(新疆三利建筑有限责任公司,新疆,维吾尔自治区,833200)
【摘 要】公路桥梁的施工过程中,混凝土裂缝问题十分常见,对工程质量提高增加了不小的阻力。公路桥梁施工质量不佳,对于公路桥梁工程经济效益和社会效益的发挥也十分不利。本文对公路桥梁施工中混凝土裂缝问题进行了探讨。
【关键词】公路桥梁;施工;混凝土;裂缝问题;措施
混凝土裂缝是当前公路桥梁的常见问题,严重威胁到了公路的使用效益与寿命,而做好公路桥梁混凝土裂缝的防治是一项系统的长期性复杂工作,对于桥梁的施工技术、施工管理与后期维护都提出了更高的要求。
一、公路桥梁施工中混凝土裂缝问题
1、施工材料因素引发的裂缝
公路桥梁混凝土施工的主要材料包括水泥、粗骨料、细骨料、水、外加剂等等。若混合料原材料质量不合格,会严重影响混凝土机构的施工质量。例如,若所选砂石粒径太大或太小、配率不良、会导致混凝土材料空隙率过大进而导致水泥和搅拌水的用量增加,进而使混凝土凝固过程中水化热增大,从而降低混凝土结构强度,造成裂缝的产生;如果混凝土材料中砂石中云母等矿物质的含量超标,会直接减弱水泥和骨料物质的粘结力,并降低混凝土的强度;如果所采用的砂石中泥的含量偏高,会使拌合过程中水的用量增加,直接影响混凝土的强度、抗渗性、抗冻性;如果混凝土材料中的有机质含量偏高,会造成混凝土硬化时间延长,影响混凝土强度,引发早期裂缝。
2、温度裂缝
温度裂缝是公路桥梁工程混凝土裂缝的主要产生原因之一。混凝土与其他物质一样具有热胀冷缩的性质,当混凝土受外部环境或内部因素的影响产生温度变化时,若受到外部结构的约束,就会在混凝土内部产生影响的应力,当内部应力大于混凝土构件的抗拉强度时,就产生了温度裂缝。
3、冻胀裂缝
当气温低于零度时,混凝土内部水分会产生凝结现象,当游离态的水变成固态的水时,其体积会产生膨胀,膨胀幅度大约在10%左右,水的膨胀会造成膨胀应力,对混凝土构件产生不利的影响。此外,混凝土内部凝胶孔中的水分会因凝固而产生转移与重新排列,进而造成渗透压,渗透压作用下混凝土内部膨胀应力会进一步增大,造成混凝土强度下降并产生裂缝。冻胀裂缝通常发生在混凝土初凝阶段,通常会对混凝土构件的稳定性、安全性与外观质量造成严重的影响,会使混凝土凝固后的强度减少30%-50%,因而在环境温度较低时,公路桥梁施工中应格外注意混凝土构件的保温工作。
4、地基基础变形引起的裂缝
由地基基础变形引发的裂缝通常出现在浇混凝土l0min 到3h 内,大都发生在钢筋表面以及结构变化处。基础不均匀沉降的主要原因有:
(1)塑性状态下混凝土的基础、支架等均有不均匀沉降的现象,使局部混凝土自由变形受约束而产生裂缝。
(2)受重力的影响,混凝土中较重的颗粒下沉而导致水泥浆上浮,一旦受到钢筋、模板作用,这种下沉就会产生应力,引发裂缝。
5、钢筋锈蚀导致的裂缝
因为混凝土自身的质量原因以及保护层厚度较薄, 混凝土保护层受到二氧化碳侵蚀碳化到钢筋表面, 进而让钢筋周边的混凝土碱度出现下降。钢筋中铁离子同缓凝土中的氧气以及水出现锈蚀反应, 加大了锈蚀物的氢氧化铁的体积, 使得保护层混凝土出现开裂, 将锈迹渗透到混凝土表层, 破坏桥梁的整体结构。
二、公路桥梁施工中混凝土裂缝的控制措施
1、优化设计过程
优化设计过程主要面向荷载裂缝的预防,避免结构突变、断面突变现象的出现,若必须使用,应计划好细部处理的方式,例如将直角连接变为圆角、增加斜向钢筋等,力求将突变转化为渐变过渡的形式。而为了预防温度变化引起的裂缝现象,也可采取增加构造钢筋的方式,特别对于厚度在60厘米以下的薄壁结构来说,提高其抗裂性是十分重要的。
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2、科学把握施工环节
科学的施工环节是预防混凝土裂缝的有力措施,在施工前,方案设计中应对混凝土运输、浇筑量、浇筑时间,施工缝间距、位置等进行设定。在变截面处或其它应力较小处设置垂直分割线,作为一次浇筑的范围,保证过程中浇筑连续。而浇筑时间则应回避高温气候与昼夜温差大的情况,避免混凝土成型过程中出现收缩裂缝。此外,钢筋与模板的安装位置也应精确设定,保证其安装牢固度,避免混凝土浇筑引发其变形现象,对于钢筋、模板表面的污物也应及时处理,保证其粘结力。浇筑过程中振捣棒应快插慢拔,准确把握振捣时间,尽量避免过振与漏振现象的发生。
3、严格控制材料质量
材料质量不佳是导致混凝土裂缝的重要原因之一,对于公路桥梁建设质量的提高十分不利。为了减少由于材料质量而导致的裂缝问题,首先应该加强对材料采购方面的质量管理和控制,在采购过程中,要对材料进行质量试验,确保采购的材料能够符合工程建设标准。其次,在材料正式应用于施工之前,取样试验的工作也不可忽略。再次,混凝土搅拌过程应该严格控制材料的配合比,确保混凝土各材料的配合比都精确无误。通过对材料质量的严格控制,可以有效保证应用于施工的混凝土材料符合设计质量要求,从而有效避免由于混凝土材料质量不过关而导致的裂缝问题。
4、注重施工过程温度的变化,防止温度变化引起裂缝
在混凝土搅拌的过程中, 要注意水量的添加。这样做的目的就是降低混凝土的温度。尤其是在天气热的季节进行施工的话, 要控制好混凝土的温度。比如,在夏季施工的时候, 我们要将混凝土的浇筑厚度减少, 这样更方便于混凝土能够很好的散热。在特殊的情况下, 要在混凝土的内部增设降温办法, 这样就能确保混凝土的抗裂性。混凝土的质量越好其抗裂性就越强, 所以, 在道路桥梁工程施工的过程中, 我们不要忽视混凝土的堆放、搅拌方式以及混凝土的浇筑过程
5、加强混凝土的早期养护
大量实践证明, 混凝土常见的裂缝, 大多数是不同深度的表面裂缝, 其主要原因是温度梯度造成的, 寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝,因此混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤为重要。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产生梯度。
(2)防止混凝土超冷, 应尽量设法使混凝土施工期间的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。
(3)防止老混凝土面的过冷, 以减少新老混凝土间的约束。
6、合理应用裂缝处理技术
(1)表面修补法,这是一种针对于比较稳定的、对整体承载力没有:显著影响的表面裂缝病害处理形式,具有简单易行的特点,一般采用在裂缝表面涂抹泥浆或涂刷油漆、沥青等措施进行处理。
(2)灌浆封堵法,利用压力设备将胶结材料压入混凝土裂缝中使其形成一个整体,进而起到加固混凝土结构的作用,主要针对于防渗需求的裂缝或对整体结构有影响的裂缝处理过程。
(3)结构加固法,也是针对影响整体结构性能裂缝的一种有效处理方法,具体包括构件外包型钢、预应力法加固、粘贴钢板加固等形式。
(4)电化学防护法,主要包括阴极防护法、氯盐提取法、碱性复原法等形式,通过外加电场引起的介质电化学作用,改变桥梁工程混凝土结构的外部环境状态,进而达到防腐目的,保护整体结构,延长公路桥梁使用寿命。
总之,公路与桥梁是进行物流运输的重要工具,随着生产生活活动以及车辆地不断增加,公路与桥梁所需要承受的荷载也越来越高。混凝土裂缝的出现不仅会减少工程的使用年限也会给人民的安全带来威胁,有效地对裂缝进行控制是保证我国继续向前发展的重要举措。
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论文作者:周逸凡
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年2月供稿
论文发表时间:2016/5/26
标签:混凝土论文; 裂缝论文; 桥梁论文; 公路论文; 材料论文; 温度论文; 钢筋论文; 《工程建设标准化》2016年2月供稿论文;