道路桥梁工程结构混凝土裂缝成因与防治措施

道路桥梁工程结构混凝土裂缝成因与防治措施

韩奎田

身份证号码:371312196910064833

摘要：混凝土形成裂缝的原因虽然极为复杂，但对施工中出现的裂缝问题进行深入探究，找出影响因素，选择合理材料和施工工艺，进一步优化混凝土配合比，加强施工过程质量控制和过程检测，严格按照设计和技术施工规范，运用新技术、新手段解决和避免施工过程中混凝土出现裂缝的病害，从而提升道路桥梁结构设计的安全性和功能性，延长道路桥梁结构寿命周期。

关键词：道路桥梁工程；结构混凝土；裂缝成因；防治措施

1道路桥梁施工中产生混凝土裂缝的原因

1.1道路桥梁荷载的影响

随着经济快速发展，交通压力增大，通行的重型车辆日益增多，道路桥梁长期受到超重荷载的影响，在超重荷载作用下，其结构承载能力超过结构设计承载力，此时很容易出现混凝土结构开裂现象。因此，必须重视道路桥梁结构工程的前期设计准备工作，避免因工程材料选择不合理、设计缺陷问题等因素产生结构性裂缝病害。

1.2材料选择原因

混凝土主要成分是水泥、骨料、掺合料和外加剂，因此决定混凝土的质量不仅在于混凝土的最优施工配合比，更重要的还在于对混凝土材料的合理选择，若使用不合格的材料和不满足规范要求的配合比的混凝土，极可能使混凝土的结构性能下降、产生裂缝等一系列问题，严重影响到建设工程的质量。比如，混凝土中的骨料含泥量超标和集料级配不合格，容易增大混凝土收缩能力，诱导裂缝的产生。

1.3温度变化引起的裂缝

（1）热涨冷缩引起的温度裂缝。混凝土具有热胀冷缩的性质，由于气候条件的影响，会出现不同的温差，从而造成混凝土的开裂。混凝土在初凝升温度阶段，由于水泥的水化作用产生并释放大量的水化热，当外部环境温度发生变化，与混凝土构件内部形成较大温差，产生较大温度应力和温度变形，导致混凝土表面出现裂缝。尤其是对于道路桥梁工程的大体积混凝土，其施工时间较长，若没有对混凝土采取温度控制措施和温度监测，很容易因为混凝土配合比不合理、不协调导致混凝土内部出现气泡、气孔，加上受到周围环境温度和混凝土内部温度的温差影响很容易产生裂缝。此外，混凝土在搅拌、浇筑的过程中，因为化学反应释放大量的热量，这些热量向外扩散形成热胀冷缩导致混凝土表面出现裂缝，并且这种裂缝大小、深度均要大于气泡裂缝，会对工程整体质量形成巨大的影响。（2）干性收缩变形引起的裂缝。混凝土硬化阶段，由于混凝土表面水分蒸发快和干燥硬化快、混凝土内部水分散发慢、收缩慢，混凝土表面收缩变形受到中心内部混凝土的约束而在表面产生拉应力，当表面混凝土受到的拉应力超过其抗拉强度时，就会产生收缩裂缝，如混凝土养护措施不到位就会出现混凝土裂缝。（3）施工过程产生的裂缝。一般情况，外界气温越高，混凝土的浇筑温度也越高。当气温下降，特别是气温骤降时，形成较大温度梯度，外层混凝土受深层混凝土、模板、钢筋等因素约束，从而形成微裂缝。如施工中过早拆模，受外界气温变化的影响，在混凝土表面形成的拆模裂缝。

1.4混凝土保护层厚度不足原因

混凝土保护层厚度不足，受二氧化碳侵蚀碳化作用，钢筋周围混凝土强度降低，造成混凝土保护层开裂、剥离，另外由于锈蚀使得钢筋结构面面积减少，钢筋与混凝土握裹力变弱，从而缩短了钢筋的使用寿命，导致结构破坏。

1.5施工工艺及养护原因

在混凝土浇筑施工中，若出现以下违反施工技术规范要求现象，将埋下混凝土裂缝产生的隐患。在混凝土浇筑施工中，如果混凝土振捣不密实，或者漏振、过振等情况，就会出现蜂窝、麻面、空洞等质量问题。因混凝土运输距离和时间较长，水灰比比例失调，混凝土塌损过大，和易性降低，为满足混凝土和易性施工要求，随意调整用水量，导致混凝土增加收缩量，出现不规则裂缝。对大体积混凝土，因现场降温及保温养护措施不到位，混凝土将产生温度裂缝。在大体积混凝土浇筑施工中，对混凝土结合面、施工缝处理措施不当，或混凝土分层分块不合理、模板跑模变形等原因产生的混凝土裂缝。

2混凝土裂缝的预防措施

2.1设计方面

要充分认识到裂缝产生的危害，正确处理好结构设计经济与结构安全关系，运用新技术、新工艺等手段避免结构裂缝产生。

2.2严把材料选择关

（1）根据设计和规范要求选择合适的水泥品种，尽量避免采用早强高热的水泥。（2）选用粒径级配连续、粗骨料质地坚硬、细骨料宜用干净的中砂或粗砂、优良的砂石原材料且含泥量符合规范要求。（3）选用具有减水、缓凝、增塑等作用的高性能混凝土外加剂和改善混凝土工作性能的掺合料，可以减少水泥用量、降低水化热、改善混凝土的工作性能，降低混凝土成本。

2.3加强对进场材料的控制

（1）对于使用的所有材料，严格把控质量关和检测关，严禁不合格材料进入施工现场。（2）骨料，优先选用质地均匀坚固、吸水率低、线胀系数小、空隙率低、级配、粒形和级配合理、洁净碎石骨料。（3）水泥，根据结构的要求选用品质稳定的水泥，避免使用早强度高水泥。（4）矿物掺和料选用优质粉煤灰等材料。所选用的掺和料必须品质稳定、来料均匀、来源固定，有相应的检验证明和产品合格证。（5）化学外加剂，外加剂质量满足《公路工程水泥混凝土外加剂》（JT/T523－2022）的相关要求。

2.4合理选择混凝土配合比

（1）优化施工混凝土配合比，在保证混凝土强度、耐久性及工作性能的前提下，外加高效减水剂，尽量减少单位用水量，控制水灰比，提高掺合料及粗骨料的含量，降低水泥用量。（2）合理选择混凝土设计坍落度，针对施工现场天气情况、施工进度安排、浇筑量和现场资源配置等情况及时调整施工配合比。（3）改善混凝土拌合工艺。采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后的界面过度层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度。（4）在正式施工前，应进行混凝土胶凝材料合理用量与抗裂性能的对比试验，依据施工现场天气、拌和能力、施工工艺、构件尺寸等具体情况，确定混凝土的施工坍落度，施工时要针对砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比。

2.5混凝土运输

（1）混凝土运输能力应满足混凝土施工的连续性要求，且混凝土运到浇筑地点不产生分层离析现象，仍能保持良好的工作性。（2）混凝土运输车在装料前要将车内残余混凝土和积水排尽。（3）采用搅拌运输车运输混凝土时，途中应以2～4转/分钟的慢速进行搅动，斜料入模前应以常速再次搅拌。运至浇筑地点混凝土若发生离析、泌水或坍落度不符合要求时，应进行第二次搅拌，严禁向混凝土中随意加水搅拌，二次搅拌后仍不符合要求时，则不得使用。

3结语

在道路桥梁建设结构工程施工中，混凝土裂缝是常见施工质量通病，混凝土裂缝预防和控制措施是贯穿整个工程全面的过程，通过分析裂缝形成原因，找出预防混凝土裂缝的有效措施，减少混凝土裂缝出现的机率，降低因混凝土裂缝而造成的返工、修复和工期延误等各种损失。

参考文献

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