本站原创摘 要 ：混凝土裂缝是路桥工程常见的质量通病,经常困扰着路桥工程技术人员,本文针对混凝土裂缝的起因,从原料配比、化学反应、施工等方面分析了混凝土裂缝产生的原因,并针对性地提出了相应的混凝土裂缝防治措施,以指导实践,保证道路桥梁工程质量.
关 键 词 ：混凝土裂缝 防治措施 路桥施工
裂缝是固体材料的某种不连续现象,混凝土裂缝是混凝土材料中的不连续现象,路桥工程施工中应该采取各种措施尽量避免混凝土裂缝问题的产生.由于混凝土自身特性等问题,即使在施工当中小心谨慎,混凝土裂缝问题仍会时常出现.混凝土裂缝问题对混凝土路桥工程有着致命的伤害.如果混凝土裂缝存在和发展会使混凝土路桥的内部钢筋等材料裸露,由于自然因素等因素对钢筋产生腐蚀,必然会降低钢筋混凝土结构的性能,路桥工程的承载能力和使用年限,自身的抗渗能力等方面都会受到影响.
一、混凝土裂缝产生的原因
1.1原材料配比不合理
混凝土主要材料是水泥、拌和骨料、水、砂及外加剂按特定比例混合组成.如果混凝土所采用的原材料品质不合格,会导致钢筋混凝土结构内出现混凝土裂缝.在选择粗细集料时,必须确保含泥量的标准.如果含泥量过高会造成混凝土浇筑后收缩增大,混凝土强度降低,还会使混凝土发生渗水等问题.保含泥量过高主要体现在混凝土干燥后,表面会产生无规则的网状混凝土裂缝.拌和用水的选择,外加剂的添加都要结合工程实际情况.拌和用水和外加剂一般都含有一定比例的氯化物等杂质,这些化学物质会锈蚀钢筋,降低桥梁的承载能力.如果拌和用水和外加剂的碱含量过高就会与骨料发生反应,对结构产生影响.水泥的等级也是影响混凝土裂缝的原因之一,一般水泥的等级、细度、早强都会影响混凝土结构.
1.2混凝土发生化学反应
混凝土收缩混凝土裂缝的主要表现为表面出现混凝土裂缝,混凝土裂缝的宽度一般较为细小,无规则的龟裂状.混凝土在不受外力的情况下,会发生收缩这种自发变形.当受到外部约束作用时,混凝土就会产生拉应力导致其开裂.这种体积变形主要发生在硬化初期和后期,硬化初期的水泥在凝固结硬过程中体积发生变化,后期是内部自由水分蒸发导致的干缩变形.
水泥水化热也是发生混凝土收缩混凝土裂缝原因之一.水泥在水化过程中会放出大量的热,由于散热不均匀,使混凝土内部的温度一般比表面高很多.尤其对于大型的混凝土结构来讲,温差会更加严重.混凝土内部和表面的散热导致的温度梯度,使混凝土内部发生压应力,表面却是拉应力,当作用力超过混凝土承受的极限时,表面就会产生混凝土裂缝.
1.3温度等外部自然环境的影响
混凝土也具有热胀冷缩的性质.外界气候的变动会促使混凝土结构产生混凝土裂缝.桥梁部分主体结构受到太阳曝晒后,曝晒部分和阴凉部分呈非线形的温度梯度.桥梁本身的约束作用和温度导致的局部拉应力,都促使混凝土结构出现混凝土裂缝.混凝土结构内部受到浇筑温度,水泥水化释放的温度和自然条件对其产生的温度的影响,如果外界环境温度发生巨大变动就会增大混凝土结构的内外温度梯度,产生温度应力,引发混凝土结构局部开裂.严冬天气引起的冻胀混凝土裂缝.在大气气温低于0℃的情况下,游离在混凝土结构中的水转变成冰,混凝土体积膨胀不均匀,并且由于混凝土未完全粘合强度较低,就会有混凝土裂缝出现.
1.4不正确的施工的影响
混凝土在施工过程中过分振动搅拌,模板、垫层未吸收足够的水分,这些原因都会引起凝缩混凝土裂缝.混凝土在浇捣到建筑体后,抹干压光时间过久会使细骨料浮至表面,形成水泥浆层.水泥浆含有大量的氢氧化钙会与空气中二氧化碳发生化学反应,导致混凝土板面体积收缩出现龟裂现象.由于一般施工都是露天作业,钢筋都会发生一定的锈蚀,这会导致混凝土结合部充分发生混凝土裂缝.由于施工是分段进行的,混凝土结构一般会分段进行浇筑,如果处理不好接头部位的浇筑,在新旧混凝土之间比较容易出现混凝土裂缝.
1.5地基沉降引起的混凝土裂缝
桥梁的地基竖向受力不均发生沉降,混凝土结构间产生额外应力,当超出其自身的抗拉能力,混凝土裂缝就会产生.
二、施工过程混凝土裂缝的防治措施
优化混凝土材料的配合比例,对其主要材料水泥的用量要严格控制.从目前的施工实践技能可以得出合理原材料配合比例是防止混凝土裂缝出现的关键.针对混凝土要求的强度等级,充分考虑材料质量会引发结构变动,按照施工条件的差异,设计出一份合理的混凝土材料的配合比例.由于施工现场材料使用,环境变化会和计划量出现不一致,施工单位要根据施工现场的实际情况,及时调整混凝土材料的配合比例,有效地防止混凝土裂缝的产生.
钢筋施工质量好坏直接影响到整个工程质量.确保钢筋施工质量,首先得确保钢筋在排布时的间距合理均匀,设计好钢筋接头位置排布.合理设置保护层垫块位置和间距,用统一垫块有效固定.应根据负筋直径设置足够的钢筋马蹬,以防止负筋踩下不能上提复位.审核支架和模板等专项方案,确保支架和模板的拉伸刚度,应力强度,结构稳定性符合要求.模板的接缝处要严密焊接,不能出现漏浆现象.标示浇筑后立柱高度,确保混凝土结构的整体高度和平整度.浇筑前,对支架结构、模板、钢筋结构、保护层垫进行认真检查,确保它们符合设计要求后才可浇筑.
在混凝土的浇筑期间,必须要求专人检查确保支架、模板、钢筋是否稳固.结合设计图纸,规范浇筑工艺,在施工过程中浇筑混凝土时,确保混凝土的厚度,注入顺序,浇筑方向的正确实施.对需要振动的部位操作时,施工人员必须确保振动后该部位密实不动.密实主要表现为混凝土停止下沉,表面不再冒出气泡呈现泛浆.在混凝土初凝后和终凝前都应该对裸露部分及时进行必要的修理,用铁抹子对表面进行压抹,将表面拉毛增强混凝土表面的密实程度,防止收缩混凝土裂缝的出现.
施工中加强钢筋、模板的质量检查的力度,确保钢筋的合理摆放位置,预防应力变化发生混凝土裂缝.严格把握混凝土结构的拆模时间,防止混凝土还未完全凝结,在缺乏内部约束时混凝土结构的表面引起温度混凝土裂缝.
在拆模时,需要工作经验丰富的施工人员来操作.避免敲击、振动使表面产生混凝土裂缝.加强混凝土浇筑成型后初期保湿养护工作.养护的目的是使其表面维持适当的湿度,确保混凝土内部充分水化.合理的养护可以提高结构强度,对于混凝土后期的质量控制有重要意义.养护的具体操作是在混凝土完成浇筑后,对表面及时覆盖和洒水,确保混凝土的温度、保湿稳定,缓解由于温差产生的应力,防止混凝土裂缝的产生.严格控制施工过程中荷载使用,不得使混凝土浇筑成型过程中受行人、运输工具等荷载的影响.控制施工过程中施工缝的预留,确保混凝土的部分重要结构的浇筑连贯性.
三、结语
由于桥梁混凝土裂缝产生的原因比较复杂,要对混凝土裂缝处结构进行系统全面的分析,研究整体混凝土结构,总结出桥梁病害产生的原因,并通过合理的实验进行验证.在对桥梁混凝土裂缝的分析和研究时,要找出混凝土裂缝形成原因,评定桥梁混凝土裂缝危害,为今后桥梁混凝土裂缝的设计施工,维修加固提供技术现实依据.就目前而言,桥梁结构普遍存在混凝土裂缝问题.只要在桥梁图纸设计充分考虑桥梁混凝土裂缝产生的机理,在施工中不断完善设计,并采取相应的桥梁钢筋混凝土结构加固技术,尽可能的避免混凝土裂缝问题的出现.