道路桥梁建设中混凝土裂缝控制研究

道路桥梁建设中混凝土裂缝控制研究

张伟

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摘要：当今，我国经济发展十分迅速，混凝土施工在道路桥梁建设过程中占有较大的比例，容易受到多方影响出现裂缝问题，因此，国内外学者以及从业人员对于混凝土裂缝控制的研究从未停止，极大地推动了道路桥梁建设工程的发展。此次研究着重从前期控制以及早期温度效应方面展开深入研究和探讨，具有一定创新价值，并且在理论和实践方面具有参考意义，能够为道路桥梁混凝土裂缝控制理论研究提供案例支持，同时可以为类似项目提供实践参考。

关键词：道路桥梁建设；混凝土裂缝；控制

引言

道路桥梁工程建设规模不断扩大，桥梁工程质量也受到了更多关注。混凝土结构是道路桥梁结构的主要组成部分，在道桥运营中发挥着不可取代的作用。裂缝是混凝土结构最常见的问题，解决裂缝问题，是保障道桥混凝土结构质量的关键。

1道路桥梁施工中混凝土裂缝成因

根据公路桥梁混凝土裂缝的类型，其成因可大致分为以下几种类型：（1）因设计初期的问题而产生的裂缝。通过对公路桥梁裂缝问题的分析，可以看出，产生裂缝的原因不仅是施工过程中的技术问题造成的，而且还与公路桥梁的设计有关。在设计过程中出现施工裂缝的原因如下：①在设计桥梁时，内部结构和外部压力设计不合理，导致道路和桥梁结构的应力不均匀，不平衡的力会损坏结构并导致裂缝。②在设计和构思过程中，未进行充分的现场调查，未充分了解道路和桥梁施工的周围环境和地理位置，缺少真实依据，导致设计图纸的适用性出现问题，最终产生裂缝。③部分设计者设计的施工图纸可操作性不强，在施工过程中施工人员为便于操作会做具体的调整，从而可能导致在施工过程中产生裂缝。（2）因温度变化而产生的裂缝。混凝土具有热膨胀和收缩的特性，当结构的外部环境或内部温度变化时，混凝土变形，当变形受到限制时，结构中会产生应力，混凝土会发生温度开裂。与其他裂纹相比，温度裂纹的主要特征是会随温度的变化而膨胀或闭合。在施工阶段引起温度变化的主要因素是水化热和维护措施。在施工过程中，大体积混凝土浇筑后，水泥水化热而使内部温度很高，内外温差过大，导致表面开裂。如果通过电加热将预应力部件拉伸，则预应力钢的温度可能会升高到350℃，甚至导致混凝土部件也容易开裂。（3）因原材料质量产生的裂缝。混凝土主要由水泥、砂、骨料和混合水添加剂组成。若砾石粒径过小、梯度差、孔隙率大，将增加水泥和混合水的量，影响混凝土的强度，提高混凝土的收缩率，违规使用超细砂将会带来更加严重的后果。含量高的砂和砾石削弱了水泥与骨料之间的结合力，并降低了混凝土的强度。砂和砾石的硫化物可以与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，其体积膨胀2.5倍。（4）因载荷影响产生的裂纹。①直接应力开裂。直接应力开裂的原因主要是桥梁设计阶段对结构的计算不合理，且试验力与实际力不匹配，导致桥梁安全系数不足。此外，在施工过程中，并未严格按照施工设计图完成施工，在施工过程中对材料的装载、运输和安装没有任何限制。②二次应力开裂。二次应力裂纹是由外部载荷引起的二次应力所形成的裂纹，相关研究表明，在受力构件中挖出一个孔后，孔周围会产生很大的应力集中，从而导致混凝土开裂。

2道路桥梁建设中混凝土裂缝控制

2.1加强初期养护

在浇筑时，混凝土表面会产生各种裂缝，这主要是因为浇筑初期表面温度迅速降低。浇筑当天平均气温如果在24h—72h内持续降低，降低幅度为9°时，尚未达到28天浇筑时间的混凝土表面则会产生各种裂缝。所以应积极保护混凝土表面，避免出现内外温差较大的情况。尤其是严寒施工地区，更应加强混凝土表面的保护。对于表面的保护，可从拆模时间延长、预制混凝土模板、保温养护等措施着手。（1）延长拆模时间：木模板保温效果明显，将拆模时间进行适量的延长，可确保混凝土强度充分后再进行拆模，以此来降低冷空气对混凝土的影响。模板拆除时应基于混凝土具体强度及当地室内外温差进行综合考虑，不得在气温迅速降低时期或夜间将模板拆除，最好在中午时期拆除，拆除后应迅速对混凝土表面进行保湿、保温处理；（2）保温养护：可在路面覆盖草帘、麻袋进行保温，保温效果较好。例如，在混凝土表面覆盖二层草帘子，可将表面温度提高4—8°。同时，也可以在混凝土表面浇筑2—3cm厚的珍珠岩水泥浆保护层，保温效果明显。（3）在条件允许的情况下，可采取预制混凝土模板，其属于结构物的主要构成，不得予以拆除。

2.2控制原材料质量

混凝土材料质量是影响裂缝产生的主要因素之一。对此，在实际进行道桥建设的过程中，应加强对原材料质量的控制。首先，应加强对粗骨料的选择。粗骨料在阻碍混凝土收缩方面有着较好的效果，同时骨料级配也会影响混凝土结构的抗拉强度，因此，为预防收缩裂缝，应结合实际情况合理选择粗骨料。其次，合理控制粉煤灰等掺和料的用量。为强化混凝土性能，需要加强对粉煤灰、矿渣粉的选择，并结合实际需求适当添加纤维，以此增加混凝土的抗拉性能。再次，适当加入膨胀剂。通过膨胀剂使混凝土自身压应力和拉应力互相抵消，以此提升结构抗裂性能。最后，合理添加减水剂，降低毛细孔表面张力，实现对混凝土收缩变形的控制，强化早期养护。

2.3控制收缩裂缝的技术

在混凝土的塑型过程中很容易出现收缩裂缝，这就需要在混凝土的材料选择过程中，对于混凝土材料干缩值按照相应的规范和要求进行控制，以保障其合理性。在水泥材料的选择上要进行全面而综合的考虑，不仅要对水泥强度进行检测和选取还要对水灰比执行严格控制，以防含水过高，或者过低对混凝土材料的影响。在水含量方面，尽量使其不超过规定的范围。在浇筑施工的执行阶段前，一定要进行合理有效的控制水含量的手段，例如湿布覆盖，或者通过及时的洒水的方式来进行。在养护过程中还要拼上养护剂，且要适当的进行塑料薄膜的包裹，以降低水分的蒸发。还要随时对混凝土路面进行温度监测，确保混凝土路面的温度满足施工要求。在温度过高了夏季也可以采用随时洒水的方式来对路面进行降温。

结语

综上所述，在实际进行道桥施工的过程中，为保障混凝土质量，降低裂缝出现的概率，应先明确混凝土裂缝出现的主要原因，可能是材料质量、配比以及环境和材料温度导致的，也可能是施工过程控制不到位引起的。对此，在施工时，应结合实际工程特点和情况，合理采取相应控制措施。本文以某冬季施工的道桥项目为例，着重针对材料配比以及温度影响因素进行分析和探讨，强调了对于材料质量、配合比的控制，以及对于混凝土入模温度和浇筑温度的把控，以此降低混凝土裂缝出现的概率，保障施工质量效果。相信随着人们对实际工况的重视，以及混凝土裂缝的研究，道桥工程中混凝土裂缝出现的现象将会得到良好控制。

参考文献

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