摘要:现阶段,我国道路桥梁的建设数量逐步增多,在道路桥梁中还是一些大体积混凝土裂缝问题,在科学技术的发展以及实验技术手段的不断完善过程中,一些大体积混凝土的现代实验设备应用较为广泛,这些设备的应用对于在大体积混凝土中存在的裂缝问题进行了验证。在道路桥梁中大体积混凝土施工过程中,必须要对其进行系统分析,了解大体积混凝土裂缝问题,加强对设计、材料以及施工等环境的质量控制,加强监督,合理应用各种工艺手段,加强质量防范,进而提升施工质量。
关键词:道路桥梁;大体积;大体积混凝土;裂缝;措施
引言
步入21世纪来,大体积混凝土结构被应用的越来越多。混凝土的优点虽然较多,但是在施工过程中会出现不同形式、不同程度的裂纹。构筑物的坍塌破坏都从裂纹开始的,破坏的初始阶段是裂纹的扩展。同时,裂纹也会引起渗漏,降低构筑物的耐久性,如脱落面层、锈蚀钢筋、加剧混凝土冻融循环等。
1大体积混凝土结构裂缝产生的原因
(1)结构设计及受力荷载:在进行大体积混凝土结构设计过程中,未有效的对混凝土的荷载范围进行合理的设计,导致构件的断截面尺寸、钢筋用量或者配置位置出现设计问题,会导致大体积混凝土出现裂缝问题。(2)外界因素影响:外界因素也对道路桥梁施工有着一定的影响,如温差过大等现象都有可能导致施工中形成裂缝。因此,在施工过程中一定要注意外界因素对于施工所产生的影响。混凝土出现裂缝能够造成施工质量下降或者导致施工质量不合格的后果。所以,施工时需要对外界的环境因素进行综合的考虑,尽量选择适合施工的季节和天气进行建筑施工,以避免施工过程中出现混凝土裂缝的现象。(3)使用的材料以及配比:在进行大体积混凝体配比过程中,选用的材料不合格或者配比出现问题,都会导致混凝土出现裂缝和质量问题。因此,在进行大体积混凝土材料选择过程中,必须确保所有的材料符合工程的相关标准要求,并经过严格的质量检查方能使用。同时在调制过程中,应重视水泥、水、水胶、外加剂以及硅灰等材料的使用量,必须要经过科学的试验,调制出满足工程设计要求的最佳配合比。
2大体积混凝土裂缝的主要类型
2.1温度应力与温度裂缝
在大体积混凝土结构中,温度应力是导致产生裂缝的重要原因。混凝土温度应力的时间大约在30d,在早期阶段,影响到混凝土的绝热温升的因素有两种,一种是混凝土单位体积中使用的水泥量,另一种是使用的水泥的品种,此外,随着混凝土的龄期,并按照指数关系逐渐增加,混凝土龄期不断增长,这一阶段的弹性模量也不断增高。中期应力阶段从早期结束时开始,并等待冷却,一直到达到稳定温度,这一阶段的混凝土性能越来越稳定,并且弹性模量没有发生较大变化。晚期应力为最后阶段,从中期结束开始,一直到后期进行使用时为止,这时对温度应力产生影响的因素也有两种,一种是外界的气温,另一种是水温的变化。每一阶段的温度应力都是在上一个阶段的基础上,各个阶段的温度应力相加产生的结果就是产生比较大的拉应力,从而导致温度裂缝。各个阶段的温度应力向作用的结果是产生温度裂缝。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而混凝土的材料不够坚固,比较脆,抗拉的强度比较低,也不具有较好的拉伸能力,在进行短期加载时,极限拉伸变形会更小,因此,大体积混凝土结构设计中一般不需要有拉应力出现,而大体积混凝土结构中也没有钢筋,即使有钢筋,也是在孔洞处,或者在表面,钢筋非常少,如果有拉应力出现,只能由混凝土自身承受,使用的脆性混凝土一般不具有较好的抗拉性,这就很容易有裂缝产生。
2.2收缩裂缝
大体积混凝土的收缩裂缝主要包含两种情况,一种是由干燥收缩形成的裂缝,另一种是由塑性收缩形成的裂缝。干燥收缩裂缝包含干燥裂缝和自收缩裂缝。前者是由于混凝土干燥成型时,由于表面与内部水分蒸发速度不一致,导致表面干燥裂缝,这种裂缝如果在前期没有维修养护会发展为深层裂缝,影响混凝土的防渗性及稳定性。后者是由水泥水化过程中其自身化学特性引起的,水化作用在混凝土内部形成细孔,若养护时间不及时或养护方式不当,细孔聚集就会形成内部裂缝,这种裂缝会影响混凝土的稳定性。而塑性收缩裂缝则是受外界影响产生的,当初凝的混凝土受到高温、大风等天气影响时,其外部水分散失较快,如不及时加以养护,则会在混凝土表面产生龟裂,这种裂缝会影响混凝土的防渗性。而表面裂缝若不及时处理,则会逐步向混凝土内部纵深发展,形成深层裂缝,从而影响混凝土的稳定性。
3道路桥梁大体积混凝土施工裂缝防治措施
3.1材料控制方法
导致产生大体积混凝土温度裂缝的因素有多种,要对产生裂缝的具体原因进行分析,然后以此为依据采取相应的措施对裂缝进行控制。首先,要考虑材料方法的因素,通过以上的分可知,温度应力过大是导致大多数温度裂缝的原因,为水泥水化热是导致温度应力的因素,因此,在材料控制方面的具体措施主要有以下几点:①选用水泥时要具有合理性,选用中(低)水化热的水泥,以使混凝土的温度峰值降低;②将一些混合材料添加在混凝土中,保证添加的合理,以使水泥使用的量能够减少,使混凝土的绝热温升能够降低;③将缓凝剂或者高效减水剂加入到混凝土材料中,使在对混凝土进行拌合使能够减少用水量,也使水泥的用量能够减少;四是选择的骨料要具有较好的质量。
3.2减少混凝土收缩值,提高极限拉伸
(1)配合比。采用集料泵送混凝土,在满足可泵性的前提下,尽量降低砂率。砂率宜为38~45%。坍落度在满足泵送性的条件下尽量选用小值,以减少收缩变形,拌合物到浇筑工作面的坍落度宜为(160±20)mm。(2)施工混凝土。混凝土浇筑必须连续施工操作,以保证无施工冷缝、自然浇筑层的混凝土浇筑,每层混凝土控制在60cm左右的浇筑厚度。采用二次振动施工技术,减小混凝土收缩,对大面积板进行敲击振动,去除表面浮子,进行二次擦拭。
3.3混凝土的温度控制
对混凝土的温度控制方面,采用了自动温度采集仪对混凝土的内外温度差进行了实时监测,确保可以及时有效的采取有效的保温措施,确保混凝土的内外温度符合要求,避免裂缝的产生。(1)确保混凝土的内外温度差应低于25℃,且降温速率应当低于每天3℃。(2)混凝土浇筑完毕后,7d内应每小时监测一次;7d之后,应每8h监测一次。(3)如果发现混凝土的内外温度差超过了22℃,应当立刻向相关管理人员报警,并采取有效的技术措施,控制内外温度差的上升。
结语
在桥梁大体积混凝土的施工过程中,由于温控监测或者施工技术存在问题,大体积混凝土经常会出现裂缝现象,而一旦大体积混凝土出现裂缝不仅会造成桥梁的质量出现问题,严重的会造成桥梁垮塌,影响道路行车安全,威胁人们的生命财产。因此国家和社会非常重视桥梁大体积混凝土的温控与裂缝预防技术,为了更好的解决这一问题,在施工阶段应采取合理措施做好温控,做好混凝土的常规温度检测,相关工作人员必须制定完善的施工措施,做好大体积混凝土的防裂技术,保障桥梁道路的安全质量。
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论文作者:崔军强,许军燕
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/26
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