高性能混凝土桥墩裂缝成因的分析论文_孙欢

高性能混凝土桥墩裂缝成因的分析论文_孙欢

1高性能混凝土的有关概述

高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,通过改善混凝土的特性来提高混凝土结构物的使用寿命,是以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途的要求,对特殊性能有重点的加以保证。高性能混凝土本身应具备六大指标:第一,抗裂性;第二,护筋性;第三,耐久性;第四,抗冻性;第五,耐磨性;第六,抗碱—骨料反应。高性能混凝土六大指标决定其具有四大特点:第一,高耐久性;第二,高工作性;第三,高强度;第四,高匀质性。

2高性能混凝土桥墩裂缝成因的分析

2.1混凝土原材料的影响原因分析

(1)水泥的影响原因。混凝土强度等级设计为C30,水泥用量较小,243kg/m3,采用P.O42.5普通硅酸盐水泥,其早期的水化热和水化速度相对较快,混凝土内部早期蓄热量较大,引起墩身内部温度较高。

(2)骨料的影响原因。混凝土结构中的骨料所占比例比较小其形状、大小、级配以及性能都会直接的影响混凝土结构的膨胀收缩性能。根据实际工程的需要,选择使用石灰岩作为粗骨料材料,该材料的饱水单轴抗压强度为135.8MPa,含泥量为0.6%,无碱骨料中含有一定量的有害物质,级配性能较好,最大工程粒径达到了31.5mm;砂子使用的是河砂,模数为2.6~2.8,含泥量0.8%。骨料对于混凝土裂缝并不能产生较大的影响。

2.2高性能混凝土特性影响原因分析

高性能混凝土较之普通的混凝土是在其材料中加入了一定的矿粉以及粉煤灰,从而导致了水泥的使用量会适当的减少,正是由于掺入这些材料而导致了水化速度减缓,早期强度也就会因此有所下降,所以不能有效的抵抗外界环境,从而造成了一定量的裂缝出现。

2.3结构物型式影响原因分析

实心桥墩设计均为大体积混凝土,混凝土方量大,内部水化温度高,设计上又无特殊散热处理,桥墩为圆型结构,内部散热相对较慢,从而极易形成温度膨胀、收缩裂缝。

2.4施工工艺和施工技术的影响原因分析

(1)配比参数原因。混凝土在进行配置的过程中,配合比参数对于整个结构部分的质量影响最大,例如砂率太小的话,就会导致施工困难,而砂率较大的话,那么单位体积的面积内骨料所占比例较大,混凝土会出现较大程度的收缩反应,导致其表面开裂问题的存在。胶凝材料掺入量过大,就会造成其结构内部温度过高,而混凝土的收缩量也会变大,从而导致表面出现开裂问题。如果工程中选择使用C30强度以上的混凝土材料,此时,配合使用的骨料粒径通常是不能超过31.5mm的,如果超出了该尺寸的要求,就会造成其骨料表面较大、颗粒数量较多,则会产生较大的收缩反应。

(2)供料速度及连续性的影响原因。桥墩一次性灌筑的混凝土的方量较大,施工时间也比较长,混凝土失水快、收浆快,混凝土采用罐车运输,如果供料不及时,浇筑不连续,就容易导致混凝土产生冷接缝,形成薄弱层,由于上下混凝土的收缩不同,在薄弱层的表面极易形成收缩裂纹。

(3)拌和物不均匀影响原因。混凝土拌和过程中,所选择使用的骨料具备不同的含水率,所以其性能相差比较大,虽然采用的是集中拌和的方式进行制作,应用电子设备进行计量,但是还会造成含水率相差较大,而导致其性能不足的情况存在,从而导致混凝土性能难以达到工程要求。

(4)漏振与过振的影响原因。漏振使局部混凝土匀质性差,容易产生不规则裂缝;过振使混凝土中石子下沉,砂浆上浮,表面泌水量加大。砂浆的收缩大约是混凝土的3倍。因此,砂浆量过于集中的层面极易形成贯穿纵向(环向)裂缝。

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3除混凝土裂缝的具体措施分析

3.1加强原材料质量控制

(1)控制水泥质量。水泥选择使用P.O42.5水泥,该材料具备较低的水化热。

(2)控制骨料质量。细骨料采用级配良好的水洗河砂,细度模数2.6~2.8,含泥量0.6~1.2%;粗骨料采用粒径31.5mm以下级配良好的硅质石灰岩,针片状含量满足高性能混凝土用粗骨料要求,并使其空隙率减至最小。加强材料进场控制,引导采石场生产粒形良好、级配合理、针片状含量满足要求的碎石,对进场的碎石分级堆放,分级使用。

(3)合理选用外加剂。外加剂选择使用不同的种类,会直接影响混凝土的收缩性能,此时需要选择使用缓凝型聚羧酸减水剂。该材料可以有效的降低用水量、降低水胶比,从而可以使得材料具备更高的抗渗性能以及抗拉强度参数,有效的抵抗收缩性。但是,如果掺入量过大,则会导致严重的变形现象。引气剂可以根据需要选择使用,适量的加入能够避免出现沁水沉降的问题发生,从而可以预防混凝土出现收缩开裂,对于提升耐久性有一定的优势。

(4)掺加矿物掺合料。以磨细矿渣粉、优质粉煤灰替代部分水泥可以降低混凝土早期水化热,降低和推迟混凝土水化热峰值点,有效降低混凝土出现收缩裂缝的机率。

3.2混凝土配合比计量控制

优化配合比参数能够全面的提升材料的性能等指标,可以满足工的质量需要。试验人员在材料中适当的提升骨料含水率参数,而且可以根据需要需要调整该参数,以更好的保证混凝土材料的均匀和稳定。

3.3施工过程的控制

(1)采用混凝土集中拌合,微机控制上料,保证混凝土计量准确,和易性稳定。

(2)合理安排施工机具、浇筑工序,保持混凝土浇筑的连续性。

(3)适当延长拌合时间,合理安排振捣,合理选定拆模时间,避开大风时段拆模。

(4)加强养护措施,避免混凝土过早失水。桥墩应采用喷施养护剂或蒙裹塑料薄膜的方法,不宜单纯采用洒水养护,保持混凝土表面始终湿润,保证养护补水量大于混凝土内部毛细作用透水量。

4结语

通过工程的试验可以发现,混凝土在施工中还有很多的问题没有解决,从文中可以发现,需要从原材料、混凝土配合比例参数等方面来进行严格的控制和调整,同时还要监督和管理整个施工的环节,进而避免结构部分出现裂缝,切实提升桥梁工程的质量。

参考文献

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论文作者:孙欢

论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年01期

论文发表时间:2019/6/18

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