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关于公路桥梁混凝土结构裂缝的几点思考

浏览212次 时间:2013年12月11日 13:27

朱新强

(江西中耀建设有限公司 330002

摘要在公路桥梁施工过程中,混凝土裂缝是最常见的问题之一,裂缝的出现不仅会影响工程的进度,更为重要的会危害到人们的生命安全。本文将分析公路桥梁混凝土结构裂缝的原因、整改措施及预应力技术在公路桥梁中的应用,希望对公路桥梁混凝土技术的改造产生一些实在上的意义。

关键词公路桥梁;混凝土;裂缝;措施

1、前言

近年来,随着经济的快速发展,我国的建筑事业也在突飞猛进的发展,尤其是近年来我国桥梁技术有着突飞猛进的发展,大体积混凝土在桥梁结构中的应用越来越广泛,然而发展的同时一些问题也就相应而生了,就如混凝土裂缝的问题。如何防治混凝土在桥梁施工中的裂缝问题,成了目前建筑工程中亟待解决的问题之一。

2、裂缝产生的原因

2.1 施工工艺质量问题引起混凝土裂缝

施工工艺不合理,容易引起施工质量低劣、公路桥梁混凝土裂缝等各种问题,比较常见的有以下几种,首先是混凝土振捣不密实、不均匀,进而出现蜂窝、麻面、空洞,使钢筋腐蚀。其次是因为混凝土在搅拌、运输过程中时间太长,使水分蒸发了很多,这样就容易引起混凝土塌落度过底,混凝土就会在体积上出现不规则的收缩裂缝。然后就是用泵送混凝土施工时,为了使混凝土保持正常的流动性,会增加水和水泥的用量,这样就加大了水灰比,使的混凝土凝结。最后,在施工的过程中,模板的刚度不足,也容易导致混凝土裂缝。

2.2 干缩导致混凝土裂缝

混凝土在搅拌及浇筑过程中为了促成各种材质的契合会加入大量的水,可是施工后的混凝土的含水率与空气的含水率不同而造成呢过温差,这些都会造成沁水和水分蒸发的现象,由于表层水分蒸发快而内部水分蒸发慢,表层混凝土在收缩的过程中会受到来自于混凝土内部的拉力,使的混凝土产生裂缝。

2.3 不均匀沉降导致混凝土裂缝

桥梁或者公路在投入运营后如果产生一些不均匀的工后沉降或者产生竖向不均匀的沉降、水平方向的移位等,都会导致混凝土结构内部产生相应的附加应力,如果这个应力超过结构的抗拉强度就会导致开裂现象。有时候骨料吸水性太强、骨料内泥土等杂质过多、水灰土比重过大都会导致混凝土结构裂缝。

2.4 基础变形引起混凝土裂缝

大家知道,桥梁的使用过程中,跨度大、宽度小的桥梁会出现竖向基础不均匀沉降或者发生水平方向位移,就算是这些变化很小也会对混凝土结构产生很大的附加应力,如果附加的应力超出桥梁结构的承载能力,就会出现裂缝,甚至会导致破坏。

2.5 外界气温变化等自然原因引起混凝土裂缝

施工的过程中,如果外界的温度越高则混凝土的浇筑温度就会越高,混凝土在浇筑以后如果外界的气温大幅度下降就会导致混凝土内外产生巨大的温差,这个温差梯度就增加了外层混凝土同内部混凝土的拉力,导致混凝土裂缝的几率增加。除此之外,其他一些自然原因也会不可抵抗地导致混凝土裂缝。

3、防治混凝土裂缝的措施

对于根除混凝土在桥梁施工过程中的裂缝问题,首先需要从两个方面入手,那就是预防和治理。

3.1 预防混凝土裂缝的措施

公路桥梁等建筑施工过程中,对于裂缝这一大问题,预防是前提,对于如何预防混凝土裂缝我认为有一下几点措施。第一,要选择好的材料。好的材料是保证工程顺利进行的前提条件。所以在选择材料时尤其要注意,例如水泥的选择。在选用水泥品种时应该兼顾水泥水化热和收缩的作用,应该尽量选用低水热化、低收缩的水泥,由于水泥内矿物发热速率最快且发热量最大的是铝酸三钙,水泥越细则其发热速率越快,却不影响最终发热量,因此在选用水泥时最好选用矿渣硅酸盐水泥和火山灰水泥,此外应充分利用其后期强度以减少水泥用量,由于桥梁混凝土尤其是大体积混凝土施工工期很长,施工后不会在28d 内施加荷载,所以可将混凝土标准强度期适当延长,就是要充分利用其后期强度。再如是骨料的选择,桥梁混凝土所采用的粗骨料应该采用连续级配、粒径良好、低弹性模量的骨料,细骨料一般要控制它的细度模数在2.7 3.1 范围内,还应控制其含泥量最低,砂率一般最佳值为0.33,可以避免因砂率过高形成粗骨料多、细骨料少而增加收缩,容易导致开裂,此外应尽量降低砂石的吸水率以利于降低收缩。在外加剂的选择上也应该注意,因为在混凝土内掺加适量减水剂可以改善混凝土的易和性,并且可以降低水灰比以此来减少水泥用量。掺加缓凝剂不但可以延缓混凝土放热时时间而利于减少裂缝出现的概率,可以掺加膨胀剂用来代替水泥使混凝土产生适度膨胀,适度的膨胀可抵消混凝土内部分拉应力从而减少裂缝产生的可能性。还有就是粉煤灰。在混凝土内掺加粉煤灰不仅可以减少水泥用量,并且可以改善混凝土和易性,有利于增加其密实度,增加抗渗能力,还可以降低混凝土的最终收缩值,混凝土内的粉煤灰起物理填充作用还可以增强粉末效应,所以可增强密实度和减少沁水和离析现象,此外还可以延缓水化热峰值出现时间及降低温度峰值。第二,是施工控制。施工控制的措施主要包括以下几个方面:首先,要降低水灰比。适当降低混凝土水灰比可以在降低混凝土坍落度,目前市场上采用的混凝土坍落度超过规范要求,所以可以适当降低水灰比从而来减少振捣过程中混凝土表面产生的浮浆。其次,是拌合。拌和过程中要确保剂量准确,还要严格控制混凝土的出仓坍落度,此外还应该严控混凝土的出机温度和入模温度。然后就是通水冷却。浇筑前要预先埋设好冷却水管,浇筑完毕初期还应该通水对混凝土进行循环冷却目的是降低温度峰值,应该注意的是应控制通水时间用以避免温降幅度过大产生较大的温度应力引起裂缝的产生。还应该注意浇筑、振捣技术。混凝土浇筑要尽量采用分段、分层浇筑。还应控制上下层混凝土浇筑的时间间隔用以保证混凝土可以紧密结合,浇筑时间还应尽量避开太阳辐射较强的时间,浇筑后的混凝土振捣效果要保证密实和均匀一致,最终要表面泛浆,浇筑完毕后要及时将表面压实、抹平以预防表面裂缝生成。最后就是要注意砂浆层的处理。浇筑后的混凝土受初凝时间和气候、温度等条件影响在某些部位出现一些水泥砂浆层,对该砂浆层处理可采取洒一些干净的石子,然后用木抹子搓平使石子与砂浆层形成细石混凝土,然后对其进行二次抹压直至消除裂缝。

3.2 治理混凝土裂缝的措施

对于公路或桥梁的混凝土已经出现的裂缝,应该积极治理以避免更多的不测和损失,对于混凝土裂缝的治理主要有以下几方面,第一,就是要裂缝修补。裂缝修补又有很多措施,可以表面修补、灌浆法、嵌缝法、结构加固法等。其中表面修不法优势最为明显也是最为常见的裂缝修补方法。这种方法常常用以处理表面裂缝以及深度裂缝它的另一个优势就是对于混凝土的结构承载力影响很小。表面修补法,其作为裂缝修补的一种常用技术,正常情况下其做法就是在表面涂浆,也就是在混凝土裂缝的表面涂抹水泥浆。有些桥梁工程中采用环氧胶泥进行表面涂抹,有时由于拉力的存在,使混凝土裂缝继续开裂,此时可以在裂缝的表面粘附一些玻璃纤维布,以确保裂缝修补完整。第二,就是要加强对公路桥梁的养护。对浇筑后的混凝土养护措施不当也是裂缝成因之一,掺加缓凝剂的混凝土养护更为重要,混凝土浇筑并终凝完成后应及时对其进行养护,一般采取覆盖麻袋或草袋后洒水的措施,可是对于分多次浇筑的箱梁等构件,必须在顶板未浇筑前对腹板及底板养护则只能采取直接淋水,若在高温季节施工淋水的时间间隔控制十分重要。寒冷季节施工则应采取保温措施以防止混凝土被冻坏,适当的保温可以防止表面裂缝生成并可延长散热时间,有利于混凝土强度和材料松弛特性的发挥,湿养则可以保持在水泥硬化阶段提供湿润条件以防止混凝土表面由于脱水而生成干缩裂缝。

4、结语

公路桥梁无论是施工中还是施工后都容易产生裂缝,但是很多科学研究及成功的实际案例都告诉我们:只要我们能在施工前积极预防,在施工后及时治理裂缝,完全可以避危害结构的裂缝的产生,防治公路桥梁混凝土意义重大,然而完全可以避免危害结构裂缝的产生还是一个薄弱环节,目前,处理好接缝对路桥质量和工程效益具有重大意义。

参考文献

[1] 耿德伟. 水泥混凝土路面早期裂缝的成因分析及处治[J].大众科技,2004,(5):12-13

[2] 曾军. 浅论公路桥梁施工中预应力技术施工质量控制[J].质量论坛,2008,(07):89

[3] 刘朝菁. 浅谈混凝土裂缝的成因与防治[J]. 科技资讯,2006,(27):93__

 

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