趙瑞霞

河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450064）

橋梁混凝土施工中產(chǎn)生裂紋及強(qiáng)度不足的研究

趙瑞霞

河南建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院（450064）

當(dāng)前，橋梁技術(shù)迅猛發(fā)展，對(duì)橋梁混凝土技術(shù)提出了更高的要求，混凝土施工中出現(xiàn)裂紋和強(qiáng)度不足是常見(jiàn)的質(zhì)量通病。這里對(duì)裂紋、強(qiáng)度不足產(chǎn)生的原因及控制方法等進(jìn)行了較為深入的研究。

橋梁；混凝土；裂紋；控制

1 橋梁混凝土裂紋的種類(lèi)、產(chǎn)生原因及控制措施

在現(xiàn)場(chǎng)橋梁施工中，經(jīng)常發(fā)生混凝土拆模后出現(xiàn)裂紋情況。這類(lèi)裂紋一般都不是由于荷載作用產(chǎn)生的，而是由于混凝土收縮產(chǎn)生的。一般收縮裂紋主要有以下幾種:

1）塑性裂紋。由于混凝土在塑性階段不密實(shí)而產(chǎn)生塑性沉降，或是混凝土表面水分散發(fā)，內(nèi)部水分不能及時(shí)補(bǔ)充到表面而失水收縮。這種裂紋一般較淺,縫寬，呈龜裂狀。因此，采取規(guī)范的振搗方法，加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)，避免表面暴曬、大風(fēng)，維持表面潮濕狀態(tài)，可避免該類(lèi)裂紋的產(chǎn)生。

2）干縮裂紋。在養(yǎng)護(hù)期內(nèi)沒(méi)有對(duì)混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)或保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間不夠，混凝土從內(nèi)部向外部失去水分，毛細(xì)管失水后產(chǎn)生毛細(xì)管壓力，混凝土收縮，從而產(chǎn)生裂紋，這是橋梁混凝土結(jié)構(gòu)表面早期最常發(fā)生的。只有加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土達(dá)到足夠的抗拉強(qiáng)度后，這種因干縮作用而產(chǎn)生的應(yīng)力自然不會(huì)引起裂紋了。

3）化學(xué)收縮裂紋。雖然水泥水化后密度減小，體積增大，但與水化前的水泥相比，仍密度增大，體積減小。混凝土越細(xì)，產(chǎn)生凝膠越多，混凝土收縮就越大，這也是為什么水泥越細(xì)出現(xiàn)裂縫的概率越大的原因。同樣可以理解為什么膠凝材料越多、砂越細(xì)混凝土收縮越大。因此，保持混凝土適宜的細(xì)度和砂、石級(jí)配，是控制化學(xué)收縮裂紋的重要方面。

4）自干燥裂紋。自干燥裂紋是指混凝土在恒溫條件下，由于膠凝材料水化引起混凝土內(nèi)部濕度降低而產(chǎn)生的收縮。混凝土毛細(xì)孔脫水或彎液面下降形成毛細(xì)管張力負(fù)壓，使孔壁收縮，因此自干燥收縮是化學(xué)收縮的延續(xù)?；炷林凶杂伤缴?，水灰比越小，自干燥收縮越大，越易產(chǎn)生裂紋。當(dāng)前高性能混凝土的水灰比都相對(duì)較低，強(qiáng)度較高，發(fā)生該類(lèi)收縮裂紋的可能性相對(duì)較大，因此在高性能混凝土施工中應(yīng)引起足夠重視。

5）溫度裂紋。溫度裂紋是由于水泥水化，混凝土溫度升高、體積膨脹造成的。當(dāng)溫度降低，混凝土體積開(kāi)始收縮，溫度變形受到限制，則轉(zhuǎn)變?yōu)闇囟仁湛s應(yīng)力。當(dāng)應(yīng)力超過(guò)了混凝土抗拉力，則產(chǎn)生溫度收縮裂紋。對(duì)較大體積混凝土施工，由于采取了足夠控制溫度應(yīng)力的措施而較少出現(xiàn)裂紋，而對(duì)于一般梁體、墩身及棱角部位，雖然水化熱溫度不太高，但由于拆模過(guò)早、環(huán)境溫度低和風(fēng)較大等原因，沒(méi)有采取相應(yīng)保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施，容易產(chǎn)生溫度裂紋。

由上原因可知，適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施是避免混凝土產(chǎn)生裂紋的關(guān)鍵。特別是拆模后，混凝土表面的溫、濕度改變較大，如果不注意及時(shí)養(yǎng)護(hù)，不管是大風(fēng)還是氣溫低，表面出現(xiàn)裂紋就很正常了。養(yǎng)護(hù)目的主要是在混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度水平的期間內(nèi)（一般混凝土至少需要7 d時(shí)間）,防止水分損失，控制混凝土的溫度,為混凝土正常水化反應(yīng)提供保證。一般自然養(yǎng)護(hù)方法可采取噴水、覆塑料膜、覆麻袋片、毛氈等，養(yǎng)護(hù)只要達(dá)到在規(guī)定期限內(nèi)混凝土表面能保持潤(rùn)濕、混凝土內(nèi)外溫差不超過(guò)15℃即可。

2 橋梁混凝土強(qiáng)度不足產(chǎn)生的原因及應(yīng)對(duì)措施

在工地現(xiàn)場(chǎng)施工中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的情況，給工程質(zhì)量帶來(lái)隱患。強(qiáng)度不滿(mǎn)足要求主要原因存在以下幾個(gè)方面:

1）配合比不當(dāng)。一般由于對(duì)當(dāng)?shù)夭牧系恼J(rèn)識(shí)和了解不全面，配合比設(shè)計(jì)或控制不當(dāng)，混凝土強(qiáng)度控制的標(biāo)準(zhǔn)差太小，將會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度達(dá)不到要求，影響結(jié)構(gòu)安全，因此，配合比設(shè)計(jì)的強(qiáng)度富余值一定要與當(dāng)?shù)卦牧?、混凝土生產(chǎn)控制水平相一致,配合比必須以理論配合比設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)為依據(jù)，不得隨意增加。

2）工地混凝土材料質(zhì)量有較大波動(dòng)。水泥強(qiáng)度下降、摻和料的以次充好，骨料含泥量過(guò)大，骨料級(jí)配變差，外加劑減水率降低，這些都能引起混凝土強(qiáng)度不足。在混凝土生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制施工拌和用水量，當(dāng)用水量不變而混凝土的狀態(tài)發(fā)生較大變化后，應(yīng)引起施工人員的足夠重視，此時(shí)應(yīng)查找原因，杜絕類(lèi)似狀況再次發(fā)生。施工生產(chǎn)中，技術(shù)人員對(duì)混凝土各原材料的調(diào)整必須以強(qiáng)度變化在要求范圍為依據(jù)，否則不得隨意調(diào)整。

3）混凝土的含氣量增加。普通混凝土，特別是耐久性混凝土需摻入一定量的引氣劑。當(dāng)摻入成分改變或劑量超標(biāo)導(dǎo)致引氣量增加時(shí)，會(huì)造成混凝土容重異常減小，強(qiáng)度急劇下降，因此在使用引氣劑時(shí)應(yīng)特別注意。另外，摻量、攪拌時(shí)間、坍落度和砂率等也會(huì)引起含氣量的變化。

4）試件的制作、養(yǎng)護(hù)未按規(guī)定操作，導(dǎo)致試件沒(méi)有代表性，試件強(qiáng)度低于實(shí)體強(qiáng)度。產(chǎn)生該問(wèn)題的原因主要是試模變形，取樣沒(méi)代表性，試件沒(méi)有依標(biāo)準(zhǔn)振搗成型或振搗不符合要求，未按規(guī)定溫濕度養(yǎng)護(hù)，試件不完整，同體養(yǎng)護(hù)試件還有可能是未與結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)條件一致。由于試件強(qiáng)度代表著實(shí)體混凝土強(qiáng)度，因此其取樣時(shí)間、取樣位置應(yīng)能代表整體混凝土性能，制作、密實(shí)條件應(yīng)與現(xiàn)場(chǎng)密實(shí)工藝相一致?；炷潦┕ぶ校瑧?yīng)把試件取樣、制作以及養(yǎng)護(hù)當(dāng)成一個(gè)重要而嚴(yán)肅的工作來(lái)看待，特別是現(xiàn)場(chǎng)隨梁試件更應(yīng)如此。

5）現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有及時(shí)、必要的養(yǎng)護(hù)。對(duì)混凝土必要的養(yǎng)護(hù)是確?；炷翉?qiáng)度和耐久性的重要措施。這里重點(diǎn)談一下濕養(yǎng)護(hù)。

正確而足夠的濕養(yǎng)護(hù)可以抑制干收縮、塑性收縮、自收縮等混凝土的體積變化，能夠保證混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展，不產(chǎn)生裂紋，讓混凝土充分完成二次水化，確?；炷恋拿軐?shí)性，從而避免從外部滲入的化學(xué)腐蝕。在實(shí)際工地條件下，很多時(shí)候養(yǎng)護(hù)是達(dá)不到規(guī)定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)證明，水灰比一定時(shí)，持續(xù)濕養(yǎng)護(hù)的混凝土180 d后抗壓強(qiáng)度是持續(xù)空氣養(yǎng)護(hù)混凝土的3倍。普通混凝土通常至少需濕養(yǎng)護(hù)7 d，對(duì)高性能混凝土應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。濕養(yǎng)護(hù)方式有多種，如噴霧，蓄水，濕砂、鋸末及棉毯覆蓋混凝土表面等。由于硅酸鹽水泥水化需水量（約為水泥質(zhì)量30%）遠(yuǎn)小于拌和用水量，因此混凝土澆筑后立即用塑料薄膜覆蓋是保證混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)的有效措施。

3 結(jié)語(yǔ)

橋梁施工中的混凝土質(zhì)量控制需要多部門(mén)、多工種相互配合協(xié)作。質(zhì)量控制從根本上說(shuō)還是人的問(wèn)題，施工人員要掌握一些必要的知識(shí)，從混凝土原材料的選擇，進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制，施工方案優(yōu)化，配合比設(shè)計(jì)、優(yōu)選，到混凝土拌和、生產(chǎn)、振搗、養(yǎng)護(hù)，各要緊密結(jié)合，共同將混凝土施工質(zhì)量控制好。

[1]繆昌文.高性能混凝土外加劑[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2008,9.

[2]汪繼平.討論工地混凝土質(zhì)量控制的要點(diǎn)和影響因素[M].交通工程建設(shè),2009,3.

[3]張承志.建筑混凝土[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2001,5.

[4]孫躍生,等.混凝土裂縫控制中的材料選擇[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009,3.

[5]（美）庫(kù)馬·梅塔,（美）保羅J.M.蒙特羅.中國(guó)電力出版社[M].2008,9.