公路桥梁施工中混凝土裂缝问题探讨
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【摘 要】当前，我国经济快速发展，对公路桥梁的建设提出了越来越高的要求。而在公路桥梁施工过程中，混凝土裂缝是最常见的病害，常常严重影响工程质量，所以必须控制公路桥梁施工中的混凝土裂缝问题。本文对公路桥梁施工中混凝土裂缝问题进行了研究，首先阐释了公路桥梁施工混凝土裂缝问题的危害，其次分析了公路桥梁施工混凝土裂缝的成因，最后探讨了公路桥梁施工中的混凝土裂缝的控制。
【关键词】桥梁；混凝土裂缝；控制；原因
1、公路桥梁施工混凝土裂缝问题的主要危害
（1）如果公路桥梁施工中产生混凝土裂缝，那么混凝土结构内部就很容易渗入空气中的二氧化碳，在水化产物的相互作用下出现混凝土碳化现象，这会破坏钢筋纯化膜，降低混凝土的碱度；如果空气和水在同时期同时渗入，那么钢筋就产生锈蚀；同时混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用。这些将最终危害公路桥梁的正常使用。
（2）施工中产生的混凝土裂缝，将使公路桥梁产生渗漏，而且裂缝可能在压力水的作用下逐步扩展。当公路桥梁混凝土内部渗入水流以后，可能会使混凝土遭遇水解破坏，从而使混凝土结构物遭受破坏。
2、公路桥梁施工混凝土裂缝成因
2.1混凝土自身收缩原因。混凝土自身收缩是公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因之一。在浇筑混凝土五小时以后，水泥的水化反应非常激烈，并逐渐形成一条分水链，由于水分的急剧蒸发而导致骨料下沉，当混凝土还没有硬化时就会发生塑性收缩。如果混凝土的内外收缩不均匀，或者其表面收缩过大，那么就会受内部混凝土的制约，从而使表面的混凝土承受一定的拉力，当压力超过一定值后，混凝土就会产生收缩性裂缝。同时，在骨料的下沉过程中，由于钢筋等物体的阻挡作用，因此会形成沿钢筋布置方向收缩的裂缝。当混凝土初步硬化后，其表面的水分将逐渐蒸发，温度降低到一定程度，混凝土的体积就会逐渐变小，缩水收缩裂缝进而就会出现。
2.2温度原因。当水泥的水化放热、照射以及大气和周围温度影响到混凝土的时候，同时由于混凝土材料具有热胀冷缩的性质，混凝土通常就会出现收缩与膨胀现象，并在此过程中产生一种温度应力。当混凝土的承载强度无法承受温度应力的时候，混凝土就会出现裂缝问题。
因混凝土的表面水分过快的蒸发或者基础与模板的吸水速度太快，混凝土自身的水化热效应等原因，导致混凝土结构产生急剧的收缩、变形，这时混凝土的强度就会变得非常小，很难抵抗变形应力，这也会导致混凝土出现裂缝。这主要发生在混凝土结构凝固过程中。
2.3钢筋锈蚀原因。公路桥梁施工中的钢筋会经常受到腐蚀。因为在施工过程中，公路桥梁的结构会经常曝露在自然状态下，将遭受到自然因素的影响；同时防腐设施比较简陋，桥梁构件自身的密实性与保护性能比较差。如果钢筋出现生锈，其体积就会膨胀，进而导致混凝土产生裂缝。
2.4荷载原因。如果受到动、静荷载以及次应力的作用，混凝土桥梁通常会产生一些裂缝。在施工过程中，没有做好严格的施工质量控制，都会导致混凝土裂缝问题产生。比如桥下船舶不小心与公路桥梁发生碰撞，导致施工过程中混凝土受到外力的作用，就会使混凝土产生裂缝。
3、公路桥梁施工中的混凝土裂缝控制
3.1施工中原料的选用控制。必须严把施工原料质量关是实现混凝土质量控制的基础：（1）必须使原材料符合全部技术性能指标。在对原料进行检验时，如果施工条件发生变化，应该按照变化的施工条件来及时调整检验标准与检验频次；（2）在选择原料的时候，在保证活性的前提下，应该严格控制砂、石含量，尽可能选用级配良好的骨料，采用细度小的水泥。
3.2施工期间预防控制。（1）①严格按照浇筑顺序进行施工，振捣时间应均匀一致，不得出现施工冷缝，同时分排进行施工浇筑，施工缝留在后浇带处。②模板、预埋件等在施工中无损坏或变形现象，必须保护措施得当，同时必须根据振捣棒的铺料间歇时间、有效震动长度来确定浇筑时间。③浇注完毕后，表面要抹平、压实，排除泌水，清除多余灰浆。④必须在定浆后进行二次抹压、二次复振，以防止出现表面与松顶干缩裂缝的产生；（2）应考虑高温，高蒸发引起拌和物塌落度的损失，适当调整混凝士配合比增加用水量，加大水灰比，为避免混凝土下降可添加适量的高效减水剂。这些是混凝土配合比设计应该考虑的问题；（3）在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、石料的使用温度，因为砂、碎石等材料在混凝土中所占比例大约为80%；（4）为缓解混凝土急剧收缩可适当掺入缓凝剂。因为普通硅酸盐水泥是桥梁工程常用的水泥，而普通硅配盐水泥水化热高，混凝土蒸发收缩凝固较快，这样就会使混凝土表面产生裂缝；（5）当遭遇酷暑高温的时候，可以在夜间施工，以避免高温烈日。或者为了改善混凝土浇注后温度过高，可在水中加冰块降低混凝土拌合用水的温度，因为当酷暑高温，混凝土拌合用水均在30摄氏度以上。
3.3施工中裂缝补修控制。对于施工过程中已经出现的裂缝，必须采取补修措施，防止裂缝扩大。结合裂缝产生的原因，选择合适的补修措施是非常重要的，具体的补修措施有：（1）嵌缝补修。嵌缝修补是在混凝土的裂缝处进行开槽，将止水材料填充进开好的槽里，这样不但可以保证裂缝外观平整，还可以封堵裂缝；（2）表面补修。表面补修有时可以使用环氧胶泥进行涂抹，通常是在裂缝的表面涂上水泥浆进行修补；也可在裂缝表面粘附一些玻璃纤维布以确保修补的完整性，这是在混凝土的裂缝继续开裂的情况下可以采取的方法；（3）结构加固补修。在公路桥梁施工中，有些裂缝可能会使混凝土的结构性能发生改变。此时必须采取结构加固法来进行混凝土加固。这种方法可以采取增加混凝土结构的截面面积、加固支点、增加混凝土结构的预应力及混凝土补强措施；（4）灌浆补修。当裂缝较深较宽而对桥梁结构有严重影响时，或者桥梁对防渗有一定要求时必须采取灌浆修补。当裂缝比较严重时，可用甲基丙烯酸醋及聚氨醋等作为浆质料；通常情况下，浆质材料一般采用水泥浆或环氧聚合物。这种方法主要是将浆质料用真空压力装置压进裂缝之中，并且随着时间的推移而不断硬化，混凝土与浆质料形成稳定的整体，从而消除混凝土裂缝。
【摘 要】当前，我国经济快速发展，对公路桥梁的建设提出了越来越高的要求。而在公路桥梁施工过程中，混凝土裂缝是最常见的病害，常常严重影响工程质量，所以必须控制公路桥梁施工中的混凝土裂缝问题。本文对公路桥梁施工中混凝土裂缝问题进行了研究，首先阐释了公路桥梁施工混凝土裂缝问题的危害，其次分析了公路桥梁施工混凝土裂缝的成因，最后探讨了公路桥梁施工中的混凝土裂缝的控制。
【关键词】桥梁；混凝土裂缝；控制；原因
1、公路桥梁施工混凝土裂缝问题的主要危害
（1）如果公路桥梁施工中产生混凝土裂缝，那么混凝土结构内部就很容易渗入空气中的二氧化碳，在水化产物的相互作用下出现混凝土碳化现象，这会破坏钢筋纯化膜，降低混凝土的碱度；如果空气和水在同时期同时渗入，那么钢筋就产生锈蚀；同时混凝土裂缝问题还会削弱混凝土对钢筋的保护作用。这些将最终危害公路桥梁的正常使用。
（2）施工中产生的混凝土裂缝，将使公路桥梁产生渗漏，而且裂缝可能在压力水的作用下逐步扩展。当公路桥梁混凝土内部渗入水流以后，可能会使混凝土遭遇水解破坏，从而使混凝土结构物遭受破坏。
2、公路桥梁施工混凝土裂缝成因
2.1混凝土自身收缩原因。混凝土自身收缩是公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因之一。在浇筑混凝土五小时以后，水泥的水化反应非常激烈，并逐渐形成一条分水链，由于水分的急剧蒸发而导致骨料下沉，当混凝土还没有硬化时就会发生塑性收缩。如果混凝土的内外收缩不均匀，或者其表面收缩过大，那么就会受内部混凝土的制约，从而使表面的混凝土承受一定的拉力，当压力超过一定值后，混凝土就会产生收缩性裂缝。同时，在骨料的下沉过程中，由于钢筋等物体的阻挡作用，因此会形成沿钢筋布置方向收缩的裂缝。当混凝土初步硬化后，其表面的水分将逐渐蒸发，温度降低到一定程度，混凝土的体积就会逐渐变小，缩水收缩裂缝进而就会出现。
2.2温度原因。当水泥的水化放热、照射以及大气和周围温度影响到混凝土的时候，同时由于混凝土材料具有热胀冷缩的性质，混凝土通常就会出现收缩与膨胀现象，并在此过程中产生一种温度应力。当混凝土的承载强度无法承受温度应力的时候，混凝土就会出现裂缝问题。
因混凝土的表面水分过快的蒸发或者基础与模板的吸水速度太快，混凝土自身的水化热效应等原因，导致混凝土结构产生急剧的收缩、变形，这时混凝土的强度就会变得非常小，很难抵抗变形应力，这也会导致混凝土出现裂缝。这主要发生在混凝土结构凝固过程中。
2.3钢筋锈蚀原因。公路桥梁施工中的钢筋会经常受到腐蚀。因为在施工过程中，公路桥梁的结构会经常曝露在自然状态下，将遭受到自然因素的影响；同时防腐设施比较简陋，桥梁构件自身的密实性与保护性能比较差。如果钢筋出现生锈，其体积就会膨胀，进而导致混凝土产生裂缝。
2.4荷载原因。如果受到动、静荷载以及次应力的作用，混凝土桥梁通常会产生一些裂缝。在施工过程中，没有做好严格的施工质量控制，都会导致混凝土裂缝问题产生。比如桥下船舶不小心与公路桥梁发生碰撞，导致施工过程中混凝土受到外力的作用，就会使混凝土产生裂缝。
3、公路桥梁施工中的混凝土裂缝控制
3.1施工中原料的选用控制。必须严把施工原料质量关是实现混凝土质量控制的基础：（1）必须使原材料符合全部技术性能指标。在对原料进行检验时，如果施工条件发生变化，应该按照变化的施工条件来及时调整检验标准与检验频次；（2）在选择原料的时候，在保证活性的前提下，应该严格控制砂、石含量，尽可能选用级配良好的骨料，采用细度小的水泥。
3.2施工期间预防控制。（1）①严格按照浇筑顺序进行施工，振捣时间应均匀一致，不得出现施工冷缝，同时分排进行施工浇筑，施工缝留在后浇带处。②模板、预埋件等在施工中无损坏或变形现象，必须保护措施得当，同时必须根据振捣棒的铺料间歇时间、有效震动长度来确定浇筑时间。③浇注完毕后，表面要抹平、压实，排除泌水，清除多余灰浆。④必须在定浆后进行二次抹压、二次复振，以防止出现表面与松顶干缩裂缝的产生；（2）应考虑高温，高蒸发引起拌和物塌落度的损失，适当调整混凝士配合比增加用水量，加大水灰比，为避免混凝土下降可添加适量的高效减水剂。这些是混凝土配合比设计应该考虑的问题；（3）在高温下必须采取遮阳洒水措施来降低砂、石料的使用温度，因为砂、碎石等材料在混凝土中所占比例大约为80%；（4）为缓解混凝土急剧收缩可适当掺入缓凝剂。因为普通硅酸盐水泥是桥梁工程常用的水泥，而普通硅配盐水泥水化热高，混凝土蒸发收缩凝固较快，这样就会使混凝土表面产生裂缝；（5）当遭遇酷暑高温的时候，可以在夜间施工，以避免高温烈日。或者为了改善混凝土浇注后温度过高，可在水中加冰块降低混凝土拌合用水的温度，因为当酷暑高温，混凝土拌合用水均在30摄氏度以上。
3.3施工中裂缝补修控制。对于施工过程中已经出现的裂缝，必须采取补修措施，防止裂缝扩大。结合裂缝产生的原因，选择合适的补修措施是非常重要的，具体的补修措施有：（1）嵌缝补修。嵌缝修补是在混凝土的裂缝处进行开槽，将止水材料填充进开好的槽里，这样不但可以保证裂缝外观平整，还可以封堵裂缝；（2）表面补修。表面补修有时可以使用环氧胶泥进行涂抹，通常是在裂缝的表面涂上水泥浆进行修补；也可在裂缝表面粘附一些玻璃纤维布以确保修补的完整性，这是在混凝土的裂缝继续开裂的情况下可以采取的方法；（3）结构加固补修。在公路桥梁施工中，有些裂缝可能会使混凝土的结构性能发生改变。此时必须采取结构加固法来进行混凝土加固。这种方法可以采取增加混凝土结构的截面面积、加固支点、增加混凝土结构的预应力及混凝土补强措施；（4）灌浆补修。当裂缝较深较宽而对桥梁结构有严重影响时，或者桥梁对防渗有一定要求时必须采取灌浆修补。当裂缝比较严重时，可用甲基丙烯酸醋及聚氨醋等作为浆质料；通常情况下，浆质材料一般采用水泥浆或环氧聚合物。这种方法主要是将浆质料用真空压力装置压进裂缝之中，并且随着时间的推移而不断硬化，混凝土与浆质料形成稳定的整体，从而消除混凝土裂缝。
参考文献
[1]马金虎.混凝土技术在公路桥梁施工中的应用分析[J].山西建筑.2012（05）
[2]郭晓平，卢长有.混凝土裂缝的成因及处理[J].黑龙江科技信息，2007（06）
[3]周文.《施工中混凝土裂缝的控制措施》.《水运工程》.2006，（02）：115-119
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[5]刘毅.试论水工混凝土裂缝的防范与处理[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2009（03）
[6]李晶.《试论建筑施工中混凝土裂缝控制方法》.《中国新技术新产品》，2009，（13）：145-1470
作者简介
白永忠（1970-），男，工程师，2012年7月毕业于东北财经大学工程管理专业，现任职于山西省晋中路桥建设集团有限公司。