摘要：裂縫是混凝土橋梁耐久性狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)。本文闡述了混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的危害，簡(jiǎn)要分析了裂縫產(chǎn)生的原因，并提出了預(yù)防裂縫出現(xiàn)的措施。

　　關(guān)鍵詞：耐久性；裂縫；水密性；強(qiáng)度；環(huán)境作用

　　目前，混凝土橋梁的耐久性問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注。如果配比、澆筑、搗實(shí)、養(yǎng)護(hù)等方面都恰到好處，混凝土基本不會(huì)透水，在大多數(shù)環(huán)境中都能具有很長(zhǎng)的壽命。因此，可以說(shuō)水密性對(duì)混凝土橋梁的耐久性起著至關(guān)重要的作用。然而，受環(huán)境的影響，混凝土?xí)�出現(xiàn)裂逢，使用過(guò)程中隨著滲透的出現(xiàn)，混凝土難免要經(jīng)歷初步的或更嚴(yán)重的質(zhì)變，因此，裂縫已經(jīng)成為影響混凝土耐久性的一個(gè)不可忽略的因素。

　　1、裂縫對(duì)混凝土橋梁耐久性的危害

　　人們普遍認(rèn)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(huán)性冷凍與融化環(huán)境、堿硅反應(yīng)和硫酸鹽侵襲。上述每一項(xiàng)的膨脹開(kāi)裂的機(jī)制中都牽扯到了水。不僅如此，水還是侵蝕性離子進(jìn)入混凝土內(nèi)部的主要載體。裂縫及其寬度對(duì)混凝土橋梁耐久起著直掛重要的作用，裂縫寬度大, 結(jié)構(gòu)耐久性失效的可能性也大。裂縫寬度達(dá)某一值時(shí), 結(jié)構(gòu)的耐久性不能滿足要求。同時(shí)，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(xì)紋和微裂。然而，恰恰是那些肉眼看不見(jiàn)也無(wú)法測(cè)量的細(xì)紋和微裂才構(gòu)成潛在通道，最終為離子從混凝土表面運(yùn)動(dòng)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(wú)論對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，裂縫及其寬度對(duì)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(fā)生。在早期，裂縫寬度對(duì)力筋腐蝕影響較大，因?yàn)榱�筋去鈍化的時(shí)間取決于裂縫的寬度，然而腐蝕一旦開(kāi)始，其影響程度大大降低。這時(shí)，腐蝕速度取決于未開(kāi)裂處混凝土保護(hù)層的質(zhì)量和滲透性，混凝土保護(hù)層的質(zhì)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(jìn)程的深入，毛細(xì)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。當(dāng)力筋腐蝕速度小到一定程度時(shí)，即在設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)不影響其各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)時(shí)，就稱之為處于鈍化狀態(tài)。實(shí)際上，腐蝕一直在進(jìn)行著，只不過(guò)有時(shí)腐蝕速率很小而已。

　　2、裂縫產(chǎn)生的原因

　　混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫，一般有七種成因：

　　1）構(gòu)造處理不當(dāng)造成的混凝土裂縫；

　　2）混凝土的干縮引起的裂縫；

　　3）由于堿－骨料反應(yīng)（AAR）引起的裂縫；

　　4）由于外界溫度變化引起的裂縫；

　　5）由于鋼筋銹蝕引起的裂縫；

　　6）由于荷載作用引起的裂縫；

　　7）太陽(yáng)輻射、混凝土老化、徐變及疲勞作用引起的裂縫。由于其成因不同, 對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性影響是不同的。

　　2.1 裂縫的成因

　　0.1～1 mm的裂縫主要起因于包括霜凍作用、濕度梯度在內(nèi)的溫度梯度，結(jié)構(gòu)超荷載，以及一些化學(xué)因素，如鋼筋腐蝕、堿骨料反應(yīng)等。早期裂縫一般是由于冷卻或干燥引發(fā)的收縮應(yīng)變?cè)斐傻摹．?dāng)剛剛硬化的混凝土裸露在周?chē)鷾囟葷穸戎校�它不僅會(huì)產(chǎn)生熱收縮應(yīng)變還有干燥收縮應(yīng)變。哪種收縮應(yīng)變會(huì)占主導(dǎo)地位，取決于環(huán)境溫度和濕度，該混凝土構(gòu)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(tài)下收縮應(yīng)變會(huì)產(chǎn)生彈性拉應(yīng)力。這種彈性拉應(yīng)力的第一個(gè)近似值可以被認(rèn)為是彈性模量和應(yīng)變的結(jié)果。當(dāng)引起的拉應(yīng)力超過(guò)抗拉強(qiáng)度，材料會(huì)出現(xiàn)裂縫。可是由于材料共有的粘彈性性能（徐變），有些應(yīng)力就釋放出來(lái)。只有殘余應(yīng)力（應(yīng)力經(jīng)過(guò)徐變有所釋放之后）決定是否會(huì)發(fā)生裂縫。

　　2.2 強(qiáng)度與裂縫的關(guān)系

　　導(dǎo)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(qiáng)度。很明顯，隨著水泥比例的增加，混凝土的伸長(zhǎng)率（抗裂性）就要降低，因?yàn)楦稍锸湛s都提高了。與此同時(shí)，強(qiáng)度的增加有可能增加彈性模量，降低徐變系數(shù)，從而對(duì)混凝土的伸長(zhǎng)率產(chǎn)生負(fù)面影響，這也是早強(qiáng)混凝土一般比中度或低強(qiáng)度混凝土更易于裂縫。當(dāng)然，早強(qiáng)混凝土的結(jié)構(gòu)裂縫是可以通過(guò)使用足量的鋼筋而得以控制，但是如上文所述，這種作法無(wú)助于混凝土耐久性問(wèn)題。

　　可見(jiàn)，并不是強(qiáng)度而是服務(wù)期限內(nèi)的混凝土良好狀態(tài)（無(wú)裂縫），在確保水密性和耐久性方面起著重要作用。

　　2.3 環(huán)境作用對(duì)裂縫的影響

　　環(huán)境作用對(duì)混凝土材料的腐蝕與損傷主要發(fā)生在混凝土表層，使混凝土截面或混凝土材料強(qiáng)度受到損失，影響結(jié)構(gòu)的適用性（外觀、裂縫、剝落等）和安全性。在鋼筋混凝土橋梁中，更重要的是因表層混凝土發(fā)生腐蝕或損傷而削弱了對(duì)鋼筋的保護(hù)能力，加速了鋼筋的銹蝕進(jìn)程，而影響混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。