談橋梁工程中大體積混凝土的裂縫問題

[摘要]橋梁工程是我國(guó)城市建設(shè)中重要的施工項(xiàng)目，橋梁的結(jié)構(gòu)多屬于混凝土結(jié)構(gòu)類型，在應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)時(shí)，一定要做好材料質(zhì)檢工作，還要掌握施工的技巧，這樣才能降低橋梁工程出現(xiàn)裂縫問題的概率在大體積混凝土施工中，會(huì)受到較多因素的影響，施工人員需要做好預(yù)防控制工作，要降低外界環(huán)境因素對(duì)施工質(zhì)量以及效率的影響，還要提高施工的技術(shù)水平，避免出現(xiàn)操作失誤或者施工流程不合格問題。

[關(guān)鍵詞]橋梁工程；大體積混凝土；裂縫問題

[中圖分類號(hào)]U445

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

在我國(guó)交通建設(shè)事業(yè)快速發(fā)展的當(dāng)下，日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求與質(zhì)量意識(shí)對(duì)現(xiàn)代橋梁的發(fā)展提出了更高的要求，大體承臺(tái)積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用而生。作為工程結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位，大體積混凝土相對(duì)的就是受力大、承載高。加強(qiáng)橋梁工程大體積承臺(tái)混凝土施工技術(shù)研究，提高施工質(zhì)量與結(jié)構(gòu)性能，對(duì)于我國(guó)交通事業(yè)的健康發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

1、橋梁工程中大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1溫度變化引起的裂縫

由于大體積混凝土的表面很大，在制作過(guò)程中水泥的水化過(guò)程產(chǎn)生了大量的熱量，這些熱量散失的速度并沒有表面溫度散發(fā)的快，內(nèi)外溫差會(huì)因?yàn)椴牧媳旧淼奈锢硇再|(zhì)變的越來(lái)越大，存在的溫度應(yīng)力會(huì)使得混凝土表面開裂，由于溫差在表面的附近最大，所以這種裂縫只發(fā)生在表面，對(duì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)沒有影響；其次還要考慮到外界溫度的變化，在施工過(guò)程中除了本身的水泥水化溫度之外，澆筑溫度也對(duì)混凝土產(chǎn)生很大影響?？偟膩?lái)說(shuō)就是由于混凝土的熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉能力的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生裂縫，而這種裂縫往往沒有規(guī)律。

1.2混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫

混凝土在鋪設(shè)之后開始硬結(jié)，而在這一過(guò)程中混凝土的體積會(huì)減小，即混凝土開始收縮，這是一種不受外力作用的自身變化，而當(dāng)其受到外部支撐，鋼筋等約束條件約束時(shí)，外部的拉力就會(huì)變得越來(lái)越大，使得混凝土逐漸從內(nèi)部開裂。因收縮造成的開裂包含了溫度引起的收縮，干燥引起的收縮以及塑性收縮三種，混凝土硬結(jié)的體積變化主要是因?yàn)閮?nèi)部水蒸氣蒸發(fā)造成的。

1.3水化熱因素

混凝土中含有較多的水泥成分，水泥會(huì)產(chǎn)出生水化熱反應(yīng)，而且會(huì)釋放較多的熱量，這增加了混凝土出現(xiàn)溫差裂縫的概率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，1g水泥在水化熱反應(yīng)中會(huì)釋放出500J的熱量，在大體積混凝土施工中，由于混凝土材料的使用量比較大，所以產(chǎn)生的熱量比較多，混凝土可能會(huì)出現(xiàn)內(nèi)外溫差過(guò)高的問題。在對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌時(shí)，會(huì)使混凝土的溫度不斷升高，如果施工人員沒有做好散熱工作，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)較大的壓應(yīng)力，而混凝土外部又會(huì)出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，當(dāng)這一應(yīng)力超過(guò)混凝土的承載能力后，就會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象。

2、大體積混凝土裂縫的控制

2.1大體積混凝土中水泥的品種及用量

水泥水化過(guò)程中釋放了大量的熱量是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因，因而低熱或者中熱的水泥品種應(yīng)為首選。水泥內(nèi)礦物成份的不同決定了水泥釋放溫度的大小及速度。鋁酸三鈣在水泥礦物中發(fā)熱速率最快且發(fā)熱量最大，其次為硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣。另外，水泥越細(xì)發(fā)熱速率越快，但是不影響最終發(fā)熱量。因此我們?cè)诖篌w積混凝土施工中應(yīng)盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥。我們應(yīng)該充分利用混凝土的后期強(qiáng)度，以減少水泥用量。因?yàn)榇篌w積混凝土施工期限長(zhǎng)，不可能28d向混凝土施加設(shè)計(jì)荷載，因此將試驗(yàn)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的齡期向后推遲至56d或者90d是合理的。正是基于這一點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外很多專家均提出類似的建議。這樣充分利用后期強(qiáng)度則可以每立方米混凝土減少水泥40kg～70kg左右，混凝土內(nèi)部的溫度相應(yīng)降低4℃-7℃。

2.2施工時(shí)期的控制措施

施工企業(yè)對(duì)橋梁大體積砼進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)可謂是溫度裂縫控制工作的重要時(shí)期，下面對(duì)控制措施進(jìn)行具體闡述：其一，砼材料的選擇。橋梁大體積混凝土的施工階段，人們需要慎重對(duì)待砼材料的選擇工作，例如一些施工企業(yè)為了避免溫度裂縫問題的出現(xiàn)選擇補(bǔ)償收縮混凝土性能極佳的材料進(jìn)行施工，或是選擇高應(yīng)力低收縮松弛砼材料進(jìn)行作業(yè)。其二，對(duì)砼入膜溫度進(jìn)行科學(xué)調(diào)控，一旦入膜溫度超過(guò)相關(guān)規(guī)定，橋梁大體積砼內(nèi)外溫差過(guò)大便會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫問題，此時(shí)施工方需要對(duì)入膜溫度及外部溫差進(jìn)行調(diào)控。其三，砼拌合材料配比的選擇工作對(duì)溫度裂縫控制工作具有重要作用，施工方應(yīng)將低水化熱、高強(qiáng)度的水泥材料當(dāng)作首選，對(duì)級(jí)配合理、導(dǎo)熱性能極佳的材料進(jìn)行合理應(yīng)用，同時(shí)嚴(yán)格遵照砼施工要求進(jìn)行作業(yè)，對(duì)水量進(jìn)行合理控制，防止因水分過(guò)多一類的原因?qū)е滤療峒眲≡黾?，最終可以對(duì)橋梁大體積砼作業(yè)溫度進(jìn)行降低，通過(guò)對(duì)砼材料質(zhì)量的提升以及水灰比的合理控制減少溫度裂縫問題出現(xiàn)的可能性。其四，砼作業(yè)開始階段便需要對(duì)砼作業(yè)材料溫度進(jìn)行調(diào)控，同時(shí)通過(guò)E述公式完成溫控計(jì)算工作，聯(lián)系橋梁大體積混凝土的設(shè)計(jì)作業(yè)情況以及作業(yè)要求采取適宜的措施對(duì)問題進(jìn)行控制，并對(duì)作業(yè)方案進(jìn)行調(diào)整升級(jí)，為橋梁大體積混凝土的作業(yè)質(zhì)量提供更多保證。

2.3處理混凝土裂縫的方法

裂縫的出現(xiàn)對(duì)混凝土的耐久性有很大影響，對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性與穩(wěn)定性都有著很大的影響，還會(huì)造成鋼筋的銹蝕，必須要高度重視。對(duì)這方面的處理應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)法律法規(guī)以及實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì)裂縫的處理要遵循以下幾點(diǎn)規(guī)范：用壓漿法處理寬度大于0.2mm的裂縫；用表面封閉法處理寬度大于0.08mm小于0.2mm的裂縫。寬度小于0.08的裂縫暫時(shí)沒有規(guī)定可以先不做處理。處理的具體步驟以及方法如下：（1）對(duì)通過(guò)在裂縫表面粘貼玻璃纖維或者涂抹防腐材料來(lái)防裂縫的進(jìn)—步擴(kuò)大。還可以通過(guò)相關(guān)的工藝在表面涂抹水泥。（2）壓力注漿法是一種依靠壓力設(shè)備將水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯等膠結(jié)材料壓進(jìn)混凝土裂縫，通過(guò)膠結(jié)材料的硬化來(lái)填補(bǔ)裂縫達(dá)到封堵加固的目的，一般被用于對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)。（3）嵌縫法主要是在裂縫鑿槽填充聚氯乙烯膠泥、聚合物水泥砂漿等塑性或剛性的止水材料來(lái)封閉裂縫。

結(jié)語(yǔ)：

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，橋梁裂縫問題主要是因?yàn)榛炷帘容^容易出現(xiàn)水化熱現(xiàn)象，會(huì)出現(xiàn)溫差裂縫，而且有的施工人員缺乏質(zhì)量意識(shí)，在大體積混凝土施工中，沒有做好質(zhì)量控制工作。橋梁工程出現(xiàn)較多的裂縫問題，會(huì)影響橋梁的安全性，還會(huì)影響橋梁功能的發(fā)揮，所以，施工單位必須采取有效的措施對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制。