混凝土施工裂缝控制管理论文

摘要:分析了大体积混凝土产生裂缝的原因,指出了控制大体积混凝土裂缝的主要措施和裂缝的处理方法,为工程设计、施工提供参考。关键词:大体积混凝土;裂缝;处理方法文献标识码:A混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。以下是小编精心整理的《混凝土施工裂缝控制管理论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

混凝土施工裂缝控制管理论文 篇1：

浅谈大体积混凝土施工温度裂缝的质量管理与控制

【摘要】随着建筑工程施工技术的飞速发展，大体积混凝土施工应用越来越广泛。本文就大体积混凝土施工温度裂缝问题浅谈一下施工过程中质量管理与控制。

关键字：大体积混凝土；温度裂缝；质量控制

引言

导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要原因为：水泥在水化过程中所释放的水化热产生的温度变化以及混凝土自身的收缩作用，产生的很大的收缩应力或者温度应力。而这些裂缝将会给工程带来不同程度的破坏，甚者造成巨大的经济损失。本文从水泥品种及用量选择、骨料的选择以及混凝土出机温度控制等几个方面入手进行探讨。

一、水泥品种的选择及用量控制

针对以往施工过程中做遇到的问题进行综合分析，不难得出这样的结论：导致大体积混凝土裂缝的原因主要是由混凝土的导热性能较差，以至于水泥水化热所产生的温度不能及时散去，使得混凝土出现早期温度上升、后期温度下降的现象。因此，针对水泥水化热，制定降低混凝土内外温差，对减少温度应力会产生积极地作用。

首先，由于水化热是导致混凝土温度上升的主要原因，所以应选用水化热低的水泥品种，目前通常采用的有掺加粉煤灰的普通硅酸盐水泥、强度等级为42.5MPa的矿渣硅酸盐水泥；其次是针对水泥用量进行设计与控制。一般来讲大体积混凝土作为一个整体结构，并不需要很高的强度，为又有利于保证混凝土的使用强度以及耐久性，降低大体积混凝土内外部由于水化热所引起的温度应力，一般情况下大体积混凝土外部水泥用量相对内部较高，具体用量遵照设计标准而定；第三，选用适度的水泥细度，事实证明，水泥细度影响水泥水化热的释放速率，值得注意的是，在提高水泥细度的同时还要保证足够的强度，否则强度下降过多会导致混凝土的放热量增加；第四，充分地利用混凝土的后期强度，一方面在满足混凝土强度和耐久性的前提下，尽量减少水泥用量。另一方面，可以根据具体的实际情况，针对结构的强度以及刚度进行校验，在取得相关部门的认可时，采用相应的混凝土设计强度；第五，掺加外加料，在大体积混凝土施工过程中，一般采用泵送的形式，实践证明，在施工过程中保证混凝土及配的前提下，掺加适量的外加料，以此来改善混凝土的特性，是一項重要的技术措施。常用的外加料有外加剂（如引气减水剂、缓凝剂等）、外掺料（如粉煤灰、火山灰质混合料）。

二、骨料的选择

由于大体积混凝土所需要的强度并不是很高，大约为85%的质量主要由砂石料构成。因此，一般遵循就地取材的原则正确、合理的选用砂石料对提高混凝土质量、降低水泥用量、降低水化热以及减少工程的成本有着重要的作用。

首先，针对粗骨料的选择，一般以自然的、连续级配的粗骨料为主，以便较少混凝土配置过程中的用水量、提高混凝土的和易性和强度。在选择粗骨料的粒径时，应根据施工条件。尽量的选择粒径较大以及级配较好的石子。相关实验证明：当选用粒径为5-40mm的石子比2-20mm的石子，每立方米可以减少水泥用量15kg，而且当水灰比一定时，混凝土的温度可以降低2℃，水泥用量可以节约高达20kg。但是，在实际的施工过程中，骨料粒径不可无限制的增大，这是由于骨料粒径越大，越容易引起混凝土的离析，进而影响混凝土的质量，此时只有经过试验并结合具体的施工条件与施工工艺来进行优化设计确定一个最佳的粒径，一般认为粗骨料粒径不应超过钢筋净间距的2/3，素混凝土板厚的1/2，构建断面最小尺寸的1/4。大体积混凝土用粗骨料技术质量控制标准如下表所示：

其次，细骨料的选择，大体积混凝土的细料应满足国家相应标准的规定，一般宜采用中、粗砂，瓷都模数为2.6-2.9范围内。由于在现阶段混凝土施工一般都以管道的形式进行输送，管道形式多样，这样就会导致骨料间的位置发生变化，此时如果混凝土中的砂浆量不足就会导致堵塞现象，所以混凝土配合比设计时，可以适当的提高砂率。大体积混凝土用细骨料技术质量要求标准如下表所示。

第三，骨料的质量要求。骨料的质量直接的关系到混凝土的质量，比如骨料中含泥量过大，对混凝土的强度、徐变或者抗冻性杜都会造成一定的影响，尤其是对混凝土收缩性的影响，增加混凝土的收缩，导致混凝土的抗拉性能降低，因此，应重点对骨料的进行控制。

三、控制混凝土出机温度和浇筑温度

控制混凝土出机温度和浇筑温度对降低混凝土的总温升，减小内外温差。首先，影响混凝土的出机温度的主要因素有石子的温度、砂的温度以及水泥的温度，针对上述因素最有效的办法就是降低砂、石的温度，如搭设简易的遮阳装置，或者在拌合的过程中使用冷却水或者冰屑；其次，控制混凝土的浇注温度，一般来讲，温度越低对降低混凝土内外温差就越有利，在实际的工程施工过程中，浇注温度规定一般不超过35℃为宜，也就是说应该选择合理的浇筑时间，制定科学的浇筑方案，并进一步的加强混凝土养护；第三，延缓混凝土的降温速率，此控制措施主要是为了防止表面裂缝，也就是说在施工的过程中尽量的减少混凝土的暴露面以及暴露时间，尤其是冬天浇筑混凝土时应避免直接接触寒冷空气，从而减少好残生裂缝的可能性。在大体积混凝土浇筑后，应加强表面的保温、保湿养护，以适当的才来哦加以覆盖，以减少升温阶段的内外温差，以防止表面产生裂缝，促进水泥顺利水化，防止产生过大的温度应力，提高混凝土的抗拉伸强度。

结语：

造成混凝土温度李峰的原因有很多，在施工过程中我们要从各方面入手，做到事前控制。在未来工程技术发展过程中，针对大体积混凝土，应对温度应力做进一步的认识，防止温度变形裂缝以任何形式的开展，将继续是大体积混凝土施工中研究的重要课题。

参考文献

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[2] 孙华.论建筑工程施工质量的全过程有效管理[J].城市建设与商业网点，2009，（24）：52-53.

[3] 金中伟.提高建筑工程施工质量的有益探索[J].黑龙江科技信息，2012，（17）：25-26.

[4]李继业，刘福生等.新型混凝土实用技术手册[M].化学工业出版社.2005：375-390.

作者：蔡学宾

混凝土施工裂缝控制管理论文 篇2：

大体积混凝土裂缝成因及处理方法

摘 要:分析了大体积混凝土产生裂缝的原因,指出了控制大体积混凝土裂缝的主要措施和裂缝的处理方法,为工程设计、施工提供参考。

关键词:大体积混凝土;裂缝;处理方法

文献标识码:A

混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料。由于混凝土施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝,当混凝土受到荷载、温差等作用之后,微孔隙、气穴和微裂缝就会不断扩展和连通,最终形成肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝。混凝土建筑和构件通常都是带缝工作的,裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀,降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,影响建筑物的外观、使用寿命,严重者将会威胁到人们的生命和财产安全。在我国建筑业的快速发展的今天,各类建筑对大体积混凝土的需求也越来越多,分析大体积混凝土裂缝的成因及找到解决裂缝控制的方法是非常必要的。

1 大体积混凝土产生裂缝的成因

1.1 水泥水化热

水泥在水化过程中要释放出一定的热量,而大体积混凝土结构断面较厚,表面系数相对较小,所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去,以至于越积越高,使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热,与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关,并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热,实际上内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3-5天。

1.2 外界气温变化大

大体积混凝土在施工阶段,它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降,会大大增加内外层混凝土温差,这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的,温差愈大,温度应力也愈大。同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃或者更高,并且有较长的延续时间。因此,应采取温度控制措施,防止混凝土内外温差引起的温度应力。

1.3 表面水分蒸发快

混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的,而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后,再处于水饱和状态,还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化,这对混凝土是很不利的。当混凝土表面的湿度不能及时、适量得到供给时,就容易产生干缩裂缝。影响混凝土收缩,主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等。

1.4 其他因素的影响

建筑物基础的不均匀沉降也会产生裂缝,这种裂缝会随着基础的沉降而不断的增大,待地基下沉稳定后,将不会变化。混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝。一般是在混凝土配合比中,粗骨料级配不连续、数量不够,砂率及水灰比不当所造成的裂缝。水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。

2 控制大体积混凝土裂缝的主要措施

2.1 提高混凝土结构自身抗裂强度

2.1.1 配温度筋

对于厚度大于1m基础底板四周的侧边,由于混凝土四周的侧边只有锚固钢筋而无水平钢筋(或少量水平构造钢筋),如果侧向模板拆除时间设置不合理,混凝土的表面因干缩或温差原因而产生竖向裂缝。为防止竖向裂缝的产生,可在基础侧边四周密配小直径抗裂温度筋,来增加结构表面的自身抗裂强度,以达到表面抗裂的目的。对于地下室的混凝土外墙,如果水平筋配置不合理,也会在外墙表面产生竖向裂缝,对结构本身的安全性和防水性能带来不利影响。经实践证明,当地下室外墙的水平筋配置在竖向筋的外侧时,且水平筋的间距<100mm时,混凝土表面的竖向裂缝大为减少或几乎为零。

2.1.2 掺膨胀剂

在混凝土中掺入膨胀剂,使混凝土在硬化过程中产生体积膨胀,可以部分或全部补偿硬化过程中的冷缩和干缩,减免混凝土的开裂。现在商品膨胀剂有UEA膨胀剂,FH复合膨胀剂,PG硫铝酸盐型膨胀剂等。

2.2 减少混凝土自身热量释放

减少混凝土自身放热能力,使混凝土的内部升温减缓,是控制混凝土裂缝的重要途径。

2.2.1 选用低热水泥

理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥,并尽量降低混凝

土中的水泥用量,以降低混凝土的温升,提高混凝土硬化后的体积稳定性。

2.2.2 合理掺加外加剂和掺合料

掺加具有减水、缓凝、引气的泵送剂,可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性。由于其减水作用和分散作用,在降低用水量和提高强度的同时,还可以降低水化热,推迟放热高峰出现的时间,进而减少温度裂缝。

2.3 加强混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是混凝土内外温度差造成的。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

(1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝,内外温差一般控制在25°以内。

(2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

(3)确保混凝土浇筑的连续性,防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩;另一方面也使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的,混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余,但由于蒸发等原

因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化。表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响,因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。内部限制主要是内外温差过大造成的,解决的方法是加强保温养护,控制内外温差,降低温速率,保证湿度。目前大体积混凝土尤其是大底板施工基本都使用电脑测温技术,此技术是将电子测温仪(热敏传感器)按不同深度埋入混凝土中,利用现场数据采集器通过专用数据及电源传输线与办公室内的

数据适配器相连,再把数据适配器与电脑连接,使用大体积混凝土智能测温系统软件就可以适时获取混凝土浇筑以后不同深度的温差变化。为及时掌握混凝土内表温差及对混凝土在低温环境下的养护,提供准确的数据依据。混凝土养护通常采用覆盖法。覆盖法就是在混凝土浇筑完毕后,先用塑料薄膜进行覆盖,以保证混凝土表面水分不过分蒸发、失水过快;然后在塑料薄膜上覆盖保温材料(通常使用草袋),草袋覆盖厚度应通过理论计算,确保热量损失控制在有效范围内;然后根据电脑温测数据,通过人工方式对温降进行控制。在天气炎热的情况下浇筑,也可在混凝土中埋设循环水管,通过循环水对混凝土进行降温。一般循环水管采用!25镀锌钢管,按1.5m的间距设置, 在水循环过程中应控制水温, 避免混凝土内部局部温降过快使混凝土过早产生内部裂缝。

3 大体积混凝土裂缝的处理方法

裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度,还会引起钢筋的锈蚀,加速混凝土的碳化,降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况要区别对待,及时处理,以保证建筑物的安全使用。混凝土裂缝的修补措施主要有以下方法:表面修补法,灌浆、嵌缝封堵法,结构加固法,混凝土置换法,电化学防护法以及仿生自愈合法。

3. 1 表面修补法

表面修补法是一种简单、常见的修补方法,它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料,在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂,通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3. 2 灌浆、嵌缝封堵法

灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补,它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中,胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体,从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法,它通常是沿裂缝凿槽,在槽中嵌填塑性或刚性止水材料,以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等;常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

3. 3 结构加固法

当裂缝影响到混凝土结构的性能时,就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下方法:加大混凝土结构的截面积,在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

3. 4 混凝土置换法

混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法,此方法是先将损坏的混凝土剔除,然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

3. 5 电化学防护法

电化学防护法是利用施加电场在介质中的电化学作用,改变混凝土或钢筋混凝土所处的环境状态,钝化钢筋,以达到防腐的目的。阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法是电化学防护法中常用而有效的3 种方法。这种方法的优点是防护方法受环境因素的影响较小,适于钢筋、混凝土的长期防腐,既可用于已裂结构也可用于新建结构。3. 6 仿生自愈合法

仿生自愈合法是一种新的裂缝处理方法,它模仿生物组织对受创伤部位自动分泌某种物质,而使创伤部位得到愈合的机能,在混凝土的传统组分中加入某些特殊组分(如含黏结剂的液芯纤维或胶囊) ,在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统,当混凝土出现裂缝时分泌出部分液芯纤维,可使裂缝重新愈合 。

4 结语

对于混凝土裂缝, 应以预防为主, 为此需要精心设计、施工, 掌握住它的基本知识, 并根据实际采取有校措施, 会使施工质量得到很好的保证。以上各项技术措施并不是孤立的, 而是相互联系、相互制约的, 设计和施工中必须结合实际、全面考虑、合理采用, 才能起到良好的效果。实践证明, 在优化配合比设计, 改善施工工艺, 提高施工质量, 做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施, 坚持严谨的施工组织管理, 完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生。

参考文献

[1]张承志.商品混凝土[M].北京:化学工业出版社,2006.

[2]雍本.特种混凝土设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,1993.

[3]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑出版社,1997.

[4]李玉汕.浅谈超长建筑不设缝技术和施工措施[J].施工技术,2006,(7):89-90.

作者：姜一林

混凝土施工裂缝控制管理论文 篇3：

桥梁工程中混凝土裂缝的形成原因分析

【摘 要】简要分析了混凝土桥梁裂缝的成因，以期对混凝土桥梁的设计及施工提供有益参考和借鉴。

【关键词】桥梁裂缝；成因

Cause Analysis of Concrete Cracks in Bridge Engineering

Song Guo-zheng

（Pingdingshan City Highway Engineering Company Pingdingshan Henan 467000）

【

【Key words】Bridge；Cracks

實际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。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：

1. 荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。裂缝产生的原因有：

（1）设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够。结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等。

（2）施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等。

（3）使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等。

2. 次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：

（1）设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

（2）桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋。研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中。在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝。因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝。

（3）实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因。次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的。例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在40年前却比较困难。在设计上，应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢。

3. 荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点。

这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位。但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小。根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下：

（1） 中心受拉。裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向。采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝。

（2）中心受压。沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝。

（3）受弯。弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展。采用螺纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝。当结构配筋较少时，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏。

（4）大偏心受压。大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件。

（5）小偏心受压。小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件。

（6）受剪。当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝。

（7）受扭。构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开。

（8）受冲切。沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面。

（9）局部受压。在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝。

4. 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：

（1）年温差。一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度。考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减。

（2）日照。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。

（3）驟然降温。突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减。

（4）水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

（5）蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。

（6）预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂。采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂。试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%，抗压强度下降60%，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%；由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩。

5. 收缩引起的裂缝

5.1 在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩（干缩）是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。

（1）塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后4～5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，避免过长时间的搅拌，下料不宜太快，振捣要密实，竖向变截面处宜分层浇筑。

（2）缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件（超过3%），钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

（3）自生收缩。自生收缩是混凝土在硬化过程中，水泥与水发生水化反应，这种收缩与外界湿度无关，且可以是正的（即收缩，如普通硅酸盐水泥混凝土），也可以是负的（即膨胀，如矿渣水泥混凝土与粉煤灰水泥混凝土）。

（4）炭化收缩。大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50%左右才能发生，且随二氧化碳的浓度的增加而加快。炭化收缩一般不做计算。

5.2 混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。

研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要因素有：

（1）水泥品种、标号及用量。矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。例如，为了提高混凝土的强度，施工时经常采用强行增加水泥用量的做法，结果收缩应力明显加大。

（2）骨料品种。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。

（3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。

（4）外掺剂。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小。

（5）养护方法。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。

（6）外界环境。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。

（7）振捣方式及时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5～15s/次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。

5.3 对于温度和收缩引起的裂缝，增配构造钢筋可明显提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁结构（壁厚20～60cm）。构造上配筋宜优先采用小直径钢筋（φ8～φ14）、小间距布置（@10～@15cm），全截面构造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%～0.5%。

6. 地基础变形引起的裂缝

6.1 由于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。基础不均匀沉降的主要原因有：

（1）地质勘察精度不够、试验资料不准。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告不能充分反映实际地质情况。

（2）地基地质差异太大。建造在山区沟谷的桥梁，河沟处的地质与山坡处变化较大，河沟中甚至存在软弱地基，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降。

（3）结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。

（4）结构基础类型差别大。同一联桥梁中，混合使用不同基础如扩大基础和桩基础，或同时采用桩基础但桩径或桩长差别大时，或同时采用扩大基础但基底标高差异大时，也可能引起地基不均匀沉降。

（5）分期建造的基础。在原有桥梁基础附近新建桥梁时，如分期修建的高速公路左右半幅桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结，均可能对原有桥梁基础造成较大沉降。

（6）地基冻胀。在低于零度的条件下含水率较高的地基土因冰冻膨胀；一旦温度回升，冻土融化，地基下沉。因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降。

（7）桥梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时，可能造成不均匀沉降。

（8）桥梁建成以后，原有地基条件变化。大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大。在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉，同时对基础的上浮力减小，负摩阻力增加，基础受荷加大。有些桥梁基础埋置过浅，受洪水冲刷、淘挖，基础可能位移。地面荷载条件的变化，如桥梁附近因塌方、山体滑坡等原因堆置大量废方、砂石等，桥址范围土层可能受压缩再次变形。因此，使用期间原有地基条件变化均可能造成不均匀沉降。

6.2 对于拱桥等产生水平推力的结构物，对地质情况掌握不够、设计不合理和施工时破坏了原有地质条件是产生水平位移裂缝的主要原因。

7. 钢筋锈蚀引起的裂缝

（1）由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约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、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱，结构承载力下降，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

（2）要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度、采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。

8. 冻胀引起的裂缝

（1）大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-78度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%～50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

（2）温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸汽加热法养护以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化。

9. 施工材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。

9.1 水泥。

（1）水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中水化很慢，在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用，可破坏已硬化的水泥石，使混凝土抗拉强度下降。

（2）水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而导致混凝土开裂。

（3）当水泥含碱量较高（例如超过0.6%），同时又使用含有碱活性的骨料，可能导致碱骨料反应。

9.2 砂、石骨料。

砂石的粒径、级配、杂质含量。

砂石粒径太小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍。

9.3 拌和水及外加剂。

拌和水或外加剂中氯化物等杂質含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

10. 施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理、施工质量低劣，容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而异，比较典型常见的有：

（1）混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

（2）混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

（3）混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

（4）混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

（5）混凝土初期养护时急剧干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

（6）用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，使得混凝土体积上出现不规则裂缝。

（7）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。如混凝土分层浇筑时，后浇混凝土因停电、下雨等原因未能在前浇混凝土初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇混凝土接触面凿毛、清洗不好，新旧混凝土之间粘结力小，或后浇混凝土养护不到位，导致混凝土收缩而引起裂缝。

（8）混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

（9）施工时模板刚度不足，在浇筑混凝土时，由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。

（10）施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

（11）施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

（12）装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。

（13）安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋混凝土连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋混凝土墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。

（14）施工质量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。

11. 最后总结：

一座桥梁从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、運营管理等各个方面。由上述可知，设计疏漏、施工低劣、监理不力，均可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题，也是相当重要的一个环节。

作者：宋国正