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【摘 要】 公路桥梁作为重要的交通设施,其施工质量对于人们的生产生活造成很大的影响。但是混凝土结构裂缝问题目前在公路桥梁建设中普遍存在,影响了道路桥梁作用的发挥。基于此,文章对公路桥梁混凝土裂缝及控制措施进行分析,以期能够提供一个借鉴。
【关键词】 公路桥梁;混凝土裂缝;控制措施
1.路桥施工中混凝土出现的问题
首先,抗拉力过小。混凝土的组成成分一般包括碎石、卵石、水泥和水,将这些物质充分拌匀再经过硬化产生的人造材料便是混凝土。这些材料中砂石、卵石等起到的是骨架作用,还能防止水泥的过渡收缩;水泥和水组成的水泥浆则负责填充骨料间隙,保证骨料表面的平整。硬化之前的水泥浆具有润滑性,可以使混凝土拌合物具有良好的工作性能,硬化之后则有助于骨料凝结,使混凝土整体更加坚固。可是,混凝土原材料中除了水都为易碎材料,抗拉力差,如果混凝土受到外力发生形变,即使力量较小,也会使混凝土结构受力断裂。其次,混凝土的弹性过小。抗压强度高是混凝土材料的独有特性,可是混凝土结构的弹性却比较小,如果路桥表面所承受的负载太大或是受到的荷载力不均匀,则路面结构就无法将负载力进行扩散和均匀分摊,最终将会使路桥结构的某个零件不堪重负而出现裂缝。
再次,混凝土结构易发生形变。混凝土结构同其他材料一样,也有着热胀冷缩的特性,如果外界环境或内部的温度产生突变,则混凝土本身也会发生改变。并且这种形变也会使混凝土内部出现应力,如果这种应力远远超过混凝土结构的抗拉强度便会产生裂缝。特别是进行实际施工时,混凝土很快就会凝结硬化,硬化过程中水分子会被慢慢蒸发,温度降低的同时体积也会减少,这是产生变形的一方面原因。另一方面,混凝土表层水分损失速度快,但内部却慢,这便会使混凝土表面和内部的收缩比例不均匀,内部结构限制了混凝土的表面形变,使混凝土表面承受的拉力大于其可承受的极限,最终导致裂缝出现。
最后,混凝土结构的耐久性较差。混凝土结构的最大优势一直是耐久性较好,但路桥工程的飞速发展,混凝土的广泛使用,人们发现混凝土的耐久性越来越无法满足人们的需求。抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性是耐久性的主要表现,经过科学研究得出,混凝土的抗渗能力是非常好的,但是抗冻性和抗侵蚀性却比较差。在环境环境中承受了数次的冰冻和融化仍能恢复其本身强度和完整性的能力称为混凝土抗冻性。可一般的混凝土在环境温度小于零度时便会使膨胀力增加,使自身强度减小的同时导致裂缝产生。在酸碱盐等恶劣条件的腐蚀下表现出较好的抵抗力称为混凝土的抗侵蚀性。不过现今环境质量的不断下降、混凝土质量的偏差或是保护层厚度过小等因素的影响,都使混凝土严重的受到了二氧化碳的侵蚀,这不但会使混凝土强度降低还会使混凝土的耐久性变差。
2.混凝土裂缝成因
公路桥梁混凝土裂缝产生的原因相当复杂,大多数都是几种因素互相影响的结果。当然,每一条裂缝都有其产生的一种或几种主要因素。在混凝土构件出现裂缝后,应认真分析裂缝产生的原因,从而判断其对混凝土构件的危害程度,进而采取有效措施。
2.1荷载
混凝土因受到过重的负荷,承重能力超过正常值而导致裂缝的出现。分析荷载裂缝的原因,主要归纳为直接应力裂缝和次应力裂缝两种情况。
2.1.1直接应力裂缝
该类裂缝主要是由于桥梁的混凝土受到外力重压后,产生了直接应力而出现裂缝,如桥梁遇地质灾害而导致的裂缝。
2.1.2次应力裂缝
该类裂缝指公路桥梁的混凝土受到外界的荷载后,由于次应力而导致的裂缝,如配筋、桥梁内应力的设计不科学以及材料运输时的疏漏等。
2.2温度
混凝土具有热胀冷缩的性质,当它受到水泥水化放热、大气及周围温度变化、阳光照射等因素的影响时,会出现因冷热变化而产生收缩或膨胀,进而产生温度应力。当温度应力超过混凝土强度时,裂缝就产生了。
2.3原材料质量
组成混凝土的原材料主要有水泥、砂、水、骨料和外加剂等。如果这些原材料的质量不合格,也可能会导致裂缝的出现。如砂石级配差、砂石含泥量超标、拌和用水或外加剂中含有氯化物等杂质、骨料中含泥性硅化物等,这些都会腐蚀钢筋,进而产生裂缝问题。
2.4施工工艺
在钢筋混凝土结构的浇筑、起模、运输、吊装以及拼装过程中,由于施工人员技术的不成熟或责任意识不强,都有可能产生施工质量问题,进而产生各种各样的混凝土裂缝。
3.公路桥梁混凝土裂缝控制措施分析
3.1对混凝土的材料进行控制
公路桥梁混凝土主要材料包括水泥、砂、碎石、水、外加剂等。从材料角度控制混凝土產生裂缝,同一分项工程混凝土原材料质量、产地、级配、母材强度、材质化学成分要基本保持一致。原材料的强度不同则会导致同一部位的混凝土之间有强度差异,这种强度差异会导致微观的结构性裂缝。混凝土每一档单质材料最好都要经过水洗,确保材料表面无泥土石粉等杂质,因为如果不进行水洗,这种杂质分布的不均匀性会导致同一搅拌批混凝土质量的不均匀。同一水泥用量的混凝土与碎石等材料的结合力不均、相同搅拌时间水泥混凝土中水泥分布不均,导致混凝土强度分布不均匀。不同产地碎石不得混用。不同产地碎石的物理化学性质会有所不同,这样就会产生碎石与水泥的结合质量不同,会产生细微裂缝。
3.2降低温度混凝土裂缝的影响
混凝土材料会因温度变化产生热胀冷缩,温度变化会导致混凝土变形受到的约束不同,局部应力不均会导致裂缝。要减少温度原因对混凝土裂缝的影响就要从混凝土的搅拌开始控制。砂、碎石、水等原材料储存条件要相同,碎石、砂要有防雨棚,这样可以保证每种材料在拌制前材料自身的温度基本一致,水温保持恒定。以确保混凝土出料温度一致,混凝土入模温度控制在10~32℃之间的尽量小的波动范围内。根据施工时的气温条件及水泥的水化热控制好混凝土内部温度与外界温度差。减少这种温度差导致的混凝土裂缝,大体积混凝土应设置内部散热措施。在混凝土强度未达到设计值前做好混凝土保温措施防止外界温度变化对混凝土表面温度的影响。温度变化控制在10℃/h。 3.3加强混凝土的养护工作
混凝土养护不当会导致混凝土出现裂缝。混凝土一般在强度达到2.5MPa时可以拆模,拆模后要及时保湿养护。现场施工混凝土应该先雾化喷施保湿,然后用塑料薄膜覆盖密封。或者先覆盖土工布然后洒水,再在外面包裹塑料薄膜防止水分散失过快,保湿保温。养护应注意控制好混凝土表面温度、昼夜温差。养护宜在混凝土强度达到100%后才能拆除养护设施。梁板、桥面铺装等结构层较薄的混凝土工程不利于保湿养生,水分散失更快,更容易因养护不当产生裂缝。
3.4混凝土施工中裂缝补修控制
对于施工过程中已出现的裂缝,必须及时进行补修以防止裂缝扩大。修补时也应对症下药,即分析裂缝产生的原因后选择较妥帖的补修措施,具体的补修措施包括以下几种。
3.4.1嵌缝补修
嵌缝修补是指先在混凝土裂缝处进行开槽,然后将止水的材料注人开好的槽里。该方法不仅可以保证裂缝外观的平整,而且可以对裂缝进行封堵。
3.4.2表面补修
表面补修通常是在裂缝表面涂上水泥浆进行修补,有时也可以使用环氧胶泥进行涂抹。另外,在裂缝表面,一些玻璃纤维布可以确保修补的完整性。该方法适用于混凝土裂缝在补修后仍继续开裂的情况。
3.2.3灌浆补修
当桥梁要求具有一定的防渗性,或者混凝土裂缝又深又宽且对桥梁结构产生严重影响时,必须采取灌浆修补方法。该方法利用真空压力装置将浆质料压进裂缝之中,随着时间的推移,浆质料不断硬化并与混凝土形成一个稳定的整体,以达到消除裂缝的目的。通常情况下,浆质料一般选用水泥浆或者是环氧聚合物;当裂缝比较严重时,可以用聚氨醋或者甲基丙烯酸醋等作为浆质料。
4.结束语
基于上述分析可以发现,在路桥工程中的混凝土浇筑技术还存在着许多缺陷,需要加以改進。所以在实际的施工过程中,要加强混凝土原材料、温度以及施工的控制,从而降低裂缝出现的几率。
参考文献:
[1]常惠宗.公路桥梁施工中混凝土裂缝的原因及对策分析[J].黑龙江交通科技,2014,01:94.
[2]沈应祥.公路桥梁混凝土裂缝的产生原因与防治措施[J].黑龙江交通科技,2014,07:136.
[3]蔡庆广,李宜江.公路桥梁混凝土裂缝的成因及预防措施[J].科技致富向导,2014,12:315.
【关键词】 公路桥梁;混凝土裂缝;控制措施
1.路桥施工中混凝土出现的问题
首先,抗拉力过小。混凝土的组成成分一般包括碎石、卵石、水泥和水,将这些物质充分拌匀再经过硬化产生的人造材料便是混凝土。这些材料中砂石、卵石等起到的是骨架作用,还能防止水泥的过渡收缩;水泥和水组成的水泥浆则负责填充骨料间隙,保证骨料表面的平整。硬化之前的水泥浆具有润滑性,可以使混凝土拌合物具有良好的工作性能,硬化之后则有助于骨料凝结,使混凝土整体更加坚固。可是,混凝土原材料中除了水都为易碎材料,抗拉力差,如果混凝土受到外力发生形变,即使力量较小,也会使混凝土结构受力断裂。其次,混凝土的弹性过小。抗压强度高是混凝土材料的独有特性,可是混凝土结构的弹性却比较小,如果路桥表面所承受的负载太大或是受到的荷载力不均匀,则路面结构就无法将负载力进行扩散和均匀分摊,最终将会使路桥结构的某个零件不堪重负而出现裂缝。
再次,混凝土结构易发生形变。混凝土结构同其他材料一样,也有着热胀冷缩的特性,如果外界环境或内部的温度产生突变,则混凝土本身也会发生改变。并且这种形变也会使混凝土内部出现应力,如果这种应力远远超过混凝土结构的抗拉强度便会产生裂缝。特别是进行实际施工时,混凝土很快就会凝结硬化,硬化过程中水分子会被慢慢蒸发,温度降低的同时体积也会减少,这是产生变形的一方面原因。另一方面,混凝土表层水分损失速度快,但内部却慢,这便会使混凝土表面和内部的收缩比例不均匀,内部结构限制了混凝土的表面形变,使混凝土表面承受的拉力大于其可承受的极限,最终导致裂缝出现。
最后,混凝土结构的耐久性较差。混凝土结构的最大优势一直是耐久性较好,但路桥工程的飞速发展,混凝土的广泛使用,人们发现混凝土的耐久性越来越无法满足人们的需求。抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性是耐久性的主要表现,经过科学研究得出,混凝土的抗渗能力是非常好的,但是抗冻性和抗侵蚀性却比较差。在环境环境中承受了数次的冰冻和融化仍能恢复其本身强度和完整性的能力称为混凝土抗冻性。可一般的混凝土在环境温度小于零度时便会使膨胀力增加,使自身强度减小的同时导致裂缝产生。在酸碱盐等恶劣条件的腐蚀下表现出较好的抵抗力称为混凝土的抗侵蚀性。不过现今环境质量的不断下降、混凝土质量的偏差或是保护层厚度过小等因素的影响,都使混凝土严重的受到了二氧化碳的侵蚀,这不但会使混凝土强度降低还会使混凝土的耐久性变差。
2.混凝土裂缝成因
公路桥梁混凝土裂缝产生的原因相当复杂,大多数都是几种因素互相影响的结果。当然,每一条裂缝都有其产生的一种或几种主要因素。在混凝土构件出现裂缝后,应认真分析裂缝产生的原因,从而判断其对混凝土构件的危害程度,进而采取有效措施。
2.1荷载
混凝土因受到过重的负荷,承重能力超过正常值而导致裂缝的出现。分析荷载裂缝的原因,主要归纳为直接应力裂缝和次应力裂缝两种情况。
2.1.1直接应力裂缝
该类裂缝主要是由于桥梁的混凝土受到外力重压后,产生了直接应力而出现裂缝,如桥梁遇地质灾害而导致的裂缝。
2.1.2次应力裂缝
该类裂缝指公路桥梁的混凝土受到外界的荷载后,由于次应力而导致的裂缝,如配筋、桥梁内应力的设计不科学以及材料运输时的疏漏等。
2.2温度
混凝土具有热胀冷缩的性质,当它受到水泥水化放热、大气及周围温度变化、阳光照射等因素的影响时,会出现因冷热变化而产生收缩或膨胀,进而产生温度应力。当温度应力超过混凝土强度时,裂缝就产生了。
2.3原材料质量
组成混凝土的原材料主要有水泥、砂、水、骨料和外加剂等。如果这些原材料的质量不合格,也可能会导致裂缝的出现。如砂石级配差、砂石含泥量超标、拌和用水或外加剂中含有氯化物等杂质、骨料中含泥性硅化物等,这些都会腐蚀钢筋,进而产生裂缝问题。
2.4施工工艺
在钢筋混凝土结构的浇筑、起模、运输、吊装以及拼装过程中,由于施工人员技术的不成熟或责任意识不强,都有可能产生施工质量问题,进而产生各种各样的混凝土裂缝。
3.公路桥梁混凝土裂缝控制措施分析
3.1对混凝土的材料进行控制
公路桥梁混凝土主要材料包括水泥、砂、碎石、水、外加剂等。从材料角度控制混凝土產生裂缝,同一分项工程混凝土原材料质量、产地、级配、母材强度、材质化学成分要基本保持一致。原材料的强度不同则会导致同一部位的混凝土之间有强度差异,这种强度差异会导致微观的结构性裂缝。混凝土每一档单质材料最好都要经过水洗,确保材料表面无泥土石粉等杂质,因为如果不进行水洗,这种杂质分布的不均匀性会导致同一搅拌批混凝土质量的不均匀。同一水泥用量的混凝土与碎石等材料的结合力不均、相同搅拌时间水泥混凝土中水泥分布不均,导致混凝土强度分布不均匀。不同产地碎石不得混用。不同产地碎石的物理化学性质会有所不同,这样就会产生碎石与水泥的结合质量不同,会产生细微裂缝。
3.2降低温度混凝土裂缝的影响
混凝土材料会因温度变化产生热胀冷缩,温度变化会导致混凝土变形受到的约束不同,局部应力不均会导致裂缝。要减少温度原因对混凝土裂缝的影响就要从混凝土的搅拌开始控制。砂、碎石、水等原材料储存条件要相同,碎石、砂要有防雨棚,这样可以保证每种材料在拌制前材料自身的温度基本一致,水温保持恒定。以确保混凝土出料温度一致,混凝土入模温度控制在10~32℃之间的尽量小的波动范围内。根据施工时的气温条件及水泥的水化热控制好混凝土内部温度与外界温度差。减少这种温度差导致的混凝土裂缝,大体积混凝土应设置内部散热措施。在混凝土强度未达到设计值前做好混凝土保温措施防止外界温度变化对混凝土表面温度的影响。温度变化控制在10℃/h。 3.3加强混凝土的养护工作
混凝土养护不当会导致混凝土出现裂缝。混凝土一般在强度达到2.5MPa时可以拆模,拆模后要及时保湿养护。现场施工混凝土应该先雾化喷施保湿,然后用塑料薄膜覆盖密封。或者先覆盖土工布然后洒水,再在外面包裹塑料薄膜防止水分散失过快,保湿保温。养护应注意控制好混凝土表面温度、昼夜温差。养护宜在混凝土强度达到100%后才能拆除养护设施。梁板、桥面铺装等结构层较薄的混凝土工程不利于保湿养生,水分散失更快,更容易因养护不当产生裂缝。
3.4混凝土施工中裂缝补修控制
对于施工过程中已出现的裂缝,必须及时进行补修以防止裂缝扩大。修补时也应对症下药,即分析裂缝产生的原因后选择较妥帖的补修措施,具体的补修措施包括以下几种。
3.4.1嵌缝补修
嵌缝修补是指先在混凝土裂缝处进行开槽,然后将止水的材料注人开好的槽里。该方法不仅可以保证裂缝外观的平整,而且可以对裂缝进行封堵。
3.4.2表面补修
表面补修通常是在裂缝表面涂上水泥浆进行修补,有时也可以使用环氧胶泥进行涂抹。另外,在裂缝表面,一些玻璃纤维布可以确保修补的完整性。该方法适用于混凝土裂缝在补修后仍继续开裂的情况。
3.2.3灌浆补修
当桥梁要求具有一定的防渗性,或者混凝土裂缝又深又宽且对桥梁结构产生严重影响时,必须采取灌浆修补方法。该方法利用真空压力装置将浆质料压进裂缝之中,随着时间的推移,浆质料不断硬化并与混凝土形成一个稳定的整体,以达到消除裂缝的目的。通常情况下,浆质料一般选用水泥浆或者是环氧聚合物;当裂缝比较严重时,可以用聚氨醋或者甲基丙烯酸醋等作为浆质料。
4.结束语
基于上述分析可以发现,在路桥工程中的混凝土浇筑技术还存在着许多缺陷,需要加以改進。所以在实际的施工过程中,要加强混凝土原材料、温度以及施工的控制,从而降低裂缝出现的几率。
参考文献:
[1]常惠宗.公路桥梁施工中混凝土裂缝的原因及对策分析[J].黑龙江交通科技,2014,01:94.
[2]沈应祥.公路桥梁混凝土裂缝的产生原因与防治措施[J].黑龙江交通科技,2014,07:136.
[3]蔡庆广,李宜江.公路桥梁混凝土裂缝的成因及预防措施[J].科技致富向导,2014,12:315.