摘要: 介紹西北地區(qū)混凝土裂紋產生的原因及預防緩解措施, 以引起后續(xù)工程施工的重視。

關鍵詞: 混凝土裂紋成因預防

　　位于西北地區(qū)新建鐵路橋墩混凝土澆筑后, 大多不同程度的產生了一定數(shù)量的裂紋。就此混凝土產生裂紋的原因經調查分析, 提出了緩解混凝土裂紋的措施, 僅供參考。

1 裂紋調查情況

　　橋墩出現(xiàn)裂紋與外界的氣候影響有關, 一般在拆?；虿鹉：?～3d 即出現(xiàn)裂紋。橋墩分實心墩和空心墩, 橋墩截面為圓型或圓端型。實心墩裂紋一般為環(huán)向裂紋, 位置一般在距基礎頂面2～3m 之間, 也有每隔一定高度即產生一條, 裂紋深度經取芯量測大多在10cm 以內, 寬度0.1～0.5m m 之間。空心墩由于受鋼筋的約束, 裂紋情況較實心墩要好的多, 出現(xiàn)裂紋分布比較亂, 無規(guī)律可言, 裂紋寬度在0.2m m 以內。

2 裂紋成因分析

2.1 混凝土原材料的影響

　　( 1) 混凝土強度等級設計為C13、C18, 水泥用量較小, 一般≤300kg/m 3, 但沿線大多采用早強型普通水泥, 其早期的水化放熱和水化速率使得混凝土內部在早期蓄熱較快, 基礎體溫較高。

　　( 2) 骨料的影響

　　骨料在混凝土中占絕對數(shù)量, 它的形狀、大小、級配以及熱學性能對混凝土的膨脹收縮至關重大。西北地區(qū)粗骨料多為砂巖,層理分明, 當?shù)厣a的碎石粒徑較大( 最大粒徑> 60m m ) , 針、片狀較多, 級配不合理, 單粒級配( 40～60m m ) 。細骨料多為細砂( 接近特級細砂) , 細度模數(shù)1 . 8 左右。有關資料介紹, 砂巖線膨脹系數(shù)較大, 產生的溫度變形較大, 配制的混凝土干縮性大; 粗骨料級配差, 配制混凝土時含砂率必然加大, 砂漿量大的混凝土干縮性大, 使用的碎石粒徑過大, 級配不良, 使用的砂子又過細, 澆筑混凝土很容易使石子下沉、砂漿上浮集中在某一斷面, 混凝土在凝結前發(fā)生塑性收縮, 使砂石沉降分離、分層、泌水, 細砂比表面積加大, 混凝土失水快、收漿快, 容易產生沉降分層, 形成薄弱斷面。因此, 上述西北地區(qū)材料的“ 先天不足”, 是導致混凝土裂紋的主要原因之一。

2.2 當?shù)貧夂驐l件的影響

　　西北地區(qū)一年四季雨水少, 氣候干燥; 春秋兩季晝夜溫差大,( 有時達20℃以上) , 風力大而且頻繁。橋墩為圓型結構, 內部散熱較慢。

　　惡劣的氣候環(huán)境使得混凝土內外部溫度梯度和濕度梯度加大, 加劇了混凝土表面的干縮, 也是導致產生混凝土裂紋的主要原因之一。

2.3 混凝土施工方法和工藝的影響

2.3.1 粗骨料進場控制不嚴的影響

　　當?shù)夭墒瘓鰧λ槭姆旨壣a不嚴格, 以及施工單位進場的石子混堆、混放, 導致混凝土拌合物和易性時好時壞, 造成混凝土質量不均。

2.3.2 計量不準的影響

　　受場地的限制, 現(xiàn)場大多采用人工上料, 投料不準確使混凝土坍落度忽大忽小, 導致混凝土和易性不良, 拌合物容易產生分層離析現(xiàn)象, 造成混凝土勻質性差。

2.3.3 供料速度及連續(xù)性的影響

　　橋墩一次性灌注的混凝土量大, 施工時間比較長。如前所述,細砂、砂巖拌制的混凝土失水快、收漿快, 如果供料不及時澆筑不連續(xù), 就容易使混凝土產生冷接縫, 形成薄弱層。

2.3.4 漏振與過振的影響

　　漏振使局部混凝土的勻質性差, 容易產生不規(guī)則裂紋; 過振使混凝土中的石子下沉, 砂漿上浮, 表面泌水量加大, 砂漿的收縮大約使混凝土的3 倍。因此, 砂漿量過于集中的層面極易形成貫穿縱向( 環(huán)向) 裂紋。

2.3.5 養(yǎng)護不及時的影響

　　在當?shù)靥囟陀^條件下, 混凝土拆模前隱藏著潛在裂紋, 拆模后如果養(yǎng)護不到位, 等于是“ 雪上加霜”, 使混凝土裂紋寬度加大、數(shù)量增多。

　　綜上所述, 當?shù)氐夭牡摹?先天不足”和惡劣氣候條件下的影響, 決定了西北地區(qū)混凝土裂紋產生的必然性。施工方面缺乏經驗、考慮不周、疏于管理、措施不利, 更進一步增加和加深了混凝土裂紋出現(xiàn)的幾率和程度。

　　混凝土材料的自縮, 混凝土本身的塑性收縮和干縮以及外界條件引起的冷縮和干縮迭加在一起, 使得混凝土在一定高度范圍內比較薄弱的斷面拉應力集中, 超過混凝土抗拉強度, 從而導致混凝土裂紋。

3 混凝土裂紋的預防和緩解措施

　　( 1) 改善粗骨料級配使其空隙率減至最小; 適當減小粗骨料最大粒徑( 一般≤40m m ) , 降低粗細骨料的粒徑梯度。有條件的盡量避免使用線膨脹系數(shù)較大的砂巖。

　　( 2) 混凝土配合盡可能采用較低的砂率, 低用水量, 低坍落度。

　　( 3) 合理選用外加劑, 不同外加劑品種對混凝土收縮影響區(qū)別較大。

　　應首先選減水劑, 因減水劑可以降低混凝土拌合用水, 降低水灰比, 提高混凝土抗?jié)B性能和抗拉強度, 對減小混凝土收縮十分有利。但過量摻入, 混凝土泌水率加大從而增加沉降變形。引氣劑也可摻用, 混凝土中適量引進含氣量可以減少混凝土泌水沉降, 有利于防止混凝土收縮開裂, 有利于提高混凝土耐久性。早強劑和緩凝劑應慎重使用。

　　( 4) 有條件摻加粉煤灰。以磨細粉煤灰替代部分水泥可以降低混凝土收縮。

　　( 5) 加強材料進場控制和嚴格計量。引導采石場生產合格的級配碎石, 進場的碎石分級堆放, 分級使用。

　　( 6) 合理安排施工機具、澆筑工序, 保持混凝土澆筑的連續(xù)性。

　　( 7) 適當延長拌合時間, 合理安排振搗, 合理選定拆模時間,避開大風季節(jié)拆模。

　　( 8) 加強養(yǎng)護措施, 避免混凝土過早失水。橋墩應采用噴施養(yǎng)護劑或蒙裹塑料膜的方法, 不宜單純采用灑水養(yǎng)護。

4 結束語

　　西北地區(qū)的地材資源和氣候條件, 給混凝土施工帶來不利影響, 嚴重的可能導致構筑物嚴重損壞。因此施工單位應充分考慮這一特定環(huán)境, 盡早采取措施, 防患于未然。