摘要：針對(duì)鐵路工程中低齡期混凝土裂縫（如收縮裂縫、溫度裂縫等）產(chǎn)生的原因，作出不同類型路橋建筑工程裂縫的預(yù)防措施和治理方法，對(duì)提高混凝土施工水平有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：低強(qiáng)度混凝土；裂縫；原因分析；防治措施

中圖分類號(hào)：N0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2011）13-0314-02

混凝土在硬化過程中（低齡期）產(chǎn)生的裂縫不僅影響混凝土的外觀，還給工程質(zhì)量留下了隱患。施工中必須采取合理的工程技術(shù)措施，控制和減少混凝土中裂縫的數(shù)量和寬度。本文分析了低齡期混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，提出了緩解裂縫產(chǎn)生的措施，并介紹了幾種常見的裂縫治理辦法。

一、鐵路工程中低強(qiáng)度混凝土裂縫的類型

低強(qiáng)度混凝土裂縫類型主要有收縮裂縫與溫度裂縫、外荷作用產(chǎn)生的裂縫、施工縫處理不當(dāng)引起的接茬縫等。

（一）收縮及溫度裂縫

1.混凝土在硬化過程中水分逐漸蒸發(fā)散失，使水泥石中的凝結(jié)膠體干燥收縮產(chǎn)生變形，由于模板（和外力）的約束，變形產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫。干縮裂縫多為表面性的，走向沒有規(guī)律。

2.水泥水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，在混凝土內(nèi)部和表面間形成溫度梯度可能產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。裂縫寬度冬季較寬，夏季較窄。隧道中溫度裂縫的產(chǎn)生與二次襯砌混凝土的厚度及水泥的品種、用量有關(guān)。

3.自身收縮與干縮一樣，是由于水的遷移而引起。但它不是由于水向外蒸發(fā)散失，而是因?yàn)樗嗨瘯r(shí)消耗水分造成凝膠孔的液面下降，形成彎月面，產(chǎn)生所謂的自干燥作用，進(jìn)而使混凝土體的相對(duì)濕度降低，體積減小。

（二）荷載裂縫

模板或堵頭板沒有固定牢固，或過早脫模，或脫模時(shí)混凝土受到較大的外力撞擊等都容易產(chǎn)生變形裂縫。低齡期混凝土因強(qiáng)度低，更容易產(chǎn)生荷載變形。荷載變形裂縫主要發(fā)生在隧道襯砌與拱涵混凝土，在隧道襯砌混凝土病害中占有的比例逐年增大，已經(jīng)引起了廣大工程技術(shù)人員的重視。

（三）施工縫（接茬縫）

施工過程中由于停電、機(jī)械故障等原因迫使混凝土澆筑中斷，當(dāng)中斷時(shí)間超過混凝土的初凝時(shí)間而繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r，原有的混凝土表面沒有進(jìn)行鑿毛處理，或者鑿毛后沒有用水沖洗干凈，也沒有鋪水泥砂漿墊層就在原混凝土表面澆筑混凝土，致使新舊混凝土接茬間出現(xiàn)裂縫。

二、鐵路工程中混凝土裂縫形成的原因分析

（一）施工工藝或現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范

1.攪拌混凝土?xí)r原材料計(jì)量誤差大，沒有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水量及時(shí)調(diào)整施工用水量，造成混凝土水灰比增大。在混凝土運(yùn)輸及泵送過程中違規(guī)加水的現(xiàn)象也比較普遍。

2.混凝土澆筑時(shí)不振搗或漏振，混凝土均質(zhì)性差。造成混凝土中出現(xiàn)氣孔等空隙，在混凝土硬化過程中造成內(nèi)部出現(xiàn)微裂縫。

3.盲目追求施工進(jìn)度，隨意提前脫模時(shí)間，使低強(qiáng)度混凝土過量承受荷載，破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。脫模后沒有進(jìn)行混凝土的潮濕養(yǎng)護(hù)。

4.夏季施工時(shí)砂、石料露天堆放，無(wú)切實(shí)有效的降溫措施，混凝土人模溫度高。冬期施工時(shí)間采取的防寒保溫措施不力。

（二）原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計(jì)不合理

水泥品種選擇不當(dāng)，安定性不良，不同批次的水泥混用。碎石、砂級(jí)配差，含泥量超標(biāo)，碎石中石粉含量大，針、片狀物過多，影響了水泥與骨料的膠結(jié)。

（三）裂縫產(chǎn)生的綜合性

1.在低強(qiáng)度大體積混凝土施工中，材料、配比準(zhǔn)確的情況下，未及時(shí)養(yǎng)護(hù)，會(huì)造成溫度收縮，但同時(shí)混凝土自身收縮會(huì)與其疊加，內(nèi)部與表面拉應(yīng)力值增大，使裂縫寬度加大。

2.因低強(qiáng)度混凝土水泥用量小，對(duì)其坍落度規(guī)范要求為10mm~30mm，但施工中為減小混凝土離析現(xiàn)象往往控制在0mm~10mm，這樣水灰比<0.35。水灰比的變化對(duì)干燥收縮和自身收縮的影響正相反，即當(dāng)混凝土的水灰比降低時(shí)干燥收縮減小，而自身收縮增大。如當(dāng)水灰比＞0.5時(shí)，其干燥作用和自身收縮與干縮相比小到可以忽略不計(jì)；但是當(dāng)水灰比＜0.35時(shí)，體內(nèi)相對(duì)濕度會(huì)很快降低到80％以下，自身收縮與干縮則接近各占一半，這時(shí)收縮裂縫就是兩者之和。

三、鐵路工程中混凝土裂縫的治理

混凝土作為多種材料組成的脆性材料，裂縫的存在是客觀的，作為施工單位應(yīng)加強(qiáng)混凝土的施工管理，避免或減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。對(duì)于出現(xiàn)的裂縫，應(yīng)認(rèn)真分析原因，分清是有害裂縫還是無(wú)害裂縫，并對(duì)有害裂縫進(jìn)行處理，防止裂縫繼續(xù)發(fā)展，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定?；炷帘砻娉３霈F(xiàn)一些沒有擴(kuò)展性的細(xì)微裂縫，這種裂縫是穩(wěn)定的，不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的使用和耐久性。從美觀考慮，可先清洗干凈裂縫表面，然后涂刷環(huán)氧樹脂漿液二至三遍，最后用刮抹料、調(diào)色料處理混凝土表面，使其顏色與周圍混凝土顏色一致。

環(huán)氧樹脂漿液配比為環(huán)氧樹脂∶501稀釋劑∶二甲苯∶乙二胺=1∶0.2∶0.35∶0.08。刮抹料配比為水泥∶水=

1∶0.35。調(diào)色料配比為水泥∶白水泥∶107膠＝5∶3∶1。施工時(shí)配比應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)加以確定。

四、鐵路工程中預(yù)防或緩解混凝土裂縫的措施

（一）嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.水泥。施工現(xiàn)場(chǎng)多使用普通硅酸鹽水泥，但應(yīng)盡量減少單位水泥用量。不同品牌、不同規(guī)格、不同批次的水泥不能混用。

2.碎石。根據(jù)泵送管路的內(nèi)徑，盡可能選用級(jí)配良好的碎石或卵石。嚴(yán)格控制含泥量≤1%，針、片狀物含量≤15%，粒徑以5mm~31.5mm為宜，最大≯40mm。

3.砂。采用級(jí)配良好的中砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)為3.0~2.3，粒徑＜0.315mm的顆粒含量所占比例宜為15％~20%，嚴(yán)格控制含泥量在3％以內(nèi)。為方便混凝土的運(yùn)輸、泵送和澆筑，砂率取35％~45％。

4.水。最好選用飲用水。當(dāng)采用其他水源時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ63）的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，pH 值應(yīng)＞4。水灰比越大，混凝土的干燥收縮越大，水灰比過小，混凝土干縮與自收收縮之和過大；因此，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土用水量是減少裂縫的根本措施。施工中水灰比在0.45~0.55之間，混凝土入泵坍落度控制在（12±2）cm。

5.摻合料。（1）粉煤灰比表面積小，需水量低，不僅能有效降低混凝土的干燥收縮值，還可以改善混凝土的流動(dòng)性、黏聚性和保水性。在水泥中摻入原狀或磨細(xì)粉煤灰后，可以降低混凝土中水泥的水化熱，推遲水化熱峰值的出現(xiàn)，減少絕熱條件下的溫升，有利于控制溫度裂縫的產(chǎn)生。粉煤灰的摻加在水工大體積混凝土施工中應(yīng)用比較廣泛。 （2）摻加適量的膨脹劑可以補(bǔ)償混凝土的收縮，增加密實(shí)度，提高混凝土防滲抗裂能力。

6.外加劑。高效減水劑能夠有效減少拌合用水，降低水化熱，延緩水化熱釋放速度，從而減少溫度裂縫，但摻量過多，會(huì)引起混凝土的膨脹和開裂。施工時(shí)必須慎重選擇外加劑的品種和摻量。

（二）嚴(yán)格混凝土施工工藝

1.混凝土的拌合。 （1）嚴(yán)格按施工配料單計(jì)量，定期檢查校正計(jì)量裝置。加強(qiáng)砂石料含水率檢測(cè)，及時(shí)調(diào)整拌合用水量。（2）控制混凝土的人模溫度。（夏季施工）當(dāng)氣溫高于32℃ 時(shí)，砂石料、攪拌機(jī)應(yīng)搭設(shè)遮陽(yáng)棚，用冷水沖洗碎石降溫，并盡量安排在夜間澆筑混凝土。

2.混凝土的灌筑。（1）混凝土在運(yùn)輸和泵送過程中嚴(yán)禁加水。（2）適當(dāng)放慢灌筑速度。對(duì)隧道襯砌，兩側(cè)邊墻對(duì)稱分層灌筑，到墻、拱交界處停1h~1.5h，待邊墻混凝土下沉穩(wěn)定后，再灌筑拱部混凝土。

3.混凝土的脫模、養(yǎng)護(hù)。（1）混凝土拆模時(shí)的強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)或規(guī)范要求，嚴(yán)禁未經(jīng)試驗(yàn)人員同意提前脫模，脫模時(shí)不得損傷混凝土。 （2）傳統(tǒng)的混凝土灑水養(yǎng)護(hù)方法，增加了文明施工的難度，灑水也不均勻，使混凝土早期強(qiáng)度得不到保證，建議使用噴涂混凝土養(yǎng)護(hù)液的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

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[責(zé)任編輯 陳鶴]