混凝土桥梁中的裂纹检测及其处理
2014-06-10 来源：中国论文网
1 桥梁中混凝土裂纹的危害性
在混凝土桥梁中，如果裂纹宽度较小，对使用没有重大危害，但是当裂纹宽度较大时，则会出现很大危害。危害主要表现如下：
1.1 进一步加速混凝土碳化
一旦桥梁混凝土中出现了裂纹，当遇到潮湿的环境，裂纹中的二氧化碳与水泥中的氢氧化钙、硅酸三钙、硅酸二钙会在相互作用下转化为碳酸盐，进而中和水泥的碱性，使混凝土的碱度降低，最终导致钢筋的纯化膜破坏，引起锈蚀和桥梁结构的破坏。
1.2 冰冻的影响
混凝土裂纹当遇到冰冻灾害时，裂纹会加宽，直接影响了混凝土结构的使用寿命。
1.3 混凝土的结构强度和稳定性遭到破坏
混凝土裂纹对混凝土的结构强度和整体稳定性有重大影响。根据严重程度的区分，会影响桥梁结构的外观、正常使用和耐久性。
2 混凝土桥梁中裂纹的检测方法
2.1 长度检测
具体检测方法是在裂纹的首尾划线，并涂上油漆，等过段时间来检查，如果油漆上出现了明显的细裂纹，则说明裂纹长度有继续发展和增大的迹象，对这样的裂纹需要引起高度重视。
2.2 宽度检测
对混凝土的裂纹检测的宽度检测一般采用裂纹测宽仪，在安装的时候要非常细致小心，确保一千分表正垂直于裂缝布置，且要保证表脚的牢固。可以在中部画有V形槽的细条玻璃，用胶凝材料垂直于裂缝粘贴，保证槽日断而与裂缝相齐，由于槽门处玻璃断而较小，而且玻璃是小抗拉的脆性材料；只要裂缝有发展，玻璃就会断裂。检测裂缝宽度是否增大。
2.3 深度观测
测量其深度的方法是：在裂纹中注入0.1%的含水酒精配制的红色酚酞溶液，然后小心凿至不显红色为止，再测量其深度，做好记录。
通过这三种方法能够得出裂纹的三维数据，为综合评价裂纹性质提供数据。
3 混凝土产生裂纹的种类
3.1 荷载裂纹
荷载裂纹主要是指混凝土桥梁在静、动荷载和次应力共同作用下产生的。表现为直接裂纹和次应力裂纹两种类型。
3.2 由于温度变化产生的裂纹
由于混凝土本身有热胀冷缩的性质，当内外温度发生变化时，混凝土会产生变形，一旦这种变形遭到约束，在混凝土的结构内部会产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时就会产生温度裂纹。同时温度裂纹会随温度变化出现扩张或者合拢的现象。
3.3 收缩引起的裂纹
在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂纹是最常见的。其中塑性收缩和缩水收缩是混凝土体积变形的主要原因。通过研究分析，影响混凝土收缩裂纹的主要因素有：水泥品种、外掺剂、用量、水灰比、养护方法、骨料品种、外界环境等。
3.4 由地基变形产生的裂纹
地基变形产生的裂纹大部分是由于基础出现不均匀沉降，加之水平方向出现唯一，在结构中产生相应的应力，当应力超出结构的抗拉能力时，开裂就随之出现。
3.5 钢筋锈蚀引起的裂纹
为了防止钢筋锈蚀，设计时应采用足够的保护层厚度来控制裂纹宽度，同时施工时严格按照混凝土的水灰配比，做好混凝土的密实性工作，控制含氯盐的外加剂的使用量。在存在腐蚀性强的空气、地下水的地区尤其要注意这些因素。
3.6 冻胀引起的裂纹
当气温低于零度时，游离的水转变成冰，混凝土就容易出现冰冻，体积膨胀。当产生的膨胀应力和重分布引起渗透压，混凝土中膨胀力会进一步加大，此时混凝土强度会降低，裂纹就开始出现。因此，在冬季施工时，尤其要注意采取保温措施以防沿管道方向的冻胀裂纹产生。
3.7 施工工艺质量引起的裂纹
在混凝土结构构件制作、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、横向等各种裂纹，特别是细长薄壁结构更容易出现。
4 桥梁裂纹产生原因分析
4.1 桥梁工程施工的缺陷
由于桥梁工程在施工中施工质量低劣，施工工艺不合理、保护层严重不足，从梁体表面就可以看到杂物、空洞、泥土等原因的存在，桥梁就很容易产生各种方向和深度不一的裂纹，特别是细长薄壁结构更容易产生裂纹。同时裂纹出现的部位、走向、宽度会因原因不同而有所差异。常常我们很容易在新旧混凝土和施工缝之间发现裂纹。
4.2 碳化作用
碳化作用主要表现为在大气中的二氧化碳与混凝土中的可溶碱性氢氧化钙发生化学反应，形成了碳酸钙，由于碳酸钙不溶于水，因此使混凝土的碱性降低。当混凝土的碱性值降到10以下时，钝化能力就会消失。这时如果与暴露在大气或湿度较大的空气中钢筋发生接触，就会发生化学氧化反应。
4.3 氯离子的侵蚀
当钢筋周围的混凝土孔隙中的氯离子的浓度达到0.1时，氯离子渗入钝化膜与铁离子结合便会产生绿锈，造成电化学的腐蚀。当锈蚀进一步加大，保护层承受不住钢筋锈蚀产生的体积膨胀，就会产生巨大的压力，出现裂纹、脱落、露筋，混凝土保护层随之遭到破坏。
5 针对桥梁混凝土的裂纹的处理方法
5.1 控制好混凝土原材料质量，对水泥材料的选择和配比要慎重
在混凝土材料的选择上，要采用掺用纤维、缓凝型减水剂、低热高性能混凝土、中低热水泥。对于砂石材料需按照规范严格控制在允许的范围内，根据材料的特性充分考虑对混凝土结构强度、耐久性的不利影响。同时按照设计图纸以及指挥部批复的施工配合比进行备料，全部都检验合格才能投入施工。
5.2 在混凝土基面涂刷阻锈剂
遇到轻微侵蚀的钢筋混凝土结构，在桥梁基面涂刷阻锈剂，当阻锈剂渗透到混凝土中，方可对钢筋起到保护作用，阻止钢筋进一步锈蚀。对于那些侵蚀比较严重的钢筋混凝土结构，应先剔除表层松动的混凝土，检查锈蚀程度后再在钢筋上涂刷阻锈剂。同时在混凝土补强后，在结构表面需再喷涂阻锈剂，这样起到了双重保护的作用。
5.3 对继续发展的受力裂纹进行加固处理
一般出现明显张合现象的受力裂纹会有继续扩张的趋势，需用拉杆和包箍来进行加固。可以使用和桥台填土的拉杆加固已开裂的桥台侧墙。同时用钢轨或工字梁及拉杆组成的骨架加固桥台的前墙，通过拉杆上的紧箍螺套施力于安装在桥台前墙上的骨架上，达到加固的目的。对中间墩进行加固时可以用到钢轨箍，带紧箍螺套的圆钢拉杆或扁钢拉条。
5.4 采用灌桨法来处理
针对裂纹，采用灌浆法时要先将结构物的裂纹或孔隙封闭，仅留出一个进浆口和排气孔，把较低粘度的浆液通过压浆泵压入缝隙内，慢慢使其扩散、胶凝固化，最终达到恢复其强度和抗渗性的目的。用到的强度高效果好的浆液主要有：水泥浆、水玻璃、环氧糠酮、聚氨脂、丙凝和甲凝等。
6 结语
桥梁工程作为我国民生的百年工程，关系到人民的生命财产安全。遇到桥梁施工以及后期养护中出现的混凝土裂纹问题，应及时采取有效的控制措施，最大力度地控制裂纹的继续扩张，及时有效修复，确保民生安全。
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