摘要：公路和桥梁出现裂缝是极为常见的问题，不仅影响其美观、使用，还可能导致安全事故的发生。所以，加强对公路和桥梁混凝土裂缝的防治是十分必要的。本文简单分析了公路和桥梁混凝土施工温度和裂缝防治的方法，以供参考。
关键词：公路桥梁；混凝土；施工温度；裂缝防治
公路和桥梁的建设直接关系到我国交通运输业的发展，且随着公路和桥梁建设的增多，其施工范围也日益变广。作为施工的主体材料，混凝土含有的成分比较多，如水、水泥、沙子、石子等，由于其热胀冷缩的特点，使得混凝土在具体的施工过程中极易受温度的影响而出现裂缝的现象，从而影响混凝土的稳定性，损害公路和桥梁的工程质量、美观效果以及使用寿命。而公路和桥梁施工的温度控制不合理是造成混凝土裂缝的主要原因，所以，在公路和桥梁的施工过程中，严格控制混凝土的施工温度，将温度对混凝土裂缝的影响降到最低，使公路和桥梁的稳定性得到保证，从而延长其使用寿命。
1. 混凝土施工温度和裂缝原因分析
1.1 混凝土温度应力分析
在公路和桥梁的工程中，混凝土应力的形成有三个时期，分别是早、中、晚期。早期指从混凝土浇筑开始至水泥放热结束为止，这段时间通常为30天，在早期受水化影响，水泥会释放出很多的水化热，使得混凝土的弹性模量急剧变化，进而在其内部结构形成应力。中期指从混凝土放热结束时开始至混凝土温度降到稳定状态时为止，这一时期外界温度变化导致混凝土的冷却剂受到相应的影响，从而形成温度应力，早期形成的应力会与这些应力叠加，但此时期混凝土的弹性模量没有较大变化。晚期指混凝土温度完全冷却之后的时期，也是由于外界温度变化而形成温度应力的，且晚期的温度应力会与早期、中期形成的应力叠加，叠加后的应力超出混凝土抗裂范围，使得混凝土出现裂缝。
温度应力对混凝土结构的影响有两个。其一约束应力，外界条件对混凝土结构的部分边界或者所有边界的抑制作用，使得混凝土结构的变形受到限制，从而形成应力。要更多了解以及更精确预测混凝土的温度应力，施工人员必须从各个方面掌握施工现场的温度、混凝土的配比以及周边环境等信息；其二自生应力，混凝土的结构边界不受约束力时，内部结构常常不稳固形成自生应力，此时受自生应力的影响，结构内部出现非线性分布会产生温度应力。
1.2 出现裂缝的原因
公路和桥梁的混凝土出现裂缝的原因主要有三方面。第一，施工前期的准备环节，混凝土的水、水泥、沙子等配比不当，导致混凝土的水灰比稳定性差、材质均一性差，在混凝土早期的浇筑过程出现离析现象，从而使得混凝土出现裂缝；此外，在一些少数的施工过程，混凝土内部的应力时间比较长、作用力比较大同样引起裂缝。第二，混凝土的材料质量不合格，有些材料材质不均匀、比较脆，结构总体上不好，特别容易受湿度、内外温度差等影响而出现裂缝。第三，温度对混凝土的影响，在混凝土浇筑时温差比较大容易在其表面产生应力，使出现裂缝的几率变大，且混凝土浇筑后会释放水化热，内部温度升高，外部温度较低，使得混凝土内外出现温度差异，形成拉应力，随着拉应力的增强，混凝土出现裂缝；在混凝土内部降温时也有应力的形成。
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2. 混凝土温度裂缝造成的危害
随着我国经济和城市现代化的发展，城市的基础建设也逐步改进，尤其是高层建筑、公路、桥梁等的建设更是增多。在公路和桥梁的建设中，经常需要使用混凝土，若施工过程中混凝土发生大范围裂缝现象会对公路和桥梁的承载力、使用安全等产生直接影响。混凝土在工程结构的作用是凝固稳定，材质等性能较好的混凝土，在公路和桥梁等建筑中的结构也比较稳定，当一些地理灾害突然发生时能够尽可能地降低人民的生命安全以及财产安全方面的损失。对于已经建成的混凝土工程而言，混凝土裂缝比较小、程度比较轻会影响建筑的美观效果，持续开裂会使混凝土裂缝比较大、程度比较重，进而直接决定建筑的安全和使用寿命。
3. 混凝土施工温度与裂缝防治策略
3.1施工前期的准备工作做好
混凝土的前期准备工作是确保混凝土不出现裂缝的前提，前期工作做好主要有混凝土原料的配比的优化以及质量的控制。施工人员要依据施工的要求和标准优化配制混凝土各成分的比例，全面了解工程的情况，尤其是施工现场的温度、位置以及施工标准；在挑选水泥时要严格控制其质量，了解水泥的等级和品种，水泥的等级决定着混凝土的配比，从而影响混凝土的强度和刚性，所以在配制混凝土时要考虑水泥的等级、品种，以防水太多或太少，比例不合理出现裂缝；膨胀剂的种类很多，其效果也有所不同，在配制混凝土时要选择合适的膨胀剂，且剂量也要适中，满足实际要求。
3.2 混凝土施工温度的控制
混凝土的温度差是导致其裂缝的一个主要原因，所以在施工过程中要尽量将温度对混凝土的影响降到最小。混凝土施工时要避开寒冷天气，尤其是极寒条件，以防混凝土内部的温度和周边外界温度差太大，而形成较大的拉应力影响混凝土结构的稳定；混凝土施工也要避开高温天气，尤其是炎热的夏季，如果施工的外界温度比较高，需要控制混凝土的浇筑厚度在合理的范围内，确保混凝土可以迅速降温冷却。此外，混凝土施工的温度检测工作也必须做好，在施工过程中检测并控制混凝土主体上中下各个部分的温度，防止上等部分和下等部分的温差太大，如果温度相差太多则必须立即采取有关措施处理，确保内外温差低于25℃，且当混凝土浇筑结束之后，去除模板时选择适当的时间，以防混凝土表面温度发生剧烈变化，导致裂缝产生。
3.3 混凝土内部安装冷却管
夏季对混凝土进行浇筑，虽然可通过适当控制浇筑厚度来冷却，但要想迅速降低混凝土内部温度仍比较困难。所以，在进行混凝土浇筑时，可在模板中预先安装冷却管，这一方法同样适合应在到迅速降温的工程。当混凝土浇筑结束后会一直释放大量热量，导致混凝土的温度棸升，这时将冷却管的阀门打开，经过冷却管水流从出口处流出，达到迅速冷却的目的。通常情况下，水温低于10℃时，水流的速度设为每小时1500L，既能够达到水流吸取混凝土热量降温的目睹，又可以降低水流对混凝土的冲击力；水温高于10℃时，可适当提高水流速度。当混凝土温度彻底下降后，可采取注浆的方法把冷却管填满。
3.4 加强对施工人员素质的培训
任何工程其施工人员的素质直接影响到工程质量和效率。对于公路和桥梁的混凝土施工而言，施工人员如果没有根据施工标准和技术要求来施工，极有可能导致混凝土结构发生裂缝。所以，施工单位要加强对施工人员的培训，制定合理的培训计划以及专业的培训课程，使得施工人员的业务能力和素质都得到提高；此外，增加对施工人员的安全教育，施工人员严格遵守有关施工标准、操作规程以及技术要求，以免由于人为因素而引起安全问题。
结束语：
公路和桥梁的工程建设，其混凝土施工温度的控制和裂缝防治一直是重点关注的问题。混凝土裂缝防治工作要做好，需要将施工前的准备工作做好，优化混凝土配制比例，严格控制施工过程中混凝土的温度，且可在混凝土内部安装冷却管来迅速降温，使其内部尽量减少应力的形成，并且还需要加强对施工人员综合素质的培养，从而尽可能提高公路和桥梁的质量。
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论文作者:蒋伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期
论文发表时间:2018/9/11
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 温度论文; 应力论文; 桥梁论文; 公路论文; 施工人员论文; 《建筑学研究前沿》2018年第12期论文;