徐 俊 峰

(晋城市交通运输局，山西 晋城 048000)

谈公路桥梁大体积混凝土裂缝成因及改进方法

徐 俊 峰

(晋城市交通运输局，山西 晋城 048000)

对公路桥梁大体积混凝土出现的干缩裂缝、塑性收缩裂缝、温度裂缝、钢筋锈蚀裂缝的原因进行了分析，探讨了大体积混凝土裂缝的控制措施，提出了控制添加外加料和外加剂、控制骨料、完善混凝土设计等对策。

大体积混凝土，公路，桥梁，裂缝

市政建设的进一步扩大使桥梁施工技术得到了突飞猛进的发展。在公路桥梁施工中大体积混凝土被广泛的应用，但相应的一些问题也充分的暴露出来，其中大体积混凝土施工裂缝最为突出。混凝土裂缝问题一直是建筑桥梁施工的重要问题，困扰着工程施工技术人员。因此采取有效措施能够将大体积混凝土裂缝问题控制在一定的范围之内。工程施工人员要对混凝土桥梁裂缝问题进行深刻的认识，这样能够有效避免工程施工过程中出现更大的裂缝。文章对公路桥梁大体积混凝土裂缝问题产生的原因进行总结，以便设计出更加适合施工建设的混凝土施工技术，保证公路桥梁施工建设的质量。

1 公路桥梁大体积混凝土裂缝出现的原因

大体积混凝土产生的水泥水化热较大，很容易使混凝土表面出现裂缝。混凝土裂缝主要是混凝土收缩产生，温度不均、地基不均匀沉降都是混凝土出现裂缝的主要原因。

1)温度不均导致裂缝出现。混凝土在浇筑硬化过程中，产生的反应会出现大量的水化热现象，并且混凝土自身的热阻比较大，会在混凝土内部堆积不容易散发出去，同时表面散热较快，这就形成内外温度不均，产生较大的温差。混凝土受到内外温差变化情况的影响，出现不均匀温差变形，一旦这种情况超过混凝土表面承受的力，就会使混凝土产生裂缝。

2)干缩裂缝。混凝土的配制比、用料构成、添加剂等方面也会影响混凝土裂缝的出现，混凝土的干缩现象主要是混凝土内外水分蒸发过程导致不同形态的变化。混凝土会受到外部条件变化的影响导致表面水分蒸发过快，变形较大。同时内部湿度变化较小，产生的变形也较小。混凝土干缩变形主要是受到混凝土内部条件的制约，产生的拉应力较大时更容易出现混凝土裂缝。

3)塑性收缩导致裂缝。塑性收缩裂缝主要是受到外部天气变化的影响产生的，裂缝多呈中间宽、两端细、长短不一、互不连贯状态。主要发生的部位在混凝土板上，裂缝表面呈现无规则网络状，深度一般为3 cm～10 cm，通常延伸不到混凝土板的边缘。

4)沉降裂缝。地基产生不均匀沉降导致模板支撑不稳，模板刚度不足、支撑间距过大或支撑底部松动等原因可造成混凝土沉陷裂缝。

5)荷载导致的混凝土裂缝。混凝土桥梁在荷载力的影响下会出现不同程度的裂缝，这种裂缝主要是应力裂缝或者是次力裂缝。大体积混凝土结构设计计算不合理，建造的模型不符合建设要求，针对混凝土的受力情况计算结果与受力不相符合。同时配筋数量与内力有着明显的错误，造成结构安全系数较低，施工面临安全隐患的影响。结构设计没有可行性，结构设计刚度不够。混凝土施工现场要控制施工工具的摆放，将材料有规则地进行放置。施工人员不了解混凝土结构受力情况，不按照施工要求进行施工，忽视施工设计的作用，施工随意性较大，并且会擅自更改施工工序，将混凝土结构受力模式改变，没有对混凝土承受力强度进行验算。

6)钢筋锈蚀引发裂缝。混凝土质量差无法对包裹的钢筋进行保护，钢筋就会受到二氧化碳等的侵蚀在钢筋表面形成锈蚀，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的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。

7)冻胀引发裂缝。温度降低在0 ℃以下时，混凝土饱和之后就会出现冰冻现象，将混凝土中游离的水分凝结成冰，当混凝土体积膨胀会出现混凝土膨胀应力。当温度下降到-78 ℃以下时，混凝土凝胶孔就会出现过冰水，经过微观结构观察，能够使混凝土中的膨胀力增强，影响到混凝土的强度，裂缝就会出现。

2 大体积混凝土裂缝控制措施分析

1)混凝土水泥品种用量。混凝土出现裂缝主要的原因就是混凝土水泥水化过程中会产生大量的热量，使混凝土内外部受力不均产生裂缝。因此在公路桥梁大体积混凝土施工中要选择低热或者中热的水泥品种，保证水泥水化的过程中的速度受到控制，同样水泥中矿物成分含量的不同也会影响混凝土裂缝的出现。水泥越细发热速率越快，并不影响发热量。所以我们在公路桥梁大体积混凝土施工过程中要选择矿渣硅酸盐水泥或者是火山灰水泥。

2)控制添加外加料和外加剂。大体积混凝土配料中要添加一定量的粉煤灰，这样能够提升混凝土的密实度，增强抗渗能力，使混凝土更加适合施工建设，降低收缩数值，在一定程度上能够减少水泥的使用量。添加料能够降低混凝土在水泥水化热过程中产生的内部温度，控制混凝土结构出现温度裂缝，因此在大体积混凝土施工配料中添加粉煤灰是一种有效的方法。

3)大体积混凝土的骨料控制。混凝土骨料的选择上要采用强度较大的高级配料，这样的骨料其中的空隙较小，能够在一定程度上减少水泥的使用量，产生的水化热较小，减少干缩，能够控制混凝土裂缝的出现。

4)完善大体积混凝土设计。大体积混凝土中一般情况不会布置较多的钢筋，但是我们可以在裂缝容易出现的周边部位设置一些斜筋，这样能够保证钢筋承受更多的力，有效的控制混凝土出现裂缝，因此在工程设计过程中可以利用中低强度的水泥增加混凝土后期强度。

添加剂能够增强混凝土的性能，提升混凝土的抗拉强度，并且相应的减少混凝土用水量，改善混凝土施工建设，对混凝土强化利用有着重要的影响。混凝土添加膨胀剂之后，会在内部形成一种能够抵消混凝土收缩的应力，提升混凝土的抗裂强度。

混凝土内部存在过多的水分不容易排出，会对混凝土凝胶体结构等方面带来影响。当混凝土中的水分损失过多时，会造成凝胶体体积出现变化。如果收缩产生的内应力超过界面过度区相的抗力，在界面区就会产生裂缝，使混凝土内部的抵抗拉应力降低，大面积的混凝土裂缝就会产生。

5)施工现场控制管理。在混凝土施工之前制定混凝土浇筑方案，采取延缓温差梯度与降温梯度的措施进行施工。在混凝土浇筑前要进行详细的计算，分层进行浇筑。控制好混凝土浇筑速度，一次浇筑的混凝土不能够过高，保证混凝土温度均衡。做好施工现场的组织领导工作，协调好各部门之间的工作关系，保证施工建设按照计划进行。浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理以控制表面龟裂。大体积混凝土施工时间可以选择在春秋季节，这样能够有效控制施工问题避免混凝土出现大范围的裂缝。在夏季混凝土施工采取遮阳方式能够降低原材料温度，或者是利用冷水对混凝土进行搅拌。总之要避免阳光直射混凝土，有助于降低混凝土拌合物的入模温度。还要保证混凝土在浇筑时强化通风管理，以提升模内热量的散发。

3 结语

公路桥梁大体积混凝土出现裂缝主要有设计、施工、维护等方面的原因。所以要按照国家标准进行施工建设，强化技术创新，在施工完成之后进行有效的维护管理。在实践工作过程中积累的经验说明，强化施工管理能够使公路桥梁大体积混凝土出现裂缝的影响控制在一定的范围之内。

[1] 楼田山,黄 雄.浅析混凝土工程质量通病的防治措施[J].建筑管理现代化,2011(4)：7-8.

[2] 朱泊芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京:中国电力出版社,2011.

[3] [美]小沃尔特·波多尔尼,[法]J·M·米勒尔.预应力混凝土桥梁分段施工和设计[M].万国朝，黄邦本，译.北京：人民交通出版社，1984.

Discussion on massive highway bridge concrete cracking causes and improving methods

XU Jun-feng

(JinchengBureauofTrafficandTransportation,Jincheng048000,China)

The article analyzes drying shrinkage cracks, plastic shrinkage cracks, temperature cracks and steel erosion cracks occurring in massive highway concrete, explores massive concrete cracks controlling measures, and puts forward some countermeasures, such as controlling adding external materials and external agents, controlling aggregate, and perfecting concrete design and so on.

massive concrete, highway, bridge, cracks

1009-6825(2014)34-0185-02

2014-09-25

徐俊峰(1977- )，男，工程师

U445.71

A