30m箱梁裂缝原因及预防措施？
改革开放以来，我国基础设施建设发展迅速，修建了大量钢筋混凝土建筑物和构筑物。在这些钢筋混凝土结构中，结构裂缝问题是非常普遍的质量问题，严重影响了工程的使用和安全，是一个需要探讨和解决的技术问题。近年来，裂缝问题虽然引起了业界的关注，但一直没有得到很好的解决。1 1.1裂缝产生的原因分析裂缝混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水和外加剂组成。用于制备混凝土的不合格材料可能导致结构出现裂缝。主要表现在以下几点:水泥安定性不合格，强度不足，水泥潮湿或水泥过期，导致混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂；砂石粒径过小、级配不良、孔隙率大会导致水泥和用水量增加，影响混凝土的强度，增加混凝土的收缩；当混合水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时，对钢筋的腐蚀影响较大。1.2钢筋锈蚀引起的裂缝由于混凝土质量差或保护层厚度不足，混凝土的保护层被二氧化碳腐蚀碳化到钢筋表面，降低了钢筋周围混凝土的碱度，或钢筋周围氯离子含量高，可导致钢筋表面的氧化膜被破坏，钢筋中的铁离子与侵入混凝土的氧气和水分反应， 腐蚀物质氢氧化铁的体积比原来增加了约2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂。 1.3的温度变化引起的开裂混凝土具有热胀冷缩的特性。当外界环境或结构内部温度发生变化时，混凝土会发生变形。如果约束变形，结构中就会产生应力，当应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生温度裂缝。温度裂缝的特点是表面裂缝走向一般不规则，深层裂缝或贯通裂缝走向一般与主筋平行或接近平行；裂缝宽度不一，因温度变化而热薄冷。现浇混凝土1~2d之间常出现表面温度裂缝，21d之后常开始出现深层温度裂缝和贯通温度裂缝。引起温度变化的主要原因有:(1)表面温度裂缝多由温差大引起。比如大体积混凝土(厚度超过2m)浇筑后，内部温度很高，内外温差过大，导致表面出现裂缝。冬季施工时，过早拆除保温层或寒潮侵袭，会导致混凝土早期强度低而产生裂缝。此外，当预制构件通过蒸汽养护时，由于快速冷却或构件急于离开池而露出盖子，混凝土表面收缩并出现裂缝。(2)深穿透裂缝多由结构温差大和外部约束引起。如现浇桥台混凝土或大体积刚性扩大基础浇筑在坚硬基础上，未采取隔离等措施放松约束或缩缝间距过大。浇筑混凝土时，温度很高，水泥水化热温度上升很大，使温度更高。混凝土冷却收缩时，拉应力大，进而产生冷却收缩裂缝；这种裂缝有时候是贯通的。艺术性引起的裂缝1.4在桥梁施工中，相当一部分钢筋混凝土桥梁的裂缝是由施工原因引起的。混凝土结构构件在制作、运输和安装过程中，施工工艺不合理，施工质量低，容易产生各种形式的裂缝。具体要点如下。(1)混凝土搅拌:搅拌设备为500型强制式搅拌机，每盘搅拌时间约3分钟。拌和时间适中，坍落度9~13cm，拌和过程中有不均匀现象。存在水灰比过大的问题。水灰比过大，混凝土的干燥收缩会增大，容易出现干燥收缩裂缝。(2)混凝土浇筑:浇筑过程中以插入式振动器为主，附着式振动器为辅(主要用于10m梁端)。浇筑过程中出现过震，导致混凝土表面粗细骨料离析，细骨料集中在模板表面附近。(3)混凝土养护:夏季由于白天温度大多超过30℃，最高温度达到35℃，梁侧面很难吸收水分，过高的温度加速了梁内水分的蒸发，导致表面出现干缩裂缝。从以上分析可以看出，水平结构钢筋、施工原材料、混凝土应力、模板缺陷、制梁台座、施工工艺是混凝土收缩裂缝产生的原因。各种不利因素叠加，导致梁出现收缩裂缝。2混凝土裂缝的处理建议2.1表面处理方法采用表面处理方法进行修补，在混凝土表面沿裂缝涂树脂保护膜。施工时，用钢丝刷清除混凝土表面的附着物，然后用清水清洗，晾干，用腻子状树脂填充，必要时再抹平。表面处理方法包括表面涂抹和表面修补。表面抹平的适用范围是薄而浅的难以用水泥浆填充的裂缝、深度达不到钢筋表面的毛细裂缝、水密性裂缝、非伸缩性裂缝和惰性裂缝。表面补片法适用于大面积漏水的防渗堵漏。2.2填充法直接用修补材料填充裂缝，一般用于修补宽裂缝(0.3mm)，操作简单，成本低。宽度小于0-3mm、深度较浅、规模较小的裂缝的简易处理，可采用V型槽后填充处理。对于桥面中间带的裂缝，上部采用注浆施工法进行处理。沿裂缝宽度7~8cm范围内，用砂轮机和钢丝刷清除混凝土表面的游离石灰和灰尘，用清洗剂清洗，然后加压注入具有渗透性和粘附性的环氧树脂，填充混凝土裂缝，提高桥面防水性能，防止钢筋锈蚀和混凝土老化。2.3结构加固方法超载引起的裂缝、长期未处理裂缝引起的混凝土耐久性降低、火灾引起的裂缝等都会影响结构强度。结构加固法、锚固加固法、预应力法等。此外，也可采用灌浆法。同时，要加强对混凝土裂缝处理效果的检查，包括修补材料的试验；岩心取样试验；水压试验；空气压缩试验等。3裂缝的预防3.1就原材料而言，混凝土在硬化过程中，水泥的水化放出热量，从而增加了混凝土的温度收缩应力。因此，在不影响强度和施工进度的情况下，应尽量使用低水化热水泥。水泥用量方面，在不影响混凝土强度的情况下，可减少水泥用量15%，并可增加粗骨料以补充水泥用量的减少。根据混凝土强度等级的不同，规范对砂、碎石、施工用水的含泥量和碎石中的灰粉用量有不同的要求。总之，所有材料都要严格控制在规范要求之内。3.2混凝土施工过程控制(1)混凝土搅拌:每盘混凝土的搅拌时间应控制在2 ~ 3分钟左右，搅拌时间不宜过长或过短。太短会混合不均匀，太长会破坏物料结构；混凝土浇筑过程中，应多次进行坍落度试验，并严格控制施工水灰比。(2)混凝土浇筑:浇筑过程中以插入式振动器为主，附着式振动器为辅(主要用于10m梁端)。附着式振动器应间歇振动，每次开启时间约为30s，以避免浇筑时出现过振现象，并隔离混凝土。插入式振捣器的振捣距离不应大于1.5倍插入式振捣器的振捣半径，以免浇筑时出现漏振现象。(3)混凝土养护:当施工温度超过30℃时，梁中的水分蒸发很快，梁的侧面不易吸水。如果梁表面的水分被蒸发，梁表面的混凝土就会发生水泥的水化硬化反应，吸收梁内部的水分，从而加速混凝土的干燥收缩。为了使梁有足够的水进行水泥的水化硬化反应，需要立即对预应力构件喷水养护。规范要求浇水养护间隔时间至少2h，必要时可减少到1.5h一次。夏季施工时，若混凝土浇筑后拆模前温度超过30℃，可在浇筑12h后，在模板外层洒水降温。为了避免内部温度过高，体积膨胀过大，冷却后体积收缩过大而产生收缩裂缝。养护时间应保持到施加预应力之后。3.3模板设计和台座侧模:按梁结构设计，在满足几何尺寸的前提下，尽量减少直角连接和应力集中点；模板表面打磨光滑，减少摩擦。制梁台座:制梁台座表面应尽可能光滑，摩擦小。制梁台座表面可铺设光滑材料，如水磨石、钢板、胶合板等。结论在工程实践中，裂缝在混凝土桥梁中非常普遍。对于容易产生裂缝的部位，通过施工过程的严格控制，尽可能避免或减少裂缝，减小裂缝的长度和宽度。通过对裂缝的妥善处理，裂缝不会对结构造成危害，保证结构的正常使用。总之，只要采取适当的预防措施，许多裂缝是可以克服和控制的。希望本文的讨论能帮助桥梁工程技术人员进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，制定相应的质量预防措施，尽量避免工程中出现有害裂缝。
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