簡析橋涵混凝土裂縫產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場管理，從施工技術控制的角度，分析了混凝土裂縫產生的原因，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常出現的裂縫問題，筆者通過施工階段的具體特點、發現的問題，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

橋涵混凝土產生裂縫的原因是多方面的，所發生的裂縫也是形態各異的，對于混凝土硬結前，易產生的塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫，可統稱為沉縮裂縫;混凝土硬結后，易產生的塑性干縮裂縫（龜裂）和長期干縮裂縫，可統稱為干縮裂縫;由于溫度的變化而產生比較大的拉應力以致出現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，隨泌水而沉降或隨混凝土塑性收縮產生的裂縫。究其產生原因，鋼筋正上方與其周圍發生不同的收縮下沉產生沉陷裂縫，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，此類裂縫常出現在結構或構件表面，形狀很不規則，長短不一，互不連貫。出現這種現象主要的原因，一是混凝土澆注后，混凝土表面沒有及時覆蓋，水分蒸發快，體積急劇收縮，在干熱及大風季節極易產生龜裂。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，沒有規律性。特別是在橋涵混凝土整體現澆結構中，多發生在結構變截面處。長期干縮裂縫的產生首先是混凝土成型后，養護不當，表面體積收縮大，受內部混凝土約束出現拉應力引起裂縫;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，所以僅影響混凝土的外觀質量，嚴重時會產生表層剝落;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。

其產生產生原因，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。這樣就在混凝土內部出現很大拉應力，產生降溫收縮裂縫。這類裂縫常在澆注后2 ～3個月或更長時間出現，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，再繼續澆注翼板這層混凝土。

4.治理方法，對即時出現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），或摻用優質粉煤灰。

3.治理方法：發現微細裂縫時，及時抹壓一遍，再覆蓋養護; 如裂縫已形成，可根據裂縫的寬度、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，或摻入優質粉煤灰。

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，并灑水養護;寒冷季節，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巖骨料及其級配良好，以便降低水化熱。

7.蒸汽養護構件時，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量。