探究铁路混凝土裂缝成因及对策

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【摘要】铁路工程施工过程中可能形成的混凝土裂缝主要包括收缩以及温度的裂缝、荷载裂缝、施工缝以及接茬缝等。这些裂缝的产生不仅影响混凝土的外观，还为工程的施工质量埋下隐患。本文通过对于铁路工程施工中混凝土裂缝的成因进行分析，并提出相应的改进建议，为提升混凝土施工质量做出贡献。

【关键词】铁路混凝土;裂缝成因;解决对策

近年来， 铁路工程建设发展迅速， 混凝土的应用也越来越普遍， 混凝土结构的裂缝问题一直备受人们关注。许多混凝土结构在建设与使用过程中出现的不同程度、不同形式的裂缝， 不但会影响到铁路工程结构的美观、整体性、耐久性， 而且会对钢筋产生腐蚀。当裂缝宽度达到一定数值时， 还会危及铁路工程结构的安全。因此在施工中应当尽量在各个环节进行重视， 结合铁路工程施工的实际情况， 探讨分析裂缝的种类， 分析其成因， 并提出相应的防治技术。

1、混凝土裂缝分析

我国经济的快速发展，在促进国民生产总值增加的同时，也带动了铁路交通业的发展。目前，我国的铁路建设出现了较多的工程问题，其中最重要的问题之一就是混凝土裂缝。铁路建设工程中造成混凝土裂缝产生的原因有很多，例如铁路建设修建的年代久远、地质地形条件复杂、常年高温多雨、混凝土材料质量不达标、施工存在技术上的漏洞、设计不合理等，所有这些原因在铁路建设高负荷运作的影响下，都会造成铁路建设混凝土的严重裂缝。裂缝的存在不仅会影响混凝土的耐久性和强度，还会在一定程度上改变混凝土的结构，造成结构失稳，严重的还会造成混凝土结构大面积塌陷，影响正常的铁路建设运输。

造成铁路建设混凝土裂缝的原因主要有四种，第一种是碱骨料反应引起的裂缝，具体来讲就是混凝土加水后造成水泥中的碱不断溶解，碱液与活性骨科中的硅酸盐物质发生化学反应产生的凝胶会吸附大量的水分，在吸水的过程中，体积会增至原来的四倍，这就导致了混凝土内部结构的破坏。第二种是收缩引起的裂缝，混凝土在一般情况下会发生形变，如果受到钢筋等外部约束力的作用，将会在混凝土内部产生拉应力，表现在混凝土外部就是结构上的裂缝。第三种是温度变化引起的裂缝，在具体的铁路建设施工过程中，如果施工的外部气温环境与混凝土的内部结构存在很大的温差，混凝土就会在热胀冷缩的情况下，造成结构上的变形。第四种是载荷引起的应力裂缝，这主要跟铁路建设高度、承载量大小有关。

2、铁路混凝土裂缝的形成原因

混凝土在铁路工程中占据较高的地位，为保障铁路事业的安全发展，对混凝土裂缝的实际原因进行细化分析，以便提出科学的对策，铁路混凝土裂缝的具体原因分析如下：

2.1 铁路混凝土裂缝中的温度因素

铁路混凝土工程主要属于室外工作，受外界多种因素的影响，导致混凝土出现裂缝，其中温度属于最主要的影响因素[1]。例如：混凝土本身具备热胀冷缩的物理特性，由于外界温度具备实质性的温差，导致混凝土在温度的影响下，逐渐出现变形，同时在铁路混凝土的内部出现一定程度的应力，在应力的作用下，铁路混凝土的强度受到影响，产生裂缝，裂缝会根据温度的变化而变化，造成不可弥补的缝隙。主要影响温度变化的因素有：日常光照、急性降温、水化热等。

2.2 铁路混凝土裂缝中的收缩因素

由于收缩导致铁路混凝土出现收缩，主要表现形式为土体收缩，属于自发的体积变化，并没有受到外界力的作用，由于铁路混凝土内部发生变化，但是外部仍然存在定性方向的固定，铁路混凝土中出现不均衡的拉应力，导致裂缝，收缩裂缝集中出现在铁路混凝土的表面，以细纹状存在，铁路混凝土裂缝的收缩类型包括：碳化、干缩、塑性、自身四种。

2.3 铁路混凝土裂缝中的载荷影响

载荷对铁路混凝土裂缝的影响规模比较大，铁路中涉及混凝土的工程部分，受到混凝土载荷的影响，即可发生裂缝，载荷影响主要表现为两种，载荷直接作用和间接作用[2]。直接作用是指铁路混凝土受应力的直接作用，形成裂缝，在铁路工程的设计、施工以及使用阶段，都较容易受到应力的影响产生裂缝，例如：在铁路工程的使用阶段，当超载或超载荷的列车经过路段时，即会直接对铁路混凝土造成应力作用;间接作用是指在铁路工程建设过程中间接受力，以铁路桥梁建设为例，建设过程中，会进行多处支撑、连接施工组件的安装，由于组件安装不到位，即会导致应力过于集中，对铁路混凝土造成严重的载荷。

3、铁路工程中混凝土裂缝形成原因分析

一般来说，在铁路工程的施工过程中形成裂缝主要是由于原材料质量不过关、施工工艺或操作不规范等决定的。

3.1 原材料质量不过关。一些施工单位为了提升效益而牺牲工程质量，忽视对原材料的质量控制，选用质量低的不合格产品，以次充好。在采购过程中材料质量就无法得到保证，在施工开始之前又忽视材料试验检测过程和进场验收检测过程，致使不合格的混凝土材料被使用在铁路工程施工过程中。这样的不合格材料形成裂缝的可能性更大，严重影响工程质量。或者，在购进合格材料之后不注意对原材料的保护。在夏季施工过程中砂石材料露天堆放，在高温条件下导致混凝土内温度较高，影响其搅拌过程，容易导致混凝土性状不稳定，容易发生开裂。

3.2 施工工艺不规范。在搅拌混凝土的过程中对于原材料的质量计算误差较大、忽视混凝土配合比的设计，或者是水泥用量过大导致混凝土中含水量超出计算，容易让生成的混凝土性状不稳定，产生裂缝。含水量较大的混凝土具有更大的干缩性，容易形成收缩裂缝。在初期搅拌过程中，砂石材料的配给比例、实际含水量测定、工程用水量测定等方面都需要严格把关才能防止违规现象。在浇筑过程中一旦由于外力而停止运作，容易导致施工缝的产生。或者是漏振、不振捣，这些都会导致混凝土中气孔增多，硬化过程中由于内部气体偏多无法排除而导致微裂缝的生成，从而导致混凝土的质量变差，为日后出现的裂缝造成隐患。

施工工艺的不合理还表现在混凝土的养护方面。在施工过程中，铁路工程公司盲目追求施工进度，在混凝土还未生成的时候提早进行脱模，然后使用强度很低的混凝土承载高体积的工程，这些都会在无意间破坏混凝土的内部结构。由于混凝土的养护不到位，水分过快的蒸发影响混凝土的内外收缩，致使其性状发生改变，这种改变让混凝土无法承受自身的干缩性最终出现开裂现象。在脱模后无法维持对混凝土的日常养护，导致混凝土一旦出现裂缝，将会由于缺少监管而越变越大。

4、保障铁路混凝土稳定的发展意义

铁路混凝土结构的稳定，不仅可以推进铁路事业的发展，更是为铁路事业的运行和效益提供良好的环境，铁路混凝土即是铁路事业发展的基础。因此，保障铁路混凝土的稳定，具备有效发展的意义，在现行使用铁路混凝土裂缝防治措施的基础上，应加快科研的力度，提出更多解决铁路混凝土裂缝的措施，一方面降低铁路混凝土受裂缝的影响，另一方面有效提高铁路混凝土的稳定性，促使铁路混凝土更加适应外界动态变化的环境，在铁路事业中，发挥自身基础性的地位，为铁路事业的经济、社会效益的提升打下科学的基础。

5、结束语

在铁路工程施工过程中混凝土的裂缝问题会给工程质量带来不利影响。本文通过对各种裂缝的成因进行分析，并相应提出改进建议，对提高施工质量有一定的帮助。

参考文献

[1] 马成强，陈刚强，郑文魁. 钢箱纵梁式挂篮在厦深铁路连续梁施工中的应用[J].施工技术，2012（12）.

[2] 唐卫平. 大型地下高速铁路车站轨顶风道自密实混凝土施工技术[J].铁道标准设计，2013（06）.

[3] 付兆岗. 高速铁路耐久性混凝土的配制与施工[J].混凝土，2012（06）.