摘要：裂缝是混凝土常见通病之一，其产生的原因比较复杂，主要原因包括混凝土结构在混凝土内部应力和外部荷载作用以及温差、干缩等因素作用下形成的。高性能混凝土产生裂缝就会在一定程度上影响结构的耐久性能，严重则影响结构的安全使用，因此在施工中应尽量控制。结合多年来从事的市政桥梁工程实践，对桥梁高性能混凝土裂缝的出现及产生的原因进行分析，并提出控制措施。
关键词：高性能混凝土；裂缝；原因分析；控制措施
一、高性能混凝土裂缝种类
高性能混凝土常见的裂缝类型有温度裂缝、工程结构裂缝和收缩裂缝。温度裂缝主要有两种表现形式，内部裂缝和表面裂缝。温度裂缝主要原因和热膨胀、混凝土的温度、以及降温速度有关，防止高性能混凝土裂缝的措施是降低温升、使用热膨胀系数低的加入剂、提高混凝土的抗拉强度。高性混凝土的结构裂缝根据裂缝的宽度不同可分为“宏观裂缝”和“微观裂缝”。裂缝宽度的界线为0.05mm，在工程中常见的结构裂缝有粘着裂缝、水泥石裂缝、集料裂缝。性能混凝土的收缩裂缝与建筑工程中混凝土相邻部分材料的牵引力有关，邻材料会不同程度约束混凝土，混凝土在收缩时受邻材料的影响，就会产生一定的拉力，当拉力超过混凝土自己的抗拉强度时，混凝土就会出现裂缝。此外，混凝土内集料也会是混凝土产生裂缝。
二、裂缝原因分析
混凝土裂缝的成因复杂多样：有变形引起的裂缝，如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：
2.1施工不当造成的裂缝。如模板支撑刚度不足或拆模过早、混凝土浇筑完后未及时采取二次抹面等，均可能引起混凝土开裂；混凝土养护不当，浇筑振捣过程中振捣时间过长，特别是早期养护不及时也能产生裂缝。
2.2施工材料质量引起的裂缝。①配置混凝土使用的主要材料水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂，由于其中某种材料质量不合格，比如砂含泥量过高、骨料碎石级配不理想等，均可能导致结构出现裂缝；②钢筋锈蚀引起裂缝。
2.3温度变化引起的裂缝。桥梁混凝土结构因温度原因引起的开裂，从根本上说是由于混凝土结构与结构之间、结构与基础之间或结构的不同部位之间的相互约束，混凝土中水泥水化热升温引起结构的温度变形受到约束而产生温度应力，当此温度应力超过混凝土的抗裂能力（抗拉强度及极限拉伸值）时便产生了开裂。
2.4干缩湿胀裂缝。高性能混凝土周围环境的温度变化，会产生干缩湿胀缝这种变形是由于混凝土中水分的变化所致，混凝土中的水分为凝胶粒子表面的吸附水、自由水、毛细管水等三种，当毛细管水和粒子表面的吸附水发生变化时，混凝土就会产生干湿变形，由此产生附加应力，当这种应力超过混凝土的抗拉强度时就会产生裂缝。
2.5塑性裂缝。塑性裂缝俗称龟裂，即混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生裂缝。
2.6基础变形引起的裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当出现地质勘察和试验数据不准确、地基地质和结构荷载差异太大、相邻结构基础类型差别大、基础置于滑坡体或溶洞或活动断层等不良地质、施工前对现浇梁板支架压实不足或支架刚度不足发生支架不均匀下沉时，均可能造成基础不均匀沉降和位移。而基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。
三、控制措施
3.1高强混凝土必须是高性能混凝土，而高性能混凝土不一定非要强度高，如水工结构物，对强度要求并不高（C30左右），但对耐久性要求却很高，对此，我们将进行控制，首先我们要对原材料和施工的工艺进行控制，要选用水化热比较低的水凝，尽量满足混凝土的强度，其次，尽量减少单方混凝土的水泥用量，减少水的用量，尽量控制混凝土自身的收缩性，施工中尽量避免粗骨料下沉造成混凝土内部结构的改变，从而避免桥梁中部出现裂缝，同时在进行施工时还要掌握气候变化，特别在气温高，湿度低或风大的情况下需要采取覆盖措施减少水分蒸发，考虑徐变影响后求得大体积混凝土综合温度应力。最后，运用Matlab编写了温度场和应力求解程序。在上述理论指导下，针对现代高性能混凝土配制过程中掺入掺合料及各种外加剂的特点，通过水化热试验，系统地研究了单掺和复掺粉煤灰和放热特征，详细单掺和复掺粉煤灰、膨胀剂和减水剂对水泥水化温升、水化放热曲线和水化放热速率的影响，通过多方面的考虑尽可能的减少桥梁出现裂缝。
3.2在建筑中一旦出现裂缝应当需要处理裂缝数量较多时，先要在裂缝位置上贴医用白胶布，再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝，使裂缝封闭，大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严，固化后周边可能有裂口，必须反复用浆补上，以避免注浆漏浆，其产生原因既有必然性也有偶然性，必然性是指其本身的一些特性，偶然性是指人为因素造成的一些特性，要针对不同的原因采取不同的措施，对症下药，在施工过程中，从原材料的选用到施工工艺技术的改进，层层把关就会避免混凝土结构产生裂缝，保证高性能混凝土结构的安全，一般来说，要求混凝土的收缩变形、徐变变形小，弹性模量高，温度膨胀系数尽量与钢筋一致，施工时，首先用钢丝刷子将混凝土表面打毛，清除表面附着物，用水冲洗干净后充分干燥，然后用树脂充填混凝土表面的气孔，再用修补材料涂覆表面，因此，混凝土工艺要根据工程所处的环境条件，使用耐久要达到100年以上来配制，用这种混凝土减少桥梁的裂缝。
四、裂缝修补方法
混凝土结构的裂缝依其形成可分为静止裂缝、活动裂缝、尚在发展的裂缝等三种，针对不同的裂缝种类，确定其修补材料、修补方法和时间。
4.1表面封闭法。该法适用于裂缝宽度ω≤0.2mm，利用混凝上表层微细独立裂缝或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的修补胶液，封闭裂缝通道。
4.2注射法。该法适用于裂缝宽度0.1mm≤ω≤1.5mm，以一定的压力将低粘度、高强度的裂缝修补胶液注入裂缝腔内。
4.3压力注浆法。该法适用于结构贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而婉蜒的裂缝，以较高压力将修补裂缝用的注浆料压入裂缝腔内。
4.4填充密封法。该法适用于处理裂缝宽度ω＞0.5mm，在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出槽深和槽宽分别不小于20mm和15mm的U型沟槽，然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填，并粘贴纤维复合材以封闭其表面。填充完毕后，其表面应做防护层。
结束语
随着时代的不断进步，桥梁建筑的不断施工，越来越多的混凝土裂缝出现，人们不断地追求者高质量的东西，从而用高性能的混凝土来代替混凝土本身的价值，因此为了能配制出优良的高性能混凝土，必需热练掌握这三大技术关键，而高性能的混凝土也将成为建筑桥梁的最好工具和前景，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。
参考文献
[1]梁晗宇.桥梁高性能混凝土裂纹预防及施工控制[J].工程技术:全文版,2016(11):00141-00141.
[2]赵学思.桥梁高性能混凝土裂缝处理原因及预防措施[J].中国科技财富,2011(4):91-91.
[3]余良汛,潘欣,彭兰,等.桥梁高性能混凝土裂纹预防及施工控制[C]湖北省公路学会二OO九年学术年会论文集.2010.
[4]范建军,胡凯丽.桥梁高性能混凝土裂缝原因及预防措施[J].科学之友,2010(3):52-53.
论文作者:王向民
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/15
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 结构论文; 桥梁论文; 温度论文; 应力论文; 高性能混凝土论文; 《建筑学研究前沿》2018年第2期论文;