略論公路橋梁混凝土裂縫成因及處理方法

【摘要】 在公路橋梁的建造和使用中，常常因出現裂縫而嚴重影響工程質量甚至會出現橋梁垮塌的現象。所以克服和控制裂縫仍是亟待解決的問題。本文通過對公咱混凝土橋梁裂縫產生的原因進行分析，并提出了可行性的處理方法。

【關鍵詞】 橋梁裂縫；混凝土；處理方法

【中圖分類號】 U441+.4

【文獻標識碼】 B

【文章編號】 1005-1074(2008)08-0251-01

混凝土因其取材廣泛、價格低廉，抗壓強度高、可澆注成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養護費用低，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺點是：抗拉能力差，容易開裂。混凝土裂縫不可避免，但它的危害程度是可以控制的。

1 混凝土裂縫特性及產生的原因

1.1 溫度變化引起的裂縫 混凝土具有熱脹冷縮的性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。溫度裂縫的特征主要是表面裂縫的走向一般無規律性，深層或貫穿裂縫的走向一般與主筋平行或接近平行；裂縫寬度大小不一，受溫度變化的影響熱細冷寬。表面溫度裂縫常出現在現澆混凝土1d-2d之間，深層溫度裂縫與貫穿溫度裂縫常開始出現在現澆混凝土21d后。引起溫度變化主要原因有：①表面溫度裂縫多由于溫差較大引起的。如大體積混凝土（厚度超過2m）澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內部溫度很高，內外溫差太大，導致表面出現裂縫。在冬季施工中，過早除掉保溫層，或受寒潮襲擊，都導致混凝土因早期強度低而產生裂縫。此外當預制構件采用蒸汽養護時，由于降溫過快或構件急于出池，急帶揭蓋，均使混凝土表面收縮，產生裂縫。②深層貫穿裂縫多由于結構降溫差值大，受外界的約束而引起的。如現澆橋臺混凝土或大體積剛性擴大基礎，澆筑在堅硬的地基上，未采取隔離等放松約束措施或收縮縫間距過大。在混凝土澆筑時，溫度很高，加上水泥水化熱的溫度升高很大，使溫度更高。當混凝土冷卻收縮大拉應力，進而產生降溫收縮裂縫；這類裂縫有時成貫穿狀。

1.2 地基基礎變形引起的裂縫 由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。地基基礎變形引起的裂縫常出現在鋼筋上方，結構變化處，常開始出現在現澆混凝土10min到3h內。基礎不均勻沉降的主要原因有：①由于混凝土在塑性狀態下其基礎、支架等有不均勻沉降，使局部混凝土變形受約束而產生裂縫。②由于重力作用使混凝土中較重顆料下沉而使水泥漿上浮，當這種下沉受到鋼筋、模板作用時就會產生裂縫。

1.3 鋼筋銹蝕引起的裂縫 由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2倍~4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫。

1.4 鋼筋銹蝕引起的裂縫 由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2倍~4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應

力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫。

2 對混凝土裂縫的處理建議

2.1 表面處理法 采用表面處理法進行修補，在混凝土表面沿裂縫涂抹樹脂保護膜。施工時先用鋼絲刷除去混凝土表面的附著物，再用清水清洗，干燥后，用油灰狀樹脂填充混凝土表面的凹癟部分后，再進行必要的涂抹。表面處理法包括表面涂抹和表面貼補法，表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的裂縫，不伸縮的裂縫以及不在活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水的防滲堵漏。

2.2 填充法 用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（0.3mm），作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫以及小規模裂縫的簡易處理可采用取開V型槽，然后作填充處理。對于橋面板中間帶上下貫通的裂縫，其上部采用注入施工法進行處理。沿裂縫7~8cm寬度的范圍內，用砂輪機和鋼絲刷去混凝土表面的游離石灰和灰塵等，并用洗凈劑清洗，然后加壓注入具有滲透性和粘著性的環氧樹脂，以此來填充混凝土裂縫，提高橋面板的防水性，防止鋼筋銹蝕及混凝土老化。

2.3 結構補強法 因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成裂縫等影響結構強度可采取結構補強法、錨固補強法、預應力法等。此外，還可以采用灌漿法等。同時，要加強混凝土裂縫處理效果的檢查，包括修補材料試驗；鉆芯取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。

3 防止混凝土裂縫的主要控制技術

3.1 使用膨脹混凝土 膨脹混凝土以其化學能——膨脹能作功，發揮補償收縮的作用，貫穿于混凝土水化硬化的全過程。膨脹混凝土的膨脹源主要是水化過程中生成鈣釩石。膨脹混凝土成功的關鍵是根據不同的約束狀態要有足夠的膨脹能。由于混凝土的膨脹反應貫穿于混凝土水化硬化的全過程，所以自收縮可以不考慮。

3.2 摻加合成纖維 由于鋼纖維混凝土價格昂貴，近幾年合成纖維逐步在工程中應用。它與鋼纖維的區別在于：鋼纖維的阻裂效應主要體現在阻止硬化混凝土破壞時的裂縫擴展上，使硬化混凝土在開裂后仍保持一定的抗拉強度，阻裂效應作用的結果是提高了硬化混凝土的變形能力，使混凝土基材在破壞后仍保持一定的延性。聚丙烯腈纖維和聚丙烯纖維屬于合成纖維，阻裂效應主要體現在消除或減輕了早期混凝土中原生裂隙的發生和發展，使混凝土的塑性收縮減小。相對于大體積混凝土來說，合成纖維混凝土更適用于大面積混凝土結構中即它可用于阻止或盡量減少大面積混凝土結構中裂縫的出現。合成纖維的加入，對混凝土性能的影響是全面的、綜合性的；其對早齡期混凝土體積穩定性的提高，進而降低混凝土早期收縮裂縫這一特點的應用價值最高。

4 施工措施的進一步優化

4.1 混凝土凝結時間要求必須嚴格執行 由于橋梁部件普遍由大體積混凝土組成，混凝土的凝結時間對混凝土水化熱的放熱規律有著明顯的影響。凝結時間過短，混凝土存在早強問題，明顯加快水泥的水化速率，造成混凝土達到最高中心溫度的時間縮短，峰值提高。

4.2 混凝土入模溫度嚴格控制 在前期控制水泥溫度的同時，進一步采取砂、石淋水，同時加冰的綜合措施，控制混凝土入模溫度不超過28℃（7～8月份高溫季節不超過30℃）。

總之，只要采取適當的預防措施，很多裂縫是可以克服和控制的。希望通過本文的論述，能夠幫助橋梁工程技術人員進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識，制定相應的質量預防措施，盡量避免工程中出現危害較大的裂縫。

5 參考文獻

1 李 斌.淺析混凝土結構及其外觀質量控制[J].企業科技與發展.2008，(04):89-90