摘要：混凝土橋梁開裂是工程中比較常見的病害，文章分析了混凝土橋梁裂縫形成的原因，提出預防橋梁混凝土裂縫的措施。

　　關鍵詞：橋梁,混凝土,耐久性,裂縫

　　混凝土結構以其整體性好、耐久性好、可塑性強、維修費用少等優點廣泛使用。一些發達國家的混凝土橋使用了三四十年后，紛紛進入老化期。人們始料不及的是混凝土材料在不利的環境、運用條件下，出現了一系列影響結構耐久性的物理、化學現象，如結構混凝土的碳化、保護層剝落、裂縫的 發展 、鋼筋銹蝕、滲透凍融破壞、混凝土集料的化學腐蝕等等。混凝土結構的耐久性問題已成為結構工程師們不容忽視的一個問題。

　　1、裂縫對混凝土橋梁耐久性的危害

　　人們普遍認為，影響混凝土橋梁耐久性的一些主要原因，按主次順序，依次為：鋼筋的腐蝕、循環性冷凍與融化環境、堿硅反應和硫酸鹽侵襲。上述每一項的膨脹開裂的機制中都牽扯到了水。不僅如此，水還是侵蝕性離子進入混凝土內部的主要載體。裂縫及其寬度對混凝土橋梁耐久起著直掛重要的作用，裂縫寬度大, 結構耐久性失效的可能性也大。裂縫寬度達某一值時, 結構的耐久性不能滿足要求。同時，鋼筋并不能消除或削減混凝土的收縮裂縫，它只是把一些大的裂縫變成細紋和微裂。然而，恰恰是那些肉眼看不見也無法測量的細紋和微裂才構成潛在通道，最終為離子從混凝土表面運動到鋼筋建立了必要的通道，從而加速了混凝土橋梁的耐久性損失。

　　無論對預應力混凝土結構或鋼筋混凝土結構來說，裂縫及其寬度對力筋腐蝕都有影響，且寬度不同其影響程度也不同。首先，裂縫加快了腐蝕的發生。在早期，裂縫寬度對力筋腐蝕影響較大，因為力筋去鈍化的時間取決于裂縫的寬度，然而腐蝕一旦開始，其影響程度大大降低。這時，腐蝕速度取決于未開裂處混凝土保護層的質量和滲透性，混凝土保護層的質量越好，滲透性越小，氧氣及水分的供給量也越少，腐蝕速度越慢，隨著碳化進程的深入，毛細孔將逐漸被堵塞，使混凝土滲透性逐步降低，腐蝕速度也隨之下降。

　　2裂縫產生的原因

　　2.1 0.1～1 mm的裂縫主要起因于包括霜凍作用、濕度梯度在內的溫度梯度，結構超荷載，以及一些化學因素，如鋼筋腐蝕、堿骨料反應等。早期裂縫一般是由于冷卻或干燥引發的收縮應變造成的。當剛剛硬化的混凝土裸露在周圍溫度濕度中，它不僅會產生熱收縮應變還有干燥收縮應變。哪種收縮應變會占主導地位，取決于環境溫度和濕度，該混凝土構件的大小，混凝土自身溫度，混凝土配料的性能以及混凝土的配比。

　　硬化混凝土在約束狀態下收縮應變會產生彈性拉應力。這種彈性拉應力的第一個近似值可以被認為是彈性模量和應變的結果。當引起的拉應力超過抗拉強度，材料會出現裂縫。可是由于材料共有的粘彈性性能(徐變)，有些應力就釋放出來。只有殘余應力(應力經過徐變有所釋放之后)決定是否會發生裂縫。

　　2.2 導致混凝土裂縫行為的主要因素有：干燥收縮、徐變、彈性模量，以及抗拉強度。很明顯，隨著水泥比例的增加，混凝土的伸長率(抗裂性)就要降低，因為干燥收縮都提高了。與此同時，強度的增加有可能增加彈性模量，降低徐變系數，從而對混凝土的伸長率產生負面影響，這也是早強混凝土一般比中度或低強度混凝土更易于裂縫。當然，早強混凝土的結構裂縫是可以通過使用足量的鋼筋而得以控制，但是如上文所述，這種作法無助于混凝土耐久性問題。

　　3裂縫的控制與預防

　　3.1混凝土原材料的選用

　　1)采用低水化熱的水泥。由于礦物成分及摻加混合材料數量不同，水泥的水化熱差異較大。鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的，水化熱較高;混合材料摻量多的水泥水

　　化熱較低。為減小水泥水化熱，降低混凝土絕熱溫升和混凝土內部溫度，從而減小內外溫差，應選用低水化熱的水泥產品。

　　2)摻粉煤灰。可以用適量粉煤灰取代一部分水泥以削減水化熱產生的高溫峰值。混凝土中摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗滲性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強度，抑制堿集料反應，減少新拌混凝土的泌水等。

　　3)骨料的選用。應優先選用熱膨脹系數小、含泥量低的骨料，并強調骨料的連續級配，條件許可時，應盡可能使用粒徑大的骨料。之所以這樣，因為一方面骨料本身的強度就遠大于水泥膠體，另一方面，采用連續級配的骨料，可以提高骨料在混凝土中的所占體積，能大幅度降低水泥用量，從而間接地降低水化熱。

　　3.2施工措施

　　1)澆筑方案。在混凝土施工過程中，為了有效降低混凝土的內外溫差，常采用分塊澆筑。分塊澆筑又可分為分層澆筑法和分段跳倉澆筑法兩種。分層澆筑法目前有全面分層法、分段分層法、斜面分層法3種澆注方案。

　　在時間允許的條件下，可將混凝土結構采用分層多次澆注，施工層之間按施工縫處理，即薄層澆筑技術，它可以使混凝土內部的水化熱得以充分地散發，應該注意的是分層澆筑的間歇時間。目前水工混凝土中遵循的原則是薄層短間歇，對施工縫的處理要求十分嚴格;而在橋梁混凝土施工中，由于體積相對較小，多采用一次性整體澆筑和全面分層多次澆筑。

　　2)振搗工藝。采用二次振搗技術，即是澆灌后的混凝土，在振動界限以前，給予二次振搗，改善混凝土強度，提高抗裂性，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現的裂縫，以減小內部微裂，增加混凝土密實度，從而可使混凝土抗壓強度提高10-20%左右。

　　3.3混凝土養護

　　剛澆筑的混凝土、強度低、抵抗變形能力小，如遇到不利的溫濕度條件，其表面容易發生有害的冷縮和干縮裂縫。保溫的目的是減小混凝土表面與內部溫差及表面混凝土溫度梯度，防止表面裂縫的發生。

　　混凝土表面壓平后，先在混凝土表面灑水，再覆蓋一層塑料薄膜，然后在塑料薄膜上覆蓋保溫材料進行養護，保溫材料夜間要覆蓋嚴密，防止混凝土暴露，中午氣溫較高時可以揭開保溫材料適當散熱。底層塑料布下預設補水軟管，補水軟管間距6-8m,沿管長度方向每100mm開5mm水孔，根據底板表面濕潤情況向管內注水，養護過程設專人負責。

　　參考文獻：

　　[1]黃潔，李周波，張松.混凝土結構的耐久性措施[J].腐蝕與防護，2005

　　[2]黃軍生.鋼筋混凝土橋梁裂縫成因綜述，世界橋梁，2002.