1、路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因分析及处理措施摘要:通过对混凝土裂缝产生的内外两种原因的分析,并制定出相应的在施工过程中的预防控制以及后天的补救缓解措施,指出采用前后两种方案来应对公路桥梁施工中混凝土裂缝的产生,可供同类工程施工做参考。 关键词:混凝土,裂缝,应对预防措施 中图分类号: TV543 文献标识码: A 1 概述 日常的公路桥梁施工中应用最广泛的材料当数混凝土,它具有抗压性、可塑性以及耐火性等非常突出的优势,但是混凝土的抗拉能力却是比较差,在施工的过程中容易产生裂缝,因而混凝土裂缝是我们在日常的公路桥梁施工过程中最常见的问题之一,混凝土裂缝的出现会严重影响到工程的质量甚至还会造成工
2、程安全隐患。 2 公路桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的整体原因分析 混凝土裂缝产生的原因比较复杂,同一路段裂缝产生的原因也有可能是不同的,可能是由于多种不同内外因素共同作用所致。 裂缝是由于混凝土的内应力不断地累积直到超过了混凝土抗拉的最高强度所导致。在混凝土中,因为其粒子间的弱物理键作用,使混凝土的抗拉强度要比抗压强度小一个甚至更多的数量级,还有其微观结构的不均匀和在硬化早期的多方面因素形成的拉应力进一步加大了混凝土的开裂容易程度,以致出现了混凝土裂缝,且出现裂缝的时间和部位都是随机的,这是混凝土出现裂缝的本质原因。 当然混凝土的裂缝产生还受到多种外界因素的影响,温度,荷载以及地基变形,施工材
3、料和施工工艺等,这都对混凝土裂缝的产生由很大的影响。这内外两种原因导致了在公路桥梁的施工中混凝土产生了裂缝,为我们的工程质量和安全造成了许多麻烦。 3 公路桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的具体原因及相应的处理措施 3.1 混凝土拌合物沉降与泌水 在厚度较大的构件中出现的裂缝是由于混凝土的塑性塌落引起的,是混凝土的沉降与泌水现象。出现这种现象的因素有:外加剂与水泥相容性不佳;水泥可溶碱含量过低;拌合物的保水性不良;骨料级配差等。 预防与应对 预防与应对主要是在配合比方面做调整和改善混凝土拌合物的和易性。首先选用合适的水泥品种和与其有较好相容性的外加剂,再者砂率要控制适当,骨料级配要合理。在施工方面
4、还应该注意在施工过程中,不要因违章施工和不当施工使得混凝土裂缝产生。如:同一仓混凝土的浇筑方式不同或在施工现场人工加水,导致不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝的出现;还要注意振捣方式的不当引起裂缝的产生。振捣方式的不正确会使得混凝土产生不均匀沉降收缩以致在结构厚薄交界处出现裂缝。施工中可采用二次振捣法消除混凝土沉缩裂缝。 3.2 混凝土的自生变形 混凝土在没有温度变化,没有与外界发生水分交换,也不受力的情况下发生的表观体积变形称为自生变形,自生变形发生的体积减小称为自生收缩。混凝土发生自生变形是由于化学减缩,即水泥(掺合料)和水发生水化反应使得体积减缩。 预防与应对: 预防和应对自生体积变形主
5、要以控制水泥和骨料中有害物质的含量为主,除水泥的安定性必须合格外,还要严格控制含泥量和石粉含量,控制混凝土的最大水灰比和水泥的最大用量。此外,还要防止碱-碳酸盐和碱一硅反应的发生,避免混凝土体积膨胀而导致开裂。根据水工混凝土试验规程的有关规定,应分别采用“岩石柱法”和“砂浆长度法” 、“压蒸快速法”等方法来进行检验。 3.3 混凝土的延伸性 导致混凝土开裂的原因还有混凝土的延伸性影响,即弹性模量和徐变的影响。弹性模量越小,弹性拉应力就越小;徐变越大,应力松弛就越显著,残余的拉应力就越小。同时,徐变通常受强度的影响,强度越高,徐变越小。水泥浆的强度越低,徐变就越大。抗拉强度就越高,拉应力致使材料
6、开裂的危险程度就越小。 预防与应对 长时间的养护,规定合理的拆模时间以延缓降温时间和速度可预防裂缝的产生。在混凝土浇筑之后,要做好混凝土的保温保湿养护,缓缓降温,充分发挥徐变特性,减低温度应力。 3.4 温度的影响致使开裂 我国大部分地区,四季分明,昼夜温差较大、加之降水少、风沙大、空气比较干燥。在路桥工程施工过程中受外界环境的影响较大,温度的变化导致了混凝土裂缝的产生。 预防与应对 温度变化致使混凝土裂缝的产生主要是混凝土内外温差过大而引起的约束应力超过了混凝土的抗拉强度。因而在大体积混凝土基础的施工中设置温度配筋,在截面突变和转折处,增加斜向构造配筋,这都可以改善应力集中的情况,防止裂缝的
7、出现。还可以采用分层或分块浇筑混凝土,设置水平或垂直施工缝,以及在适当的位置设置后浇带,以此来放松约束程度,预防裂缝的产生。 3.5 荷载的影响 公路桥梁工程施工过程中混凝土浇筑受到重力作用,一方面产生基础和支架的不均匀下沉,导致混凝土局部形变;另一方面混凝土中较重的颗粒沉降,导致混凝土结构不均匀,又在模板的相互作用下产生裂缝。预防和应对 荷载引起的裂缝主要包括直接应力裂缝和次应力裂缝。严格按照图纸施工、按计划操作可避免因桥梁结构受力改变等引起的直接应力裂缝;在施工中的开槽、凿洞等操作中要准确进行计算和受力模拟,避免因开孔部位集中受力而产生次应力裂缝。 3.6 施工材料质量及施工工艺问题 公路
8、桥梁工程施工过程中由于使用质量不好的混凝土或施工工艺落后而导致混凝土保护层厚度不足,使得混凝土内部钢筋受到氧化,体积膨胀,对周围的混凝土产生挤压力,形成沿钢筋纵向的混凝土裂缝。 预防与应对 解决此类问题的唯一办法就是要严格控制施工过程中混凝土和钢筋的质量,以避免混凝土裂缝的产生。 4 混凝土裂缝产生的补救 4.1 混凝土裂缝的填充 裂缝的填充是修补一般较宽裂缝的最直接的办法,简单、便宜、易于操作。对于宽度小、深度浅且范围较小的混凝土裂缝,采取在开裂部位直接进行混凝土填充的补救办法。桥梁工程施工过程中若出现贯通桥板的裂缝,则需要沿上部裂缝进行注入修补的办法。先清除裂缝两侧的石灰及灰尘,用清洗剂清
9、洗干净,沿裂缝加压注入环氧树脂。环氧树脂的渗透性和粘着性较强,填充后的桥面板防水性和防钢筋锈蚀性很好。 4.2 混凝土裂缝的表面处理 表面处理法修补混凝土裂缝适用于宽度小、范围小、修补容易的裂缝。一般操作方法是先清理混凝土裂缝表面及两侧的附着物,用清水洗净后晾干,使用灰油状树脂对裂缝凹陷部分进行填充,最后沿裂缝在混凝土表面均匀涂抹,形成树脂保护膜。针对混凝土裂缝类型的不同还可以选择进行表面涂抹或表面贴补的方法进行修补。其中细而浅、不漏水、深度小的可以采取表面涂抹树脂的方法进行修补;而大面积漏水的裂缝则采用用表面贴补树脂的方法进行防渗堵漏。 5 结语 关于公路桥梁工程施工中混凝土裂缝产生的原因,采取相应的预防措施,优化施工工艺,选用优质的材料是减少混凝土裂的产生有效方法。针对己经产生的混凝土裂缝要及时采取相应的修补施,以免因时间过长,裂缝扩大对建筑工程造成更大的损害。施工过程中许多混凝土裂缝是可以避免的,施工人员要加强对混凝土裂缝产生原因的认识,提高责任心,严把施工过程中的每一个环节,避免因这类失误的出现,造成巨大的损失。 参考文献: 陕西省水力发电工程学会第三届青年优秀科技论文集 2013 交通世界(建养.机械) 2013.09