公路工程施工中混凝土裂缝成因与解决方法

曹芬

武汉江夏路桥工程总公司

摘要：混凝土路面是当前公路工程建设常用路面类型，但由于混凝土自身材料性质和施工、环境等一系列因素的影响，使混凝土路面容易产生裂缝，影响路面正常使用。因此需要在明确裂缝产生原因的基础上，探究有效的预防和处理措施。

关键词：混凝土;裂缝成因;解决方法

引言

混凝土具有施工方便、耐久性强的优点，但由于施工环境、材料配合比等影响，导致施工时易出现裂缝，影响施工质量，缩短使用寿命。因此，施工人员应对混凝土裂缝问题提起重视，明确混凝土裂缝产生原因，在此基础之上引入科学有效的防治技术，可以控制混凝土裂缝产生的不利影响，提升建筑质量，延长建筑寿命，从而保护人民的生命财产安全。

1混凝土裂缝的分类

(1)温度裂缝,温度裂缝具有不规则特点，裂缝情况跟现实需求相符，有较宽的裂缝，也有窄的裂缝。在施工环境和施工温度不断变化的情况下，混凝土无法达到固化标准，从而出现裂缝。(2)收缩裂缝,收缩裂缝出现的主要原因是在混凝土应用过程中出现硬化与碳化等问题，混凝土塑性受到影响，从而出现多种形态的收缩裂缝。(3)沉陷裂缝,沉陷裂缝直接影响工程内部结构，由于施工建筑重量较大，会发生不同程度的沉降。沉降裂缝的裂缝宽度和压力有着直接关系。(4)结构裂缝,结构裂缝是由于内部结构变化造成的问题，混凝土横截面积发生变化，自身的集中用力无法得到保障，因此产生严重的结构裂缝问题。

2裂缝成因与影响因素

2.1塑性收缩裂缝

混凝土面板达到硬化前基本无强度，即便有抵抗塑性变形的能力，也不会超过1.0MPa。若面板浇筑后未能及时覆盖，会使表面水分快速蒸发，使内部水分以泌水或扩散形式迁移至表面。若基层结构的吸水率很高，在施工中没有充分润湿，则基层结构会吸收混凝土中的水分。以上两种作用的结果是使面板沿垂直方向产生湿度梯度，进而引起开裂，由此原因造成的裂缝就是塑性收缩裂缝。在混凝土路面中，该裂缝通常相互平行，长度从几厘米到几十厘米不等，深度在1~5cm范围内。该裂缝无法自行闭合，对路面承载力有很大影响，还会为化学介质的侵入提供通道，最终导致路面正常使用时产生开裂。塑性收缩现象主要会受到以下因素的影响：①水泥用量过大或砂石集料的含泥量过大会使塑性收缩现象明显加剧；②当混凝土坍落度相对较大时，更容易产生此裂缝；③延缓混凝土自身凝结时间会使该裂缝的产生概率增加；④当温度较高时，会使水分蒸发速度加快，导致塑性收缩程度变大；当温度较低时，混凝土硬化速度变慢，产生塑性收缩开裂；⑤空气湿度与风速也会影响塑性收缩，比如在气温较高的季节浇筑形成的路面更容易产生此种裂缝。

2.2温度因素

随着温度因子的逐步改变，混凝土在温度作用下更易发生裂缝。水泥化热、浇筑温度、结构散热等对混凝土温度的影响是显著的。此外，在浇筑过程中，其内部温度与外部温度直接相关。混凝土的内部温度随室温的增加而增加。当二者之一的温度发生较大变化时，会造成较大的温差，产生温度应力，从而引起混凝土裂缝。由于外部温度的存在，会使混凝土产生裂缝，加快混凝土的干燥收缩。所以，温度是一个很重要的影响因素。

2.3塑性沉降裂缝

混凝土处于塑性阶段时，内部钢筋两侧混凝土因自重下降，但钢筋上部混凝土因有钢筋的支撑会与分布在其他位置的混凝土发生相对位移，导致面板开裂，这一裂缝即为塑性沉降裂缝。该裂缝通常处在钢筋的正上方，深度一般为从面板的表面延伸至钢筋所在位置。为避免混凝土干燥产生收缩裂缝，并提高路面结构承载力，可采用连续配筋结构。对于配筋路面，在浇筑完成后不久就会出现沉降裂缝。当采用滑模法施工时，对路面与路缘石一同浇筑，因两者存在一定高度差，而且交接部位自重不同，也容易产生沉降裂缝。塑性沉降裂缝主要受到以下因素的影响：混凝土拌和时的用水量；混凝土坍落度与凝结时间。其中，当混凝土拌和用水量较大时，产生该裂缝的可能性较大；当混凝土的坍落度较大时，产生该裂缝的可能性也较大；而如果延长混凝土的凝结时间，则会使该裂缝危害明显增加。在浇筑施工中做好振捣能有效减少或避免该类型裂缝的产生。

2.4荷载引起的裂缝

在工程中，由于受力问题，混凝土结构容易出现裂缝。在设计时，施工人员在混凝土结构计算中，往往会出现不精确或疏忽的情况，造成实际受力与设计强度相差较大，导致混凝土结构出现荷载裂缝。另外，在混凝土结构中，当配筋计算不当或安全性能未达到要求时，将会对混凝土结构的荷载产生不利影响，从而增加了裂缝发生概率。

3裂缝预防与解决方法

3.1原材料选择

选择适当的原材料能有效预防裂缝的产生，在实际的选择过程中要注意下列几点。（1）当气温较高时，优先选择水化热较低的水泥，如普硅水泥、粉煤灰水泥与矿渣水泥。（2）水泥熟料中C3A与C3S两种成分的含量应较低，其他成分可适当增加。（3）水泥强度等级以32.5与42.5为宜，当矿物掺合料实际掺量相对较大时，可使用52.5水泥。（4）在条件允许的情况下可增加粉煤灰的掺量，并减少水泥用量，但要注意，所有粉煤灰的比表面积应控制在450m2/kg以内，否则会使干缩与自收缩加重。（5）在选定水泥与掺合料类型后，需通过试验确定适宜的外加剂种类，确保水泥、掺合料与外加剂之间的组合达到最优，起到应有的减小水胶比的作用，避免裂缝产生。（6）优先选用既可以起到减水作用，又能提高混凝土抗折强度的外加剂，以此在减少水泥用量的同时，提高混凝土自身抗裂性。（7）粗集料应有连续级配，并在必要的情况下做好筛分试验，按照最紧密堆积理论确定其最佳搭配比例。（8）细集料一般使用中砂，要求含泥量不能超过1%。（9）在气温较低时施工时，可以在混凝土中掺入适量早强剂，以加快凝结速度，促进强度的不断形成和发展。而在天气炎热时，可通过掺加缓凝剂来减缓混凝土的自收缩。（10）在混凝土中掺加适量的纤维材料能有效改善其性能，防止裂缝的产生，常用的纤维材料包括钢纤维和聚丙烯纤维。

3.2温度裂缝的防治

在混凝土裂缝防治技术中，温度控制是关键环节。在施工中，应尽可能选择低热量的水泥，例如：粉煤灰水泥、矿渣水泥，并按实际应用的需要，对水泥的用量进行有效计算。水泥砂浆的水灰比对混凝土的力学性能也有很大的影响。基于施工需要，对混凝土的水灰比进行有效的控制，水泥比不宜超过0.6。同时，在混合过程中要注意选用适当的集料，以提高减水剂用量，减少出现水化热的可能性，使搅拌工艺符合要求。搅拌工艺可以有效地降低混凝土的浇筑温度，并在混凝土中应用缓凝剂。在温度较高的情况下，浇筑温度必须采用遮阳板来实现，以确保浇筑质量。为了保证混凝土材料的高效散热，针对大面积混凝土，可以进行分段分层浇筑。

结束语

综上所述，开裂是所有混凝土路面难以避免的问题，只有了解裂缝产生原因和影响因素，才能有针对性地制定预防和处理方案。为实现有效预防，除了要从原材料选择和控制入手，还应加强配合比设计、施工与养护，对于已经存在的裂缝，根据其严重程度采取适宜的方法及时处理。

参考文献

[1]蒋友强,喻勇.公路工程施工中混凝土裂缝成因与解决措施分析[J].运输经理世界,2020

[2]胡玉学.浅谈公路工程施工中混凝土裂缝的控制[J].中国标准化,2019

[3]陈静,刘飞飞.公路工程施工过程中混凝土路面裂缝的成因及质量控制方法浅析[J].四川水泥,2019

[4]贾凯雯.公路工程施工中混凝土裂缝的控制探讨[J].科技创新导报,2019

[5]齐从军.公路工程施工中混凝土裂缝成因与解决措施探讨[J].人民交通,2019