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      道路橋梁混凝土開(kāi)裂原因及其施工質(zhì)量控制

      2015-08-15 00:51:34貴州路橋集團(tuán)有限公司貴州貴陽(yáng)550018
      江西建材 2015年14期
      關(guān)鍵詞:骨料體積水泥

      ■歐 強(qiáng),周 偉 ■貴州路橋集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550018

      1 道路橋梁混凝土開(kāi)裂的原因

      1.1 溫度的原因

      橋梁道路建設(shè)最基本的材料就是混凝土本身有著熱脹冷縮的特性,不論是因?yàn)橥獠凯h(huán)境的溫度變化,還是內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度的變化,都會(huì)使得橋梁的本身發(fā)生形變,這樣,在形變過(guò)程中又會(huì)受到各個(gè)部位變形的阻力,導(dǎo)致危險(xiǎn)產(chǎn)生,當(dāng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的拉應(yīng)力積累到一定程度就會(huì)產(chǎn)生裂縫,這種現(xiàn)象,我們常稱為溫度裂縫。而在實(shí)際施工中,溫度的變化無(wú)法預(yù)測(cè)和控制,所以實(shí)際工程中比較難以考慮。

      1.2 材料質(zhì)量不合格導(dǎo)致的裂縫

      材料這里主要是指混凝土材料,混凝土材料由水泥,骨料,拌合水,外加劑,砂,水泥等成分組成,如果質(zhì)量不合格,就會(huì)產(chǎn)生裂縫。所選砂石的粒徑過(guò)小,會(huì)使得混凝土空隙率過(guò)大,級(jí)配不良,從而所使用的水泥和拌合水也逐漸增加,這會(huì)導(dǎo)致混凝土的性能發(fā)生改變,當(dāng)然若使用特細(xì)的砂,問(wèn)題會(huì)更加明顯。因?yàn)樯笆卸歼€有云母成分,云母成分越多,水泥和骨料的粘接力越小,混凝土強(qiáng)度減弱;若砂石中泥量的成分很高,會(huì)增加水泥和拌合水的用量,可能會(huì)降低混凝土材料的抗?jié)B能力,抗凍結(jié)性能力等;而若砂石中有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)過(guò)多又會(huì)延緩水泥的硬化過(guò)程,從而改變水泥的性能。

      1.3 載重量對(duì)橋梁影響

      施工中如果沒(méi)有按照嚴(yán)格的順序進(jìn)行,施工人員對(duì)原材料的堆放的不注意,對(duì)施工器具的使用不善,又或者是隨意使用吊機(jī),車輛安裝運(yùn)輸?shù)炔僮?,在?duì)原來(lái)的道路橋梁受力特點(diǎn)不了解,跨度變化也不了解情況下,當(dāng)外力累積到一定程度,就會(huì)使得原有的穩(wěn)定狀態(tài)不再穩(wěn)定,道路橋梁結(jié)構(gòu)的載重量會(huì)發(fā)生不均勻現(xiàn)象,容易形成裂縫,這樣的裂縫被稱為荷載裂縫。

      2 道路橋梁混凝土開(kāi)裂的施工質(zhì)量控制措施

      2.1 施工材料的控制

      2.1.1 水泥

      道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的施工屬于大體積混凝土施工,大體積混凝土施工中水泥水化熱產(chǎn)生的內(nèi)外溫差是導(dǎo)致出現(xiàn)溫度應(yīng)力裂縫的主要原因。因此水泥的質(zhì)量控制是控制是大體積混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大體積混凝土所用水泥應(yīng)采用低水化熱、后期強(qiáng)度高的水泥,同時(shí)在施工過(guò)程中有必要采用相應(yīng)的外加劑輔助施工。另外,大體積混凝土施工中嚴(yán)禁使用安定性不良的水泥,防止養(yǎng)護(hù)和使用中產(chǎn)生膨脹性裂縫,影響工程質(zhì)量。

      2.1.2 粗細(xì)骨料

      橋梁混凝土施工中選用的砂石骨料應(yīng)據(jù)施工條件和在保證質(zhì)量的前提下,盡量選擇減少水泥用量,不僅可節(jié)省成本,還可以減少混凝土材料的收縮。若是在相同配合比的條件下,使用碎石的混凝土強(qiáng)度高,抗裂性能也較卵石的高。所以為達(dá)到大體積混凝土工程中抗裂的高要求,施工時(shí)宜采用碎石作為粗骨料。

      2.1.3 外加劑

      混凝土外加劑的使用可以改善混凝土和提升混凝土的性能,加入一種或多種外加劑復(fù)合使用,能有效提升混凝土性能的同時(shí)盡可能減低不利因素的作用。如減水劑可在保證混凝土滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的同時(shí)減少水泥用量等,通過(guò)多種方法防止混凝土產(chǎn)生開(kāi)裂。

      2.1.4 摻和料

      攪拌混凝土常用的摻和料常用的用粉煤灰、硅灰、磨細(xì)礦渣、燒粘土等,其中粉煤灰的應(yīng)用最為普遍。加入摻和料可以改善混凝土的部分性能,同時(shí)可降低成本,節(jié)約水泥用量。粉煤灰的添加對(duì)于大體積混凝土施工有著重要意義,特別是可以有效減少混凝土中水泥水化熱的產(chǎn)生中,從而減少裂縫出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

      2.2 施工工藝的控制

      2.2.1 拌和與振搗過(guò)程

      在混凝土攪拌過(guò)程中,投料可采用二次投料工藝,可有效提升拌合效果,增加混凝土的均勻性和粘結(jié)性,從而提高強(qiáng)度。在大體積混凝土基礎(chǔ)的垂直施工縫施工時(shí),應(yīng)盡可能采用二次振搗,一般宜在混凝土澆注后1 小時(shí)左右進(jìn)行。

      2.2.2 澆注過(guò)程

      大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)在施工條件允許的情況下,盡可能采取分層多次澆注,施工層的結(jié)合部應(yīng)按施工縫進(jìn)行處理以減少水化熱的產(chǎn)生和不利影響。每層澆筑的厚度可視具體情況而定,一般可在0.5-2.0m 范圍內(nèi),兩層澆筑時(shí)間的選擇宜在下層溫度有明顯下降,上層混凝土的熱量不會(huì)明顯影響到下層為準(zhǔn)。

      2.2.3 溫度控制

      混凝土攪拌中要注意水量的添加,尤其是在天氣炎熱的季節(jié)中,目的是為了降低或者控制混凝土的溫度。比如,夏季施工時(shí)要注意減少混凝土的澆筑厚度,方便混凝土的散熱。特殊情況下要注意在混凝土內(nèi)部增設(shè)降溫辦法,可確?;炷恋目沽研浴R?yàn)榛炷恋馁|(zhì)量越好,其抗裂性就越強(qiáng),所以為保證道路橋梁施工中混凝土質(zhì)量,我們也不能忽視混凝土的堆放、攪拌方式,或混凝土澆筑過(guò)程。

      2.2.4 特殊部位的施工

      橋梁施工中應(yīng)十分注意審查工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙,復(fù)核板厚、鋼筋等參數(shù)。施工中注意檢查鋼筋的直徑和間距、上下層鋼筋之間的有效高度、鋼筋的錨固長(zhǎng)度、下層鋼筋的保護(hù)層墊板厚度及分布等是否符合設(shè)計(jì)、施工規(guī)范要求?;炷翝仓r(shí),應(yīng)有專任施工技術(shù)人員進(jìn)行過(guò)程控制,專人負(fù)責(zé)呵呵管理,嚴(yán)格按照施工規(guī)范規(guī)定,嚴(yán)禁在現(xiàn)澆混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前拆模,重視事前控制,加強(qiáng)鋼筋工程的隱蔽驗(yàn)收。

      2.2.5 加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)

      經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明,混凝土常見(jiàn)的裂縫大都是由于溫度梯度造成的表面不同深度的裂縫,寒冷地區(qū)溫度驟降,非常容易形成裂縫,因此保溫對(duì)混凝土表面的早起裂縫有防止作用,從溫度角度來(lái)看,應(yīng)有以下要求:(1)防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面產(chǎn)生梯度;(2)防止混凝土超冷,應(yīng)盡量設(shè)法使混凝土施工期間的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度;(3)防止老混凝土面過(guò)冷,以減少新老混凝土間約束。

      3 施工混凝土裂縫處理的措施

      3.1 對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行有目的的加強(qiáng)

      當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受到施工裂縫的影響,穩(wěn)定性能受到干擾時(shí)就要有針對(duì)的進(jìn)行加強(qiáng),方法主要有常見(jiàn)的以下三種:(1)通過(guò)預(yù)應(yīng)力加固法增大橋梁結(jié)構(gòu)截面面積,增加支點(diǎn)數(shù)量來(lái)達(dá)到提高穩(wěn)定性的目的;(2)利用鋼板等部件對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固處理的方法;(3)通過(guò)繼續(xù)噴射混凝土的噴射法來(lái)達(dá)到補(bǔ)強(qiáng)加固,提高混凝土強(qiáng)度效果。

      3.2 表面修補(bǔ)

      表面修補(bǔ)法始終簡(jiǎn)單也最常用的方法,適用于表面淺層次裂縫處理,當(dāng)然一些影響不到整體承載力的深層次裂縫也可以采用此方法。操作具體如下:在找到裂縫位置后,可選用環(huán)氧膠泥或者是水泥等材料進(jìn)行表面涂抹處理,然后再用防腐性能的優(yōu)良材料在混凝土表秒涂刷,例如:瀝青,油漆。最后進(jìn)行覆蓋,可選用玻璃纖維布進(jìn)行裂縫處的黏貼覆蓋。這種方法可防止裂縫繼續(xù)開(kāi)裂。

      3.3 置換混凝土

      置換混凝土顧名思義,就是把原有的開(kāi)裂處混凝土清除掉,再灌入新的混凝土方法,這種方法適用于裂縫較嚴(yán)重的情況。

      3.4 化學(xué)防護(hù)

      化學(xué)防護(hù)采用的是電化學(xué)的相關(guān)原理,通過(guò)改變環(huán)境中的相關(guān)因素或者是使鋼材鈍化來(lái)發(fā)揮其良好的防腐功效。效果比較好的化學(xué)防護(hù)法有陰極防護(hù)法、氯鹽提取法以及堿性復(fù)原法。

      3.5 填充封堵法

      這種方法是將水泥漿及樹(shù)脂等膠結(jié)物壓入到裂縫中來(lái)達(dá)到加固效果。另外還可沿裂縫方向進(jìn)行開(kāi)鑿槽位,之后再將丁基橡膠等防水性能好的材料置入到槽位中去來(lái)發(fā)揮良好的填充加固作用。

      4 結(jié)語(yǔ)

      綜上,據(jù)對(duì)橋梁混凝土工程常見(jiàn)裂縫原因分析,我們應(yīng)在施工過(guò)程及養(yǎng)護(hù)過(guò)程中多方控制,預(yù)防各類裂縫出現(xiàn),保證橋梁質(zhì)量和安全使用。如裂縫已產(chǎn)生,則要通過(guò)對(duì)裂縫產(chǎn)生原因深入分析并采取對(duì)應(yīng)措施。

      [1]王武田.淺談公路橋梁產(chǎn)生裂縫的原因與防治[J].價(jià)值工程,2011(30).

      [2]顧慶,伍金華,董晴.關(guān)于橋梁施工裂縫原因和防治措施的研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2011(Z1).

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