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摘要:在路橋施工中難免出現(xiàn)裂縫,從而影響到混凝土效果,因此必須加強(qiáng)裂縫控制。首先介紹了混凝土的使用現(xiàn)狀,然后分析了幾種裂縫產(chǎn)生的原因及控制方法,最后以大體積混凝土結(jié)構(gòu)為例,對(duì)其溫度裂縫控制技術(shù)進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞:混凝土裂縫技術(shù);溫度裂縫;干縮裂縫
中圖分類號(hào):TU37?;?;?;?;文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A?;?;?;?;文章編號(hào):1009-2374(2014)18-0047-03
隨著交通壓力的增大,對(duì)路橋質(zhì)量要求越來越重視,混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)前路橋建設(shè)常采用的結(jié)構(gòu)形式。混凝土混合物制備較方便,強(qiáng)度高、抗壓性強(qiáng),而且持久性良好,加上價(jià)格低廉,在當(dāng)前路橋工程中頗受重視。實(shí)際施工中,從材料的選擇,到混合物的配置,再到運(yùn)輸直至投入使用,受自然環(huán)境以及人為因素的影響,混凝土極易出現(xiàn)質(zhì)量問題,如蜂窩、裂縫等,不但影響路橋外型美觀,而且對(duì)其質(zhì)量及使用壽命非常不利。尤其是裂縫,在施工中幾乎難以避免,若處于允許范圍內(nèi),不會(huì)對(duì)路橋質(zhì)量造成太大影響。因此,必須熟悉掌握混凝土的裂縫控制技術(shù)。
1混凝土的意義及使用現(xiàn)狀
混凝土是按照適宜比例將水、水泥、石子、砂等材料進(jìn)行攪拌形成的混合物,在土木工程中應(yīng)用極為廣泛。現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)路橋工程質(zhì)量提出了更高的要求,而混凝土是其中的關(guān)鍵,因此對(duì)混凝土的性能指標(biāo)更加明確化,包括抗壓強(qiáng)度、變形性、耐久性等均有嚴(yán)格要求??梢?,混凝土在路橋施工中的作用愈發(fā)突出。但從其使用現(xiàn)狀來看,存在著一些問題:
1.1容易變形
根據(jù)混凝土自身的物理性質(zhì),隨著外界溫度的變化,其本身也會(huì)出現(xiàn)膨脹內(nèi)縮的變化,同時(shí)在內(nèi)部有應(yīng)力生成。若應(yīng)力比抗拉強(qiáng)度大,必將出現(xiàn)裂縫。溫度會(huì)使混凝土的水分有所蒸發(fā),而通常是外部蒸發(fā)速度快,內(nèi)部蒸發(fā)速度較慢,從而引起裂縫的產(chǎn)生。
1.2抗拉力較低
混凝土多由水、水泥、碎石和砂料攪拌、硬化而成,水泥漿既起著潤(rùn)滑作用,又起著凝結(jié)作用,粘附于骨料表面,并對(duì)其縫隙進(jìn)行填充;砂石負(fù)責(zé)承擔(dān)骨架,同時(shí)控制水泥的收縮量??梢?,大部分組成材料的物理強(qiáng)度較弱,在外界壓力下易碎。一旦混凝土發(fā)生形變,其穩(wěn)定性易被破壞,甚至發(fā)生斷裂現(xiàn)象。
1.3彈性較低
相對(duì)而言,混凝土的抗壓強(qiáng)度較大,但彈性不足。隨著交通壓力的增大,路橋承受荷載極有可能達(dá)到極限值,以至于出現(xiàn)驅(qū)散分均現(xiàn)象。最終導(dǎo)致其中某部件難以承受巨大的荷載。
1.4耐用性弱
耐用性與路橋質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益直接相關(guān)。隨著實(shí)踐研究的力度加大,很多專業(yè)人員發(fā)現(xiàn),混凝土的耐用性與以前并不相符。判斷耐用性通常有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn),分別為抗?jié)B透性、抗侵蝕性和抗凍性。雖然混凝土有良好的抗?jié)B透性,但另外兩個(gè)能力相對(duì)較弱,在使用中經(jīng)常會(huì)因此出現(xiàn)一些質(zhì)量缺陷。
2混凝土裂縫的類型及其原因分析
混凝土常出現(xiàn)的問題有裂縫、麻面、蜂窩等,其中裂縫尤甚。當(dāng)裂縫較小時(shí),通常不會(huì)引起太大問題,可一旦裂縫寬度超過0.05mm,就必須加強(qiáng)重視,并予以技術(shù)處理。否則,裂縫會(huì)不斷擴(kuò)大,太過明顯時(shí),對(duì)路橋質(zhì)量的潛在危險(xiǎn)就會(huì)很大,務(wù)必要對(duì)裂縫加以控制。關(guān)于裂縫的類型,主要包括以下四種:
2.1溫度裂縫
溫度裂縫較為常見,主要是受外界環(huán)境溫度的影響而產(chǎn)生的裂縫。當(dāng)外界溫度過高時(shí),其內(nèi)部也會(huì)聚集大量的熱量,因難以釋放而出現(xiàn)裂縫;混凝土澆筑時(shí),內(nèi)外散熱情況不同,通常是外部散熱較快且明顯,而內(nèi)部因?yàn)闇囟冗^高難以釋放,會(huì)形成較大的溫度偏差,以至于內(nèi)部產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力,同時(shí)外部會(huì)有拉應(yīng)力,而在初期,混凝土的抗拉性較弱,一旦溫度差達(dá)到一定值時(shí),就會(huì)有溫度裂縫產(chǎn)生;混凝土受其自身熱脹冷縮性能的影響,澆筑工作結(jié)束后,在逐漸結(jié)硬時(shí),由于溫度降低冷卻,其體積會(huì)有所減小,進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。
2.2塑性收縮裂縫
混凝土在未凝結(jié)硬化前,即尚處于塑性狀態(tài)時(shí)因收縮而產(chǎn)生的裂縫為塑性收縮裂縫。當(dāng)溫度升高時(shí),水泥水化速度加快,混合物的水分蒸發(fā)愈來愈多。一旦水分蒸發(fā)速度超過泌水速度,會(huì)使得混凝土自身不斷收縮,并產(chǎn)生一定的應(yīng)力。此時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度有限,小于收縮應(yīng)力,進(jìn)而引起塑性收縮裂縫。
2.3干縮裂縫
在澆筑結(jié)束逐漸硬化的過程中,或在養(yǎng)護(hù)階段,隨著外部溫度的升高,混凝土的水分會(huì)有所蒸發(fā)。導(dǎo)致干燥收縮值增加,發(fā)生變形,而內(nèi)外蒸發(fā)程度不同,變形程度也不同,最終產(chǎn)生干縮裂縫。
2.4沉陷裂縫
地基土質(zhì)較差,呈松軟狀,或因回填密實(shí)度低,在水的長(zhǎng)期浸泡下,會(huì)發(fā)生不均勻的沉降,引發(fā)裂縫;模板剛度達(dá)不到規(guī)定要求,支撐底部松動(dòng)或者支撐間距過大,易產(chǎn)生沉降。在冬季尤為明顯,支撐模板的土體多被凍結(jié),當(dāng)凍土解化后,必將有所沉降,最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)有裂縫產(chǎn)生。
3混凝土裂縫的控制技術(shù)分析
混凝土裂縫對(duì)其性能極為不利,最終必將影響到路橋施工質(zhì)量。引起裂縫的原因不同,相應(yīng)的解決措施和控制技術(shù)也各有差異。
3.1溫度裂縫控制
(1)在材料選擇方面,首先應(yīng)保證材料質(zhì)量合格。一是溫度控制,二是裂縫控制。水泥的發(fā)熱量不能過高,石子粒徑應(yīng)滿足要求。為提高混凝土的抗裂性能,可加入一定的外加劑或抗裂劑。
(2)水泥用量以及水灰比應(yīng)符合規(guī)定。在配置時(shí)還可摻加粉煤灰、減水劑等。
(3)攪拌工作要嚴(yán)格按照要求開展,除了確保各項(xiàng)材料充分?jǐn)嚭希€應(yīng)引進(jìn)新的攪拌工藝,如二次風(fēng)冷工藝等。
(4)攪拌或澆筑時(shí),應(yīng)實(shí)時(shí)觀察溫度的變化,并采取一定的冷卻措施。為進(jìn)一步控制溫度裂縫,也可在混凝土中加入高質(zhì)纖維材料。
(5)對(duì)于大體積混凝土,其結(jié)構(gòu)大小與溫度應(yīng)力緊密相關(guān),為了方便散熱,應(yīng)制定明確的施工程序,并分層分塊地進(jìn)行澆筑。也可在其內(nèi)部設(shè)置冷卻管道,縮小內(nèi)外溫度差距。endprint
3.2塑性收縮裂縫控制
(1)多產(chǎn)生于塑性狀態(tài)時(shí),因此選擇材料時(shí)應(yīng)注重其強(qiáng)度和干縮值。如選擇早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽水
泥等。
(2)調(diào)整水灰比,減少水的使用量,并嚴(yán)格控制水泥量,調(diào)高混凝土的和易性,以減小水灰比對(duì)隨性裂縫產(chǎn)生的影響。
(3)在澆筑之前,保持模板及混凝土表面的潮濕,可通過灑水、覆蓋濕布等方法來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)還應(yīng)防止水分的蒸發(fā),可噴灑養(yǎng)護(hù)劑,或用塑料薄膜包裹。為保持適宜的溫度,應(yīng)及時(shí)展開溫度測(cè)試。若是大體積混凝土,需埋設(shè)有測(cè)溫元件。
(4)夏季溫度較高,為防止水分蒸發(fā)過快,盡量搭設(shè)遮陽(yáng)板等。
3.3干縮裂縫控制
(1)同樣,材料質(zhì)量要合格,選擇最佳的型號(hào)。以水泥為例,收縮量及用量都應(yīng)有所控制,可使用中低熱水泥、粉煤灰水泥等。
(2)提前設(shè)置一定的收縮縫?;炷恋呐渲帽壤荒苓^高或過低,否則會(huì)影響其性能。對(duì)用水量進(jìn)行嚴(yán)格控制。
(3)做好早期養(yǎng)護(hù)工作,盡量能將養(yǎng)護(hù)時(shí)間有所延長(zhǎng)。對(duì)于在冬季施工的工程,還應(yīng)重視其保溫工作,涂抹養(yǎng)護(hù)劑加以養(yǎng)護(hù),以減少裂縫發(fā)生率。
3.4沉陷裂縫控制
(1)若是軟土地基,可采用粉噴樁加固技術(shù)或強(qiáng)夯法進(jìn)行加固處理。
(2)混凝土在水中浸泡的時(shí)間不能太長(zhǎng)。
(3)模板拆除工作時(shí)應(yīng)趁最佳時(shí)機(jī)開展,并制定合理的拆除順序。
4實(shí)例分析混凝土裂縫控制技術(shù)在路橋施工中的應(yīng)用
4.1工程實(shí)例
某高速公路橋梁長(zhǎng)14.5km,采用的是大體積混凝土結(jié)構(gòu)。從以往的施工經(jīng)驗(yàn)中可知,溫度裂縫在該地建設(shè)中出現(xiàn)較為頻繁。在此主要針對(duì)溫度裂縫采取相關(guān)解決措施。
4.2溫度裂縫控制技術(shù)
(1)在混凝土澆筑過程中,考慮到更好地散熱,經(jīng)常需要按照分層進(jìn)行,可有效地避免浮漿現(xiàn)象。施工中,工作者應(yīng)對(duì)入倉(cāng)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),并做好相關(guān)試驗(yàn)工作,將澆筑溫度控制在允許范圍之內(nèi)。
(2)由于早期的抗拉力較弱,混凝土常會(huì)出現(xiàn)表面裂縫,這就需要在初凝之前對(duì)其表面進(jìn)行抹面刮平,持續(xù)三次。先用長(zhǎng)尺刮平,后用木蟹進(jìn)行打磨壓實(shí),從而閉合收水裂縫,12h以后,切忌覆蓋膜進(jìn)行噴水,保持表面的濕潤(rùn)。
(3)澆筑工作結(jié)束后,需對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù),此環(huán)節(jié)非常重要,既要保溫,又要保濕,通常會(huì)在表面覆蓋薄膜或麻袋,麻袋多迭縫鋪放于模板的外側(cè),以達(dá)到降低內(nèi)外溫差的效果,其內(nèi)外溫度差控制在25℃以內(nèi),表面與養(yǎng)護(hù)層的溫差在20℃以內(nèi)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間需根據(jù)工程具體而定,通常要保持15天,拆模之后,需要立即回填土進(jìn)行保護(hù)。
5結(jié)語(yǔ)
路橋建設(shè)事關(guān)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義。當(dāng)前國(guó)內(nèi)路橋工程多采用混凝土結(jié)構(gòu),在提高路橋強(qiáng)度和承載力方面極具優(yōu)勢(shì)。然而在內(nèi)外諸多因素作用下,混凝土施工養(yǎng)護(hù)中常有裂縫出現(xiàn),影響到整體性能。為此,必須加強(qiáng)重視,不斷更新改進(jìn)裂縫控制技術(shù),減少裂縫的發(fā)生率。
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