橋梁混凝土裂縫成因分析及防止

橋梁混凝土裂縫成因分析及防止摘要:本文介紹了混凝土構(gòu)造的裂縫種類、分析了混凝土產(chǎn)生裂縫的原因。混凝土裂縫產(chǎn)生原因主要受材料的選用、混凝土下沉和泌水、混凝土的配合比、施工原因等多方面原因造成的。并提出了相應的處理方案。關(guān)鍵詞:混凝土；裂縫；種類；水化熱；分析；控制1概述混凝土的裂縫問題是工程界最難解決的問題之一。在國內(nèi)迄今所修建的混凝土箱梁橋中，在施工階段和運營階段，箱梁上均存在較多的開裂現(xiàn)象，這一問題至今尚未得到較好的解決，已成為多年來困擾工程技術(shù)界的一個難題。2混凝土的裂縫的種類雖然使混凝土構(gòu)造產(chǎn)生裂縫的原因很多，但混凝土橋梁裂縫的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下：2.1荷載裂縫荷載裂縫是指外荷載作用下構(gòu)件內(nèi)的拉應變超過混凝土的極限拉應變所致，根據(jù)構(gòu)件的受力特征不同有受拉、彎拉、剪切和改變等裂縫形態(tài)。在實際工程中，荷載裂縫占20%。在混凝土箱梁中，荷載裂縫包括正截面抗裂才能缺乏所導致的彎曲裂縫、斜截面抗裂才能缺乏所導致的腹板斜裂縫和預應力錨下部分承壓區(qū)域抗裂才能缺乏所導致的錨下縱向裂縫。2.2非荷載裂縫非荷載裂縫是指材料收縮、溫度變化、鋼筋銹蝕、地基不均勻沉降、施工工藝不合理以及施工養(yǎng)護不當?shù)纫鸬牧芽p。非荷載裂縫是混凝土裂縫的主要形勢。3非荷載裂縫及其成因分析3.1材料原因引起的裂縫由于混凝土是由水泥、砂、骨料、水和外加劑等按一定比例配合、拌制成拌合物，經(jīng)過一點時間硬化而成的人造石材。所以水泥品質(zhì)、鋼筋銹蝕、骨料性質(zhì)、外加劑都是混凝土裂縫產(chǎn)生的原因?！?〕水泥細度、水泥中含堿量、3A、3S等都對混凝土裂紋的產(chǎn)生有一定的影響。水泥顆粒過細會導致混凝土水化速度快，水化快的水泥顆粒水化熱釋放得早，因水化快消耗混凝土內(nèi)部的水分較快，引起混凝土的自枯燥收縮。而堿能促進水泥的收縮開裂，高含堿量的水泥會生成抗裂性能差的凝膠，加重混凝土后期的枯燥收縮，所以不管骨料是否有活性，都應當限制對水泥和混凝土中的含堿量?！?〕骨料的粒徑、級配、有害物質(zhì)的含量等也都是引起混凝土裂縫的重要因素。特別是骨料中的含泥量和骨料的堿性很有可能引起混凝土開裂。所以一般嚴格控制骨料中的含泥量和骨料的堿性含量?！?〕拌合水及外加劑。拌合水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.3.2溫差引起的裂縫水泥的水化反響會釋放出大量的熱量，每克水泥大約放出500J的熱量。水泥用量在300kg/3左右時，混凝土在絕熱情況下由于水泥水化熱將導致混凝土內(nèi)部溫度上升為30－40℃左右。在實際構(gòu)造中，內(nèi)部因水化熱產(chǎn)生蓄熱的同時，構(gòu)件外表還產(chǎn)生放熱，使得構(gòu)件內(nèi)存在內(nèi)表溫度差。通過水化熱測試結(jié)果顯示混凝土入模溫度為36℃，腹板內(nèi)混凝土在其澆筑后18h到達最大溫升73.5℃，混凝土內(nèi)外外表溫差在混凝土澆筑后22h到達最大值40.5℃〔見圖1、實測新澆梁段腹板厚度中心處溫度及其外表溫度和日照溫度、圖2、實測新澆梁段腹板內(nèi)溫差〕?；炷寥肽囟葹?6℃，腹板內(nèi)混凝土在其澆筑后18h到達最大溫升73.5℃，混凝土內(nèi)外外表溫差在混凝土澆筑后22h到達最大值40.5℃〔見圖2〕。?標準?規(guī)定：大體積混凝土內(nèi)外溫差不得超過25℃。混凝土入模溫度過高以及并未采取特別的養(yǎng)護措施，致使腹板混凝土澆筑后的絕對溫升較大，特別是內(nèi)外溫差過大〔從圖2可以看出，混凝土澆筑后13～40小時之內(nèi)外外表長期處于25℃以上的溫差，并且在底板上由于厚度更大，這個時間將更長〕，加之混凝土本身的收縮而導致目前梁上混凝土裂縫的出現(xiàn)。3.3施工原因引起的裂縫混凝土制備及澆注過程中由于混合料攪拌不均、攪拌時間過長、澆注速度過快、澆注接縫以及模板和支架系統(tǒng)變形過大等因素均可能導致混凝土開裂?；炷林苽浼皾沧⑦^程中由于混合料攪拌不均、攪拌時間過長、澆注速度過快、澆注接縫以及模板、支架系統(tǒng)變形過大、養(yǎng)護措施不到位、現(xiàn)場模板撤除不當或拆模過早、預應力張拉不當(超張、偏心)或者強度沒有到達要求就開場張拉等因素均可能導致混凝土開裂?；旌喜牧蠑嚢璨痪鶆颍瑢共牧系呐蛎浶院褪湛s產(chǎn)生差異，從而可能引起部分的一些裂縫?；炷灵L時間攪拌或混凝土運輸時間過長，在攪拌突然停頓后混凝土會很快硬化產(chǎn)生異常凝結(jié)，從而引起網(wǎng)狀裂縫。當構(gòu)件高度較大而混凝土澆筑速度過快，如一次快速澆筑混凝土，那么因下部混凝土尚未充分硬化會產(chǎn)生下沉，從而引起裂縫。相鄰層、塊澆筑先后時差過長時，先澆筑的混凝土已硬化，從而導致接縫處混凝土不連續(xù)而產(chǎn)生裂縫。養(yǎng)護措施不到位、現(xiàn)場模板撤除不當或拆模過早使得混凝土產(chǎn)生收縮裂縫，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫；預應力張拉不當(超張、偏心)或者強度沒有到達要求就開場張拉使得預應力錨固部位產(chǎn)生裂縫。4裂縫的防止橋梁工程中裂縫幾乎無所不在，但他有害程度是可以控制的。經(jīng)過現(xiàn)場實測和理論分析，認為橋梁混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一是由于過高的水化熱致使混凝土開裂。建議施工單位在橋梁施工中采取以下措施以減小混凝土的水化熱，從而減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。〔1〕材料選擇和混凝土配合比設(shè)計方面，經(jīng)常對混凝土各組成材料的質(zhì)量和成分檢測，優(yōu)化調(diào)整混凝土的配合比，盡可能降低水化熱?！?〕由于混凝土技術(shù)的進展、傳統(tǒng)的混凝土向高性能、多功能、智能化混凝土開展。而混凝土的第五組分〔化學外加劑〕、六大組分的應用，對混凝土的性能、抗裂等各各方面都有很大的進步，所以可以積極在混凝土拌和時參加適量的外加劑和摻和料，這樣可以顯著地進步混凝土強度，改善和易性，進步耐久性、抗裂性及節(jié)約水泥等?！?〕采取有效的混凝土保濕、防止混凝土水分蒸發(fā)措施，加強養(yǎng)護，盡可能減少混凝土收縮以及內(nèi)外溫差。防止混凝土早期開裂。常用添加粉煤灰。也可以在橋梁設(shè)計過程中參加適量的抗裂鋼筋。5結(jié)語“百年大計，質(zhì)量為本，〞為了有效的防止混凝土開裂，必須優(yōu)化調(diào)整混凝土的配合比、加強養(yǎng)護，盡可能減少混凝土收縮以及內(nèi)外溫差。嚴格按照標準要求施工，在施工過程中認真觀測，及時總結(jié)，防止混凝土開裂，發(fā)現(xiàn)問題及處理，確保工程質(zhì)量。參考文獻1JTJ041-2000公路橋涵施工技術(shù)標準人民交通出版社2000.v北京2土