路桥工程混凝土结构的裂缝分析

路桥工程混凝土结构的裂缝分析

郭思1赵晓微2

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摘要：在我国目前的桥梁工程建造当中，其钢筋混凝土的桥梁则是作为最多的桥梁工程。然而，在钢筋混凝土的桥梁当中其裂缝问题则是最为多见的一种效应，也是最难防止发生的一种现象。因此，怎样可以避免和减少这种情况的发生是我们需要进一步研究和分析的。

关键词：路桥工程；混凝土结构；裂缝；措施

当前，我国交通建设在随着迅猛的发展，而路桥建设也在不断的增多，但在不同类型的路桥施工当中，其混凝土结构的应用则是越来越广泛，并且在路桥的施工过程当中已经占据了很大的一部分，得到了广泛的使用。由于在路桥的施工当中，这种结构的特点就是施工方便、装饰性较强、价廉物美，并且承载力较大等一些优势，

1混凝土组成及特性

普通混凝土简称混凝土，在混凝土中，砂、石起骨架作用的称作骨料。水泥与水形成水泥浆，水泥浆包裹在骨料表面并填充其空隙。水泥浆在硬化之前，起润滑作用，并且赋予拌和物一定的和易性，便于施工。硬化后，则将骨料胶结成一个坚实的整体。和易性、流动性、粘聚性、保水性是混凝土主要的技术性质。水泥强度等级和水灰比、骨料的种类质量及数量、温度和湿度的影响、龄期、试件尺寸形状等是影响混凝土强度的主要因素。在现代的工程技术中，除了上述几种主要组成材料外，还有混凝土外加剂，是指混凝土拌和物中掺入量不超过水泥质量的5%，就能促使其改变性质的外加材料，外加剂的掺入不考虑其对混凝土的体积和质量的影响。现在道路一般使用的是沥青混合料。

2混凝土裂缝的分类

2.1收缩型裂缝

自身收缩和塑性收缩是造成混凝土收缩裂缝的两个主要原因。影响混凝土收缩的主要因素是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有较大的影响，在一般情况下中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。

2.2温差型裂缝

混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大，最严重的是水化热引起的内外温差。可以通过尽量选用低热或中热水泥、减少水泥用量、降低水灰比、改善骨料级配、改善混凝土的搅拌加工工艺等措施来预防。

2.3沉陷型裂缝

结构地基土质不均匀、回填土不实、浸水而造成不均匀，模板刚度不足、模板支撑间距过大、支撑底部松动等是导致混凝土出现沉陷型裂缝的常见原因。冬季这种现象较为明显。施工前应进行夯实和加固，保证模板的强度和刚度，在浇灌过程中防止被水浸泡等都是预防沉陷型裂缝的常见措施。

3混凝土出现裂缝的原因

引起混凝土出现裂缝的原因有很多，总体来说有主观原因和客观原因两个方面。

3.1主观方面

人为设计的不合理。在路桥建筑的设计中，为了追求外观样式，会设计许多凹凸角，这些凹凸角是产生裂缝的重要原因。凹角会使应力集中从而导致裂缝。如果建筑物过长，也会产生伸缩裂缝。此外，如果承重板设计的厚度太小，刚度减弱，容易出现穿透性裂缝。以上是设计中常见的几种情况，也是在设计中应当避免的。

材料的选择使用不恰当。材料的选择使用不恰当也是混凝土产生裂缝的原因之一。比较容易产生裂缝的水泥类型有：矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥及水泥标号低或水灰比高的水泥，使用这些水泥，会造成混凝土的收缩性较高，因此产生裂缝。将不同种类的水泥混合使用，也是产生裂缝的重要原因之一。粗骨料的大量使用，会造成混凝土内部空隙增多；细骨料的粒径及含泥量超标，尤其是夏季，骨料温度偏高，质量不能保证，也容易造成裂缝。另外，为了减少水泥的使用，在混凝土中加入大量的粉煤灰，造成混凝土强度降低，不足以抵抗早期的内部拉应力而出现裂缝。

施工完成后养护不及时。混凝土浇筑完成后，养护不及时会造成塑性收缩，平时我们看到的在表面形成的通向四面八方的裂缝就是这种原因造成的。此外，施工方法不合理也是造成混凝土裂缝的一个重要原因。

3.2客观方面

钢筋对混凝土的影响。由于混凝土钢筋保护层较小、混凝土坍落度较大以及混凝土表面收浆不好，易产生沉淀裂缝。我们平常所见的沿钢筋纵向出现条状规则裂缝就是这个原因。在干缩型裂缝中，钢筋对混凝土的影响更加明显，没有规律，纵横交错是干缩型裂缝的明显特征。混凝土遇到钢筋或其它约束，在混凝土内部产生的拉应力超过其本身的抗拉强度时就会产生裂缝。在配筋率较大（超过3%）的构件中，钢筋的影响更为明显。

混凝土自身的特点与外界环境的影响。水泥在水化的过程中，会产生不均匀的热量，再加上受温度的影响，使得混凝土内外产生一定的温差。温差会引起混凝土体积的变化，一旦超过混凝土的拉伸极限，就会产生裂缝。一些危害性的化学反应也是导致混凝土裂缝的重要因素。例如，氧化钙水化造成的体积膨胀。钢筋表面受到侵蚀，造成表面的氧化膜破坏，继而铁离子与氧气、水分发生腐蚀反应，导致保护层混凝土沿着钢筋纵向产生裂缝。

4预防混凝土裂缝的控制措施

导致混凝土发生裂缝的原因有很多，有主观的也有客观的，针对以上的原因，可以采取以下几种控制措施。

始终把安全放在首位，一定要保证工程的质量。在确保工程质量安全的前提下，可以对建筑物的形象等方面进行改进与完善，万万不可只追求装饰效果，从而忽视建筑工程的质量，争取做到两者的完美结合。

在混凝土材料的选择搭配上，选用质量稳定、信誉好的水泥厂家及骨料产地，严格按照试验抽检程序对水泥和骨料进行检查，合格后方能投入使用。尽量选用收缩性较低或者具有微膨胀性的水泥，例如矿渣水泥、粉煤灰水泥等低热或中热水泥。选择此类水泥，在水化后期预压应力可部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。另外要合理安排水泥与混凝土强度等级之间的关系。在使用中，一般水泥强度比混凝土强度大一个等级一定要设置与施工规模和进度相匹配的水泥库，严禁将不同种类的水泥混用，水泥的选择一定要和施工的规模进度相一致。

应选择膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。粗细骨料的含量要求必须按照规范。在夏季，可以采用洒水来降温，减缓混凝土水化反应速度，降低混凝土入模温度，要尽量避开高温干燥的天气。另外，在混凝土中可以掺加一定规格的大石块，这样不仅可以减少混凝土总用量，降低水化热，而且石块本身也吸收了热量，使水化热能进一步降低，对控制裂缝有一定好处。

在大型的路桥工程中，要严格按照施工规程，控制钢筋和模板尺寸，选用小坍落度混凝土，保证保护层厚度达到设计的要求。采用透水性小的混凝土，保证钢筋保护层厚度，在钢筋表层应用阻锈剂等方法都可以有效避免钢筋锈蚀产生的裂缝。对工作人员来说，应该树立质量观念，严格按规章程序操作。

5结束语

总之，随着科学技术的发展，新材料、新技术层出不穷，造成混凝土开裂原因也是复杂多样，因此，混凝土裂缝的预测与控制也将不断面临新的问题和挑战。混凝土裂缝问题是一个有多种因素相互作用的复杂的问题。路桥工程质量问题与人民生活密不可分，因此，对混凝土裂缝预测与控制进行研究是有必要的，并且具有重要的现实意义和技术经济意义。

参考文献：

[1]张新维.路桥施工过程混凝土结构的裂缝研究与探讨[J].工程技术.2012（15）.

[2]吴剑.浅析路桥施工中混凝土裂缝防治[J].科技与生活.2011（13）.