。

1 橋梁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因

1.1混凝土的溫度變化

在建筑施工過程中，混凝土的溫度是影響工程質(zhì)量的一個(gè)主要因素，通常情況下，溫差可直接導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。內(nèi)外溫差主要發(fā)生在混凝土澆注初期，由于施工產(chǎn)生大量的水化熱，而混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，常使混凝土內(nèi)部溫度上升，而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這就形成內(nèi)外溫差了，這種溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差；這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。

1.2混凝土原材料質(zhì)量不合格

混凝土原材料質(zhì)量不合格是導(dǎo)致工程質(zhì)量不過關(guān)的主要原因，水泥、摻合料以及骨料是混凝土的主要組成成分，若該組成成分若無法達(dá)到混凝土要求的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及其要求，極有可能導(dǎo)致橋梁施工過程中出現(xiàn)混凝土裂縫。具體來說：第一，在橋梁施工過程中，若混凝土骨料成分的質(zhì)量出現(xiàn)問題，可能會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生直接性的影響；第二，在攪拌混凝土的過程中，如果減少或者增加了水量，那么就會(huì)對(duì)混凝土自身的收縮性產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)而極有可能導(dǎo)致橋梁施工過程中出現(xiàn)混凝土裂縫；第三，在選擇摻合料、外加劑的時(shí)候，各材料組分結(jié)合后可能出現(xiàn)的化學(xué)反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)混凝土裂縫。

1.3混凝土的收縮凍脹

由于環(huán)境氣候的影響，在施工過程中，混凝土?xí)?jīng)常出現(xiàn)收縮與凍脹的現(xiàn)象，所以混凝土的收縮凍脹也會(huì)影響到工程質(zhì)量的變化。其中，收縮是促使混凝土出現(xiàn)裂縫的一個(gè)主要原因，這主要是由于當(dāng)體積較大的混凝土出現(xiàn)形態(tài)改變的時(shí)候，混凝土表面的水分很快就會(huì)流失，然而，混凝土內(nèi)部卻僅僅吸收了較少的水分，這就導(dǎo)致混凝土內(nèi)部及其表面無法真正有效地融合于一體，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。凍脹主要是在氣溫低于0℃時(shí)，混凝土?xí)诮Y(jié)冰之后，體積逐漸變大，進(jìn)而與混凝土自身的強(qiáng)度出現(xiàn)了一定沖突，最終導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2 橋梁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的防治措施

2.1挑選混凝土的原材料

由于混凝土組成成分的材料質(zhì)量能引發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫問題，所以在在橋梁的施工過程中，項(xiàng)目工程的管理人員應(yīng)該嚴(yán)格控制，保障混凝土中各組成成分的質(zhì)量符合相關(guān)要求及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能保障混凝土能夠符合設(shè)計(jì)過程中的預(yù)算荷載。與此同時(shí)，在橋梁的施工過程中，應(yīng)該保障混凝土的相關(guān)組成材料及其所需配比度的合理性、完善性，并在配制過程中，及時(shí)進(jìn)行攪拌。在攪拌的過程中，應(yīng)該依據(jù)實(shí)際要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確計(jì)算出混凝土的配比度，嚴(yán)格控制攪拌過程中的水量，從而有效預(yù)防混凝土出現(xiàn)體積變形問題，進(jìn)而提升混凝土的抗裂性。

采取早期水化熱低的水泥是一種預(yù)防混泥土出現(xiàn)裂縫的有效措施之一，因?yàn)榈偷乃喈a(chǎn)生的溫差小，不容易出現(xiàn)裂縫。水泥的水化熱是礦物成分與細(xì)度的函數(shù)，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調(diào)整水泥的細(xì)度模數(shù)，硅酸鹽水泥的礦物組成主要有：C3S、C2S、C3A 和C4AF，試驗(yàn)表明：水泥中鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的，水化熱較高，所以，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A 和C3S 的含量。中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥是施工中經(jīng)常采用的水泥材料。

2.2嚴(yán)格混凝土澆注流程

橋梁在施工過程中，施工人員的操作技術(shù)和認(rèn)真負(fù)責(zé)程度也是影響到后期混泥土結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)裂縫的因素之一。所以施工人員在澆注過程中要注意振搗的程度，振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實(shí)、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時(shí)要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。太陽輻射較高時(shí)溫度較高，所以在夏季施工時(shí)，要盡量避開正午高溫時(shí)段，澆注盡量安排在夜間進(jìn)行，減低溫度對(duì)施工工程的影響系數(shù)。

2.3 減少混凝土的溫度變化

在攪拌混凝土的過程中，加入水量的對(duì)少也是一個(gè)需要十分重視的因素，水分的多少直接影響到混凝土自身的溫度。例如，在高溫天氣或者是夏季進(jìn)行橋梁施工的時(shí)候，應(yīng)該適當(dāng)減少澆筑的混凝土的厚度，這樣能夠讓混凝土充分散熱，但若情況較為特殊時(shí)，可以在混凝土內(nèi)部采取相應(yīng)的降溫措施，從而有效保障混凝土的抗裂性。此外，在橋梁的施工過程中，應(yīng)該高度重視混凝土的攪拌方式、堆放問題以及澆筑混凝土的過程中等相關(guān)因素。因此，在橋梁的施工過程中，應(yīng)該高度重視溫度變化對(duì)混凝土的影響，采取有效措施及時(shí)降低。防止混凝土出現(xiàn)的裂縫問題。

2.4有效進(jìn)行成品保護(hù)

在混凝土的表面涂樹脂保護(hù)膜是一種防止混凝土表面水分發(fā)揮的有效措施，目前被廣泛使用在橋梁的施工過程中。在對(duì)橋梁的混凝土表面進(jìn)行施工的時(shí)候，應(yīng)先對(duì)混凝土表面存在的灰塵及其雜質(zhì)進(jìn)行有效處理，并采用清水將其沖洗干凈，保障混凝土表面的干燥性，最后再在混凝土表面涂上樹脂保護(hù)膜。這樣能夠有效防止雨水等滲透到混凝土的內(nèi)部，從而能夠有效降低滲透、裂縫等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.5抑制裂縫發(fā)展

造成橋梁混泥土發(fā)生裂痕的原因是多種原因的。交通過量的多少。車輛超載等都會(huì)導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)大小不一致的裂縫。如果這些裂縫沒有得到及時(shí)有效地處理，那么橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其耐久性就會(huì)受到較大的影響。面對(duì)這些大小不一的裂縫，可以采用局部修補(bǔ)法進(jìn)行相應(yīng)的修補(bǔ)，其中，灌漿法是一種主要修補(bǔ)混凝土裂縫的處理措施。

3.案例分析

由于冬季的氣候問題較為嚴(yán)峻，導(dǎo)致施工人員施工困難，致使混凝土的強(qiáng)度出現(xiàn)問題，加大了施工過程中的難度系數(shù)。云南雖然氣候溫和，但隨著全球氣候變換，冬季氣候問題也變得越來越嚴(yán)峻，所以在施工過程中要特別注意，在溫度為0～2℃時(shí)，若對(duì)混泥土沒有添加任何外加劑，那么混凝土的強(qiáng)度會(huì)損失50%左右，而且該損失是不可恢復(fù)的；如果溫度連續(xù)5天低于5℃，則必須對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)工程采取相應(yīng)的防范措施；如果溫度持續(xù)在0℃以下，那么摻了防凍劑的混凝土在沒有相應(yīng)保護(hù)措施的前提下也會(huì)出現(xiàn)混凝土凍裂的現(xiàn)象。所以施工單位必須在施工的過程中采取適當(dāng)?shù)姆椒ūＷo(hù)混凝土，確保其施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

總而言之，橋梁的施工工程質(zhì)量是影響橋梁質(zhì)量的主要原因，所以施工單位要加強(qiáng)施工質(zhì)量控制意識(shí)，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，從混凝土的原材料、攪拌、澆筑到養(yǎng)護(hù)、拆模、成品保護(hù)等環(huán)節(jié)逐一進(jìn)行檢查檢驗(yàn)，確保步步合格，盡可能降低混凝土裂縫出現(xiàn)的機(jī)率，從而有效杜絕或減少裂縫的產(chǎn)生，保障橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量，減少比必要的麻煩。

參考文獻(xiàn)：

[1]覃維祖，混凝土的收縮、開裂及其評(píng)價(jià)與防治.混凝土，2001（7）：3.

[2]康廣鵬，高興福.水利工程混凝土裂縫形成原因及其修補(bǔ)對(duì)策淺析[J].科技與企業(yè)，2015.

[3]李佰銀. 混凝土裂縫形成的原因和控制措施淺析[j]. 城市建設(shè)理論研究（電子版）2012.

[4]龔召熊. 水工混凝土的溫控與防裂. 北京：中國水利水電出版社，1999.