公路混凝土結構裂縫產生的原因及防治

王海

摘要：混凝土在建筑結構中應用廣泛，作為公路的主要結構用材，由于荷載、溫度問題等因素，容易產生開裂，從而降低混凝土的剛度，引起內部鋼筋腐蝕，使建筑物達不到設計的要求，本文分析了水泥混凝土裂縫產生的原因和防治。

關鍵詞：混凝土結構；裂縫；原因；防治

引言

混凝土因其取材廣泛，價格低廉，抗壓強度高，并且耐火性好，不易風化，養護成本低等特點，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料之一[1]。裂縫是水泥混凝土路面施工中常見的一種質量通病，它不僅影響混凝土路面外觀質量，更重要的是縮短了水泥混凝土路面使用壽命，增加維修和養護的難度和費用。因此，研究分析水泥混凝土路面裂縫產生原因，并采取有效的防治措施，具有十分重要的意義。

1 公路混凝土結構裂縫的成因

1.1溫度引起裂縫

裂縫產生的原因是因為混凝土所使用的原材料受到外界的影響而產生的[2]?；炷劣不陂g水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，而混凝土是熱的不良導體，內部溫度升高產生膨脹，而外部則因熱量散失而收縮，在混凝土表面引起拉應力。后期在降溫過程中，由于受到基礎或老混凝土的約束，又會在混凝土內部出現拉應力。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應力。當這些拉應力超出混凝土的抗裂能力時，即會出現裂縫。

1.2溫度變化引起收縮

裂縫產生的原因是混凝土澆筑后，早期強度表面沒有被及時覆蓋，混凝土表面水分蒸發過快所造成的。裂縫多在混凝土表面出現，多半呈現出龜裂形狀。塑性收縮是指在塑性階段的混凝土因表面失水而產生的收縮。

1.4路面厚度不合理

路面厚度的確定主要以設計年限內的累計當量軸次為依據,但在設計中,有部分忽視了實際情況的考慮。從眾多道路中,不難看出,無論采用的是否是標準軸載,路面實際承受的當量軸次都高于設計年限內的當量軸次,由此容易產生裂縫。

1.5施工裂縫

在混凝土早期裂縫中，可以說沒有一種裂縫不與施工因素有關。施工裂縫主要是指由施工因素產生的裂縫。追蹤其成因主要有兩方面：

(1)震搗不夠，拆摸過早，因而引起混凝土表面和邊部開裂。

(2)在不中斷交通的情況下，分邊施工，先期施工的混凝土板塊通車后，影響新澆筑的板塊，產生震動裂縫。

1.6干縮裂縫

水泥混凝土澆注后，在硬化的過程中，由于水泥水化生成物的體積比原來物質的體積小，加上游離水在空氣中蒸發及凝膠體失水而緊縮，隨著混凝土體積收縮產生拉應力，當拉應力大于當時混凝土的抗拉強度，而產生干縮裂縫。裂縫的主要特征：表面開裂，縱橫交錯，沒有一定規律；縫寬和長度都很小，與發絲相似，不注意時較難發現。干縮裂縫是混凝土路面早期裂縫中最常見危害之一。

1.7材料質量

原材料質量引起的裂縫混凝土所采用材料的質量不合格，可能導致結構出現裂縫[3]水泥的品質如果不合格，安定性差。會引起混凝土的裂縫。水泥熟料的煅燒不充分會產生較多的游離氧化鈣，它的水化過程很慢，導致水泥已凝結硬化后繼續水化而產生體積膨脹，體積變化不均，使水泥混凝土路面出現龜裂、斷板。骨料是混凝土的主要組成部分，起骨架作用，骨料的好壞對混凝土性能影響很大。

1.8后期養護影響

水泥混凝土路面的后期養護對早期強度增強和預防收縮裂縫極為關鍵,良好的養護能夠有效的減少裂縫的產生,但若缺乏正確、及時的養護,比如高溫和風速大時,混凝土表面水分蒸發快,若不及時給予補充水分,就容易形成干縮裂縫。

2 公路結構裂縫的防治

2.1沉降裂縫預防

保證混凝土均質性，盡量減少混凝土的運輸和現場停留時間，攪拌運輸卸料前先高速運轉20-30秒，然后反轉卸料;施工過程中應經常觀察模板的支撐體系和混凝土振搗的密實情況，不能漏振、過振使混凝土離析分層;施工過程中嚴禁隨意加水。沉降是砼特性之一，完全避免是不可能的，但沉降有一定限度，隨著各粒子間的相互接觸，水泥漿的逐步凝結，將導致沉降停止。沉降量與單位用水量成正比，即單位用水量愈大．泌水率愈大．沉降量也愈大。為防止和減少沉降裂縫。

2.2收縮裂縫預防

(1)避免高溫和大風天氣下施工，由于混凝土面迅速失水，引起混凝土表面干縮，產生表面裂紋。

(2)降低水泥用量，減少溫度收縮。使用低熱水泥及減少水泥用量也可以降低混凝土溫升。

2.3提高設計來預防

路面厚度合理的設計,能夠從很大程度上減少裂縫的產生。在設計前,要結合當地實際情況,比如通過對當地車輛的統計及生活消費水平的考察,估算路面的承載量和未來幾年內車輛的增加量,以這些為依據,進行路面厚度的設計,避免路面投放使用時就無法滿足車輛承載量。

2.4施工質量預防

(1)夜間施工時，要注意做好保溫措施。

(2)在材料拌合過程中要選用合適的攪拌機，控制拌合時間，使混合料拌合均勻。

(3)在振搗時要控制好時間，采用快插慢撥，縱橫式振搗(應重疊10—20 em)，確保無漏振現象。

(4)在路面完成后，達到設計強度的25—30％時要及時切縫，如來不及切縫，可先隔段切，后再補切。

(5)盡量采用不低于425號水泥，如不能滿足可采用325號普通水泥，但應采取摻外加劑或采取真空吸水措施。

2.5 干縮裂縫控制

為防止干縮裂縫產生，首要任務是消除一切可能誘導“干裂”產生的因素，主要應從這幾方面入手：①根據不同氣候條件，選用合理級配。正確選用水泥、石料、砂率、用水量、外摻劑等。從減少干縮率。來防止干縮裂縫。②嚴格施工管理，防止水分過量蒸發，搗筑后，及時采用涼棚或其它遮蓋物．將砼覆蓋起來，避免風吹干燥。日光直接照射，進入養護期后，注意養生。

2.6材料把關

(1)水泥：應選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安全性不合格水泥。

(2)粗骨料：宜用表面粗糙、質地堅硬的石料。級配良好，孔隙率小，無堿性反應；有害物質及粘土含量不超過規定。

(3)細骨料：宜用顆粒較租、孔隙較小，含泥量較低的中砂。

(4)外摻料：宜采用減水荊等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減少收縮。

2.7 將強養護

混凝土產生的裂縫很大一部分原因是由于養護不當造成的,因此良好的養護是預防裂縫的重要步驟。首先要合理安排施工時間,避免在高溫、暴曬下進行；其次施工前,對基層的表面采取灑水的措施保濕,降低因干燥而致使路面過分失水；最后在施工完后,對路面及時遮蓋保濕,對無法遮蓋的,要每天灑水進行保養,保持路面的濕潤,保養時間不得少于2周。

3 結語

綜上分析，鋼筋混凝土一旦出現裂縫就不容易根治[4]。對混凝土結構產生裂縫的原因及防治措施進行了初步探討，具體的預防和改善措施是比較統一的，同時在實踐中的應用效果也是比較好的，具體施工中要靠多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。，混凝土路面因其突出的優點，被越來越多用于公路及城市道路，裂縫問題解決不好，必然影響其發展和使用。因此，對混凝土路面裂縫原因及其防止應當引起我們的重視。

參考文獻：

[1] 朱建新.淺談混凝土結構裂縫成因及預防措施[J].科協論壇,2007,(6):378-378.

[2] 李小波.淺談混凝土裂縫的成因及防治[J].科協論壇,2007,(7):14-18.

[3] 呂琴.淺談混凝土結構裂縫原因及防治[J].石河子科技,2007,(2):40-41.

[4] 張萬清.建筑工程混凝土結構裂縫淺析[J].黑龍江科技信息,2006,26(1):258-258.