王海龍

【摘要】當(dāng)前，公路與橋梁的建設(shè)對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。雖然人們采取了各種防治措施，但是公路與橋梁混凝土出現(xiàn)裂縫一直是公路與橋梁建設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)較普遍卻難以解決的問(wèn)題。其主要原因是施工人員甚至設(shè)計(jì)人員沒有充分重視公路與橋梁建設(shè)過(guò)程中溫度應(yīng)力的變化。對(duì)公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治進(jìn)行了闡述，希望為今后的公路與橋梁建設(shè)過(guò)程中提供指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】公路與橋梁；混凝土；施工溫度；裂縫；防治策略

公路與橋梁是我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支撐，另外公路與橋梁的建設(shè)需要大量的人力與物力，混凝土裂縫不僅減少了它們的使用年限，而且也為人民的生命安全帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅，所以減少混凝土裂縫的出現(xiàn)是具有重要意義的。裂縫的形成是多種因素造成的，所以對(duì)于裂縫的控制首先需要明確其產(chǎn)生的原因。

一、混凝土施工溫度與裂縫因素探析

（一）溫度的應(yīng)力的形成與影響

在混凝土當(dāng)中，溫度應(yīng)力的形成需要經(jīng)歷三個(gè)過(guò)程，分別是早期，從混凝土澆筑完成到放熱結(jié)束為止，一般需要30d，在此期間，水泥將釋放大量水化熱，致使混凝土彈性模量發(fā)生劇烈變化，進(jìn)而于內(nèi)部生成應(yīng)力；中期，從放熱結(jié)束到混凝土性質(zhì)穩(wěn)定為止，該時(shí)期混凝土彈性模量無(wú)明顯變化，但早期余下應(yīng)力與受溫差變化而產(chǎn)生的應(yīng)力將相互重疊；晚期，從混凝土完全冷卻下來(lái)后開始，此階段出現(xiàn)的溫度應(yīng)力一般是因外界溫度變化過(guò)大所導(dǎo)致，且會(huì)與早期、中期應(yīng)力共同重疊。

溫度應(yīng)力對(duì)混凝土造成的影響主要有兩個(gè)方面：一是約束應(yīng)力，是由于結(jié)構(gòu)的個(gè)別邊界或全部邊界受到外界因素的抑制，導(dǎo)致其不能任意變形而引發(fā)的應(yīng)力，該種溫度應(yīng)力常與干縮應(yīng)力相互結(jié)合而產(chǎn)生共同作用。施工人員要預(yù)測(cè)混凝土溫度應(yīng)力，只有全方位掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況、溫度及混凝土配合比等種種信息才可實(shí)現(xiàn)。二是自生應(yīng)力，即結(jié)構(gòu)邊界缺乏任何制約力量，使得結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)固狀態(tài)，在該種情況下，其內(nèi)部發(fā)生的任何非線性分布都會(huì)由于結(jié)構(gòu)自身力量相互制約而形成溫度應(yīng)力。

（二）裂縫的發(fā)生原因

混凝土發(fā)生裂縫主要是由三個(gè)因素所引起，一是施工前準(zhǔn)備階段由于未重視混凝土配合比，使得混凝土不僅水灰比穩(wěn)定性不足，材質(zhì)不均勻，且還在澆筑期間發(fā)生離析現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土裂縫的發(fā)生；此外，在通常情況下，設(shè)計(jì)均會(huì)要求不出現(xiàn)或只能出現(xiàn)一點(diǎn)拉力，但在個(gè)別施工現(xiàn)場(chǎng)，混凝土內(nèi)部往往存在較大拉應(yīng)力，甚至超過(guò)其外部荷截的應(yīng)力，而混凝土一旦受到較長(zhǎng)時(shí)間的拉應(yīng)力，就不可避免會(huì)產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。二是混凝土可受氣溫影響，若在澆筑與養(yǎng)護(hù)期間出現(xiàn)氣溫溫差過(guò)大情況，則極易在混凝土表面形成拉應(yīng)力，增加裂縫發(fā)生率；同時(shí)，混凝土在澆筑后會(huì)持續(xù)釋放水化熱，致內(nèi)部溫度升高，于表面形成拉應(yīng)力，而在后期降溫階段，則會(huì)在內(nèi)部形成拉應(yīng)力，可見，若不做好澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作，同樣會(huì)加大混凝土裂縫風(fēng)險(xiǎn)。三是沒有對(duì)混凝土材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格要求，不僅材質(zhì)呈脆性、不均勻性，且整體結(jié)構(gòu)也不合理，這種混凝土極易受內(nèi)外溫度與濕度的影響而產(chǎn)生裂縫。

二、混凝土的施工溫度與裂縫防治策略

（一）施工前準(zhǔn)備階段混凝土原材料與配合比優(yōu)化對(duì)策

由上可知，混凝土在施工期間發(fā)生裂縫的常見因素是由原材料與配合比不合標(biāo)準(zhǔn)所致，因此，在施工前準(zhǔn)備階段應(yīng)采取以下措施以保證混凝土質(zhì)量。首先，在選用混凝土配合比材料前應(yīng)對(duì)工程的整體概況有大致了解，能掌握工程基本的設(shè)計(jì)要求及工程對(duì)承載力的標(biāo)準(zhǔn)，而后再以這些信息為依據(jù)選擇適宜的混凝土配合比材料，其中特別要注意的是水泥品種與等級(jí)的選擇，若水泥等級(jí)過(guò)低，將會(huì)對(duì)混凝土的剛性與強(qiáng)度造成影響，進(jìn)而降低路橋工程質(zhì)量，而若水泥等級(jí)過(guò)高，則會(huì)由于在混凝土中釋放過(guò)量水化熱而令混凝土產(chǎn)生裂縫。其三，相關(guān)施工人員在施工前必須對(duì)補(bǔ)償收縮技術(shù)有一定程度的了解，以保證該技術(shù)在施工期間中得到正確合理的運(yùn)用。

（二）施工階段溫度控制對(duì)策

溫度控制不善是導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫的重要原因，為了避免施工階段形成溫度裂縫，需要實(shí)行下述措施。首先，在氣候炎熱的條件下實(shí)行路橋工程混凝土澆筑作業(yè)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制澆筑厚度，以不超過(guò)50cm厚度為宜，以確?；炷翢岫饶茉诙虝r(shí)間內(nèi)經(jīng)由表面散去，同時(shí)，在澆筑第二層時(shí)必須注意澆筑速度，盡可能保證在第一段混凝土初凝前完成澆筑。其次，參考路橋工程混凝土澆筑面積，取一定數(shù)目測(cè)溫管分別置入混凝土上、中、下等3個(gè)部位，并規(guī)定混凝土內(nèi)外溫度檢測(cè)時(shí)間，通常情況下，1-4d時(shí)，每2h 檢測(cè)一次，5-7d時(shí)，每4h檢測(cè)一次，8-15d時(shí)，每24h檢測(cè)一次，在對(duì)溫度做好觀察記錄的同時(shí)，要將路橋混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。其三，混凝土拆模不可任意實(shí)施，否則混凝土將因溫度驟變而受刺激，于表面形成拉應(yīng)力，為此，應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況明確科學(xué)的拆模時(shí)間。其四，優(yōu)化保溫養(yǎng)護(hù)措施，澆筑完成后，取塑料薄膜先覆蓋一層，而后取厚度8-10cm 左右、以鋸末填充的麻袋進(jìn)行中層覆蓋，最后取巖棉覆蓋1-2層，每層厚度10cm。

（三）養(yǎng)護(hù)階段冷卻管降溫對(duì)策

由于混凝土硬化期間其內(nèi)部將釋放大量熱量致溫度升高，為此，可通過(guò)預(yù)先在其結(jié)構(gòu)內(nèi)部布置冷卻管路，于澆筑完成后立刻開啟水流來(lái)達(dá)到降溫目的。通常情況下，進(jìn)水溫度為10℃以下時(shí)，水流時(shí)速應(yīng)為1500L/h，如進(jìn)水溫度偏高，則水流時(shí)速也應(yīng)適當(dāng)調(diào)快；同時(shí)，還應(yīng)合理設(shè)置冷卻水出口，確保冷卻管排水不會(huì)對(duì)施工部位產(chǎn)生不良影響，另外，為提高水利用率，在混凝土全部完成初凝后可根據(jù)情況對(duì)混凝土實(shí)施蓄水保溫養(yǎng)護(hù)措施。養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，由于冷卻管為中空，若不采取任何措施將會(huì)對(duì)混凝土整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度造成影響，為此，可實(shí)施真空壓漿或注漿措施將空管填滿，從而使混凝土性能得到保證。

總之，隨著生產(chǎn)生活活動(dòng)及車輛地不斷增加，公路與橋梁所需要承受的荷載也越來(lái)越高。混凝土裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)減少工程的使用年限也會(huì)給人民的安全帶來(lái)威脅，有效地對(duì)裂縫進(jìn)行控制是保證我國(guó)繼續(xù)向前發(fā)展的重要舉措。相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)于混凝土生產(chǎn)工藝的引進(jìn)與研發(fā)，另外還要加強(qiáng)對(duì)于施工單位的監(jiān)督力度，避免在混凝土的制作過(guò)程中出現(xiàn)偷工減料或者以次充好現(xiàn)象的發(fā)生。

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