淺談路橋施工中大體積混凝土裂縫成因及防治

王永智

摘 要：建筑工程中大體積混凝土內(nèi)溫度應(yīng)力與裂縫必須要注意的問題，需要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。但就目前的情況來看，在房屋建筑和水利工程方面我國對大體積的混凝土的裂縫控制工作做得還是相當(dāng)好的。但在道路與橋梁施工方面并沒有對大體積混凝土的相關(guān)施工技巧以及出現(xiàn)的問題進(jìn)行足夠的研究，相應(yīng)的控制工作也不到位。

關(guān)鍵詞：路橋施工；大體積混凝土；裂縫；影響因素

1 大體積混凝土裂縫的種類

大體積混凝土一般是指尺寸大于1m的混凝土結(jié)構(gòu)。一般都具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）混凝土用量大；（2）施工工藝復(fù)雜；（3）內(nèi)部產(chǎn)生熱量多。

混凝土干縮和溫度差是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因。一般來說這些裂縫可以分為貫穿、深層、表面三種。在這其中對混凝結(jié)構(gòu)影響最大的與深層裂縫發(fā)展而來是貫穿裂縫。它的存在切斷了結(jié)構(gòu)，對結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性有著非常大破壞作用。相對而言深層裂縫的危害性就小得多了。表面裂縫對結(jié)構(gòu)的危害是這幾種裂縫里邊中最小的，但表面裂縫會慢慢發(fā)展成深層裂縫最終有可能形成危害較大的貫穿裂縫。

雖然裂縫對結(jié)構(gòu)的影響較大，但只要控制在一定范圍內(nèi)就不會影響建筑的安全性。一般來說這個(gè)范圍是室：室內(nèi)正常環(huán)境最大裂縫寬度≤0.3mm；露天或者潮濕環(huán)境中縫寬應(yīng)該要小于0.2mm。

2 造成裂縫的因素

從內(nèi)部來看，內(nèi)外溫差是造成混凝土裂縫的主要因素。由于混凝土外部約束與混凝土各個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的約束，加上一般混凝土的抗壓強(qiáng)度大，抗拉強(qiáng)度小，在混凝土收縮變形時(shí)，溫度應(yīng)力一旦超過一定限度就會產(chǎn)生裂縫。需要有關(guān)的機(jī)構(gòu)部門足夠重視并加以控制。為此我們必須要清楚是什么因素造成了這些裂縫。根據(jù)相關(guān)研究與調(diào)查，主要是以下幾條原因造成這種內(nèi)外溫差的出現(xiàn)，最終導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫：

2.1 水泥的水化熱效應(yīng)

一般每千克水泥水化放出500J左右的熱量。大體積的混凝土要使用350～550kg的水泥，這也就是說，將要產(chǎn)生17500J以上的熱量，混凝土內(nèi)部的溫度將會大幅升高，再加上混凝土的體積較大這些熱量很難及時(shí)散發(fā)出去，最終就會造成混凝土內(nèi)外的巨大溫差。但這種溫度差不會在澆筑時(shí)立即出現(xiàn)，由于混凝土表面的散熱作用，最高溫度一般會延后三至五天才會出現(xiàn)。另外，水泥的用量與品種也會影響混凝土釋放的水泥水化熱。

2.2 外界氣溫變化

環(huán)境的溫度會對混凝土的溫度產(chǎn)生很大影響，如果氣溫變化太過頻繁，溫差過大，極其容易會導(dǎo)致溫差裂縫的出現(xiàn)。另外，溫度過高也不利于混凝土的散熱，延長高溫的持續(xù)時(shí)間，對混凝土造成不利影響。

2.3 混凝土的收縮

水泥硬化所必須的水分只占混凝土水分的20%左右，其余的水分會蒸發(fā)出去，這將會是混凝土的體積長生一定的收縮。收縮后的混凝土如果能夠再次處于水飽和狀態(tài)，就可以恢復(fù)到以前的體積。因此，若是混凝土處于干濕交替的環(huán)境中，將對混凝土產(chǎn)生巨大的影響。

除此之外，選用的水泥、原料的混合比、施工技巧等都會對混凝土有所影響。

3 大體積混凝土裂縫的防治措施

3.1 嚴(yán)格選擇材料

（1）不同的構(gòu)件要選取不同種的原材料，比如：細(xì)骨和粗骨選用的沙石就不同。還要嚴(yán)格控制骨料中的沙石的含泥量。

（2）選用合適的外加劑。添加必要的外加劑不僅可以減小水泥放熱速度，推遲最高溫度的出現(xiàn)，降低溫差，還可以避免出現(xiàn)冷接縫。

（3）在保證混凝土強(qiáng)度與坍落度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求可以適當(dāng)降低單方混凝土的水泥用量。通常采用的是提高骨料的配入比例的方法，一般經(jīng)常使用的摻合料是粉煤灰、礦渣粉等。這是由于粉煤灰的水化熱比水泥小很多，根據(jù)相關(guān)的研究與實(shí)驗(yàn)，7天放出的熱量只是水泥的1/3，到了28天放出的熱量只是水泥的1/2。由于參加的粉煤灰需水性比水泥小得多，適當(dāng)參入粉煤灰可以有效地降低因水泥水化熱而產(chǎn)生的熱量，防止出現(xiàn)裂縫，還能符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

（4）在選擇水泥時(shí)要選擇凝結(jié)時(shí)間長、水化熱低、礦物C含量低的水泥。凝結(jié)時(shí)間長就可以提高散熱的效果。砂石的礦物C含量越高，水化放熱過程越短。另外，水泥不能太細(xì)，水泥越細(xì)，混凝土的收縮就越大。

3.2 大體積混凝土施工防裂縫技巧

（1）在建筑混凝土?xí)r參入粉煤灰，選用60d的混凝土強(qiáng)度、加入合適的外加劑等都能夠減少水泥的水化熱的熱量。初次在具體施工時(shí)可以依據(jù)施工的季節(jié)、地點(diǎn)等不同的外界條件選用不同的施工方法，例如：現(xiàn)在夏天施工中經(jīng)常使用的用冰水?dāng)嚢杌炷?、將砂石放在陰涼處?duì)輸送管道進(jìn)行降溫等施工技巧都能有效的降低混凝土在水泥水化時(shí)放出的熱量，推遲最高溫度的出現(xiàn)。

（2）進(jìn)行不少于14d保溫保濕養(yǎng)護(hù)。這項(xiàng)工作可以有效的減小表面的溫度梯度，降低混凝土表面的散速率，延長散熱時(shí)間，降低內(nèi)外的溫差，減小溫度應(yīng)力防止出現(xiàn)裂縫。對混凝土進(jìn)行保濕處理有利于水化的進(jìn)行，提高砼的極限拉伸強(qiáng)度。尤其是對于那些剛澆筑完成的砼，水泥的水化速度是比較快的，保濕處理可以防止表面脫水的出現(xiàn)，防止出現(xiàn)干縮裂縫。

3.3 處理混凝土裂縫的方法

裂縫的出現(xiàn)對混凝土的耐久性有很大影響，對結(jié)構(gòu)的整體性與穩(wěn)定性都有著很大的影響，還會造成鋼筋的銹蝕，必須要高度重視。對這方面的處理應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)法律法規(guī)以及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對裂縫的處理要遵循以下幾點(diǎn)規(guī)范：用壓漿法處理寬度大于0.2mm的裂縫；用表面封閉法處理寬度大于0.08mm小于0.2mm的裂縫。寬度小于0.08的裂縫暫時(shí)沒有規(guī)定可以先不做處理。處理的具體步驟以及方法如下：

（1）對通過在裂縫表面粘貼玻璃纖維或者涂抹防腐材料來防裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)大。還可以通過相關(guān)的工藝在表面涂抹水泥。

（2）壓力注漿法是一種依靠壓力設(shè)備將水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯等膠結(jié)材料壓進(jìn)混凝土裂縫，通過膠結(jié)材料的硬化來填補(bǔ)裂縫達(dá)到封堵加固的目的，一般被用于對橋梁結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)。

（3）嵌縫法主要是在裂縫鑿槽填充聚氯乙烯膠泥、聚合物水泥砂漿等塑性或剛性的止水材料來封閉裂縫。

4 結(jié)束語

與其他的混凝土一樣，不可能徹底的防止裂縫出現(xiàn)，但只要對這種現(xiàn)象進(jìn)行深入的研究與分析，在選材、設(shè)計(jì)、施工、后期維護(hù)等方面做好預(yù)防措施就能減少裂縫的影響保證建筑的安全性。

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