浅析公路桥梁混凝土裂缝

关键词：公路桥梁；混凝土；裂缝；处理方法 

　　0引言 

　　混凝土因其取材广泛、价格低廉，抗压强度高、可浇注成各种形状，并且耐火性好、不易风化、养护费用低，成为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺点是：抗拉能力差，容易开裂。混凝土裂缝不可避免，但它的危害程度是可以控制的。 

　　1混凝土裂缝特性及产生的原因 

　　1.1温度变化引起的裂缝 

　　混凝土具有热胀冷缩的性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝的特征主要是表面裂缝的走向一般无规律性，深层或贯穿裂缝的走向一般与主筋平行或接近平行；裂缝宽度大小不一，受温度变化的影响热细冷宽。表面温度裂缝常出现在现浇混凝土1d- 2d 之间，深层温度裂缝与贯穿温度裂缝常开始出现在现浇混凝土21d 后。引起温度变化主要原因有：（1）表面温度裂缝多是由于温差较大引起的。如大体积混凝土 （厚度超过2m）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，导致表面会出现裂缝。（2）深层贯穿裂缝多由于结构降温差值大，受外界的约束而引起的。如现浇桥台混凝土或大体积刚性扩大基础，浇筑在坚硬的地基上，未采取隔离等放松约束措施或收缩缝间距过大。1.2地基基础变形 

　　引起的裂缝由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构力超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。地基基础变形引起的裂缝常出现在钢筋上方，结构变化处，常开始出现在现浇混凝土10min 到3h 内。基础不均匀沉降的主要原因有：（1）由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降，使局部混凝土变形受约束而产生裂缝。（2）由于重力作用使混凝土中较重颗料下沉而使水泥浆上浮，当这种下沉受到钢筋、模板作用时就会产生裂缝。 

　　1.3钢筋锈蚀引起的裂缝 

　　由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2倍-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。 

　　2裂缝修补技术 

　　其一表面处理法。表面处理法是针对小于 0.15mm 的微细裂缝，采用环氧类封缝胶，涂刷于裂缝表面，达到恢复其防水性及耐久性的一种常用裂缝修补方法。其二灌浆法。主要施工流程为：①埋设灌浆嘴。对于细而浅的裂缝，可用钢丝刷沿缝进行表面刷毛和清洁处理，然后骑缝用环氧胶泥粘贴灌浆嘴；对于大体积混凝土结构上很深的裂缝，应骑缝钻孔或斜向钻孔至裂缝深部，然后在孔内埋设灌浆管。②封缝。封缝目的在于使裂缝形成一个密闭的空间。对于不凿槽裂缝可用环氧胶泥封缝，先沿裂缝刷一道环氧树脂基液，后抹一层环氧胶泥。③密封检查。待封缝胶泥或水泥砂浆固化后，沿缝涂一层肥皂水，并从灌浆嘴向缝中通入压缩空气，若无冒泡现象，表示密封效果良好，否则应予修补。④配制浆液。灌浆材料要求粘结力强，可灌性好；胶液根据不同情况进行混合调制，稠度过大往往会使注胶的压力也大，粘稠度大影响注胶效果，持压时间也大大影响施工进度。⑤灌浆。启灌之前，先接通管道，打开灌浆嘴上气阀，用气压为 0.2Mpa 以上的压缩空气将管道及裂缝吹干净。⑥封口。灌浆后待缝内浆液初凝而不外流时，可拆除灌浆嘴，用环氧胶泥对灌浆孔进行封口抹平。⑦灌浆质量检查。灌浆密实情况，一般可采用钻芯法取样检查浆体的外观质量，测试浆体的力学性能。其三结构加固法。当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。其四混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法。常用的置换材料：普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。 

　　3防止混凝土裂缝的主要控制技术 

　　3.1使用膨胀混凝土 

　　膨胀混凝土以其化学能―――膨胀能作功，发挥补偿收缩的作用，贯穿于混凝土水化硬化的全过程。膨胀混凝土的膨胀源主要是水化过程中生成钙钒石。膨胀混凝土成功的关键是根据不同的约束状态要有足够的膨胀能。由于混凝土的膨胀反应贯穿于混凝土水化硬化的全过程，所以自收缩可以不考虑。 

　　3.2掺加合成纤维 

　　由于钢纤维混凝土价格昂贵，近几年合成纤维逐步在工程中应用。它与钢纤维的区别在于：钢纤维的阻裂效应主要体现在阻止硬化混凝土破坏时的裂缝扩展上，使硬化混凝土在开裂后仍保持一定的抗拉强度，阻裂效应作用的结果是提高了硬化混凝土的变形能力，使混凝土基材在破坏后仍保持一定的延性。聚丙烯腈纤维和聚丙烯纤维属于合成纤维，阻裂效应主要体现在消除或减轻了早期混凝土中原生裂隙的发生和发展，使混凝土的塑性收缩减小。相对于大体积混凝土来说，合成纤维混凝土更适用于大面积混凝土结构中即它可用于阻止或尽量减少大面积混凝土结构中裂缝的出现。合成纤维的加入，对混凝土性能的影响是全面的、综合性的；其对早龄期混凝土体积稳定性的提高，进而降低混凝土早期收缩裂缝这一特点的应用价值最高。 

　　4施工措施的进一步优化 

　　4.1混凝土凝结时间要求必须严格执行 

　　由于桥梁部件普遍由大体积混凝土组成，混凝土的凝结时间对混凝土水化热的放热规律有着明显的影响。凝结时间过短，混凝土存在早强问题，明显加快水泥的水化速率，造成混凝土达到最高中心温度的时间缩短，峰值提高。 

　　4.2混凝土入模温度严格控制 

　　在前期控制水泥温度的同时，进一步采取砂、石淋水，同时加冰的综合措施，控制混凝土入模温度不超过28℃（7-8 月份高温季节不超过 30℃）。 

　　总之，只要采取适当的预防措施，很多裂缝是可以克服和控制的。施工中进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，制定相应的质量预防措施，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝。总而言之，混凝土施工裂缝是不可避免的，对有外观缺陷的混凝土进行修补，将在混凝土施工中成为一项必不可少的施工工艺。相应的了解混凝土裂缝原因，采取行之有效的手段控制混凝土裂缝的产生，对混凝土外观质量的好坏将具有决定性的作用。 

　　参考文献： 

　　[1]张良川.桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因及应对措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（05）. 

　　[2]杨亮.混凝土裂缝缺陷分析及措施[J].价值工程，2011（15）. 

　　[3]李斌.浅析混凝土结构及其外观质量控制[J].企业科技与发展，2008（04）