橋梁工程大體積混凝土裂縫成因

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橋梁工程大體積混凝土裂縫成因

摘要:在對橋梁工程體積混凝土的特點進行總結的基礎上,分析了引起大體積混凝土裂縫的主要原因,主要有原材料質量不達標、混凝土配合比不科學、混凝土水化熱影響、混凝土收縮變形、澆筑方法不當、外界氣溫變化等,并從施工原材料、混凝土配合比、施工過程、溫度控制等方面探討了預防措施,以有效減少大體積混凝土裂縫的出現,提高橋梁工程的質量。

關鍵詞:橋梁工程;大體積混凝土;裂縫

0引言

隨著橋梁工程技術的快速發展,超大厚度的基礎底板也越來越多,大體積混凝土在橋梁工程中的應用越來越多。因混凝土材料自身特點,大體積混凝土裂縫較為常見,大體積混凝土常用于基礎,若開裂產生貫穿裂縫,則對結構安全性及防水性能產生嚴重不利影響,因此在橋梁工程施工過程中,要嚴格對大體積混凝土裂縫進行控制。

1大體積混凝土的特點

橋梁工程大體積混凝土是一種性質相對比較特殊的材料,外力作用或者自身收縮時的受拉性不夠好,但受壓性卻比較突出,也就是說,當大體積混凝土受到外力作用或者自身收縮時,因為它的變形能力比較差,此時就極容易出現裂縫現象。裂縫能夠影響混凝土的整體強度,使橋梁工程的整體承載力下降。橋梁工程具有結構復雜、體型較大等特點。由于大體積混凝土自身體積比較大,在混凝土材質、溫度、施工技術以及綜合環境的影響下,可能會存在裂縫的問題,從而嚴重制約整個橋梁項目的施工水平,為了確保橋梁工程的安全性及其質量,就需要對大體積混凝土裂縫的影響因素進行深入的探討,并且制定科學合理的質量控制措施。

2橋梁工程大體積混凝土裂縫成因

2.1混凝土原材料質量不過關

骨料品種、質量與要求不符,個別施工單位為了節約資金,對骨料就近開采,沒有通過嚴格檢驗就用于施工。水泥標號比較低或存儲時間較長,致使水泥變性或受潮而導致性能不高。材料進場之前沒有進行必要的檢驗,從而使得一些劣質材料進入施工現場。

2.2配合比不達標

在施工時,混凝土沒有按照要求進行配比,隨機性較高,或者只憑個人經驗而沒有依據行業標準規定進行配比操作,配合比不具有科學性,這樣必將會影響到混凝土的質量。

2.3水化熱的影響

水化熱是水泥混凝土的重要特性之一,一旦外界環境溫度驟升,就有可能造成混凝土的膨脹;外部溫度驟降,就有可能造成混凝土的收縮,混凝土體積的變化很容易導致裂縫的出現,從而嚴重影響橋梁工程大體積混凝土的質量。在澆筑混凝土的過程中,量少以及體積小的混凝土就會很快散去熱量,但是橋梁工程混凝土體積相對比較大,材料自身的導熱性又相對不好,就使得水化熱出現的熱量在內部聚集而不能散去,導致內部溫度逐漸升高,而在高溫時混凝土的彈性變量又比較小,同時內部應力也比較小,若未超過應力極限就不會出現破壞現象。溫度伴隨著散熱過程而逐漸下降,彈性變量隨之增加,混凝土出現的變形相對比較大,導致內部應力也比大,當大于應力極限時就會造成裂縫問題的出現。

2.4混凝土收縮變形

由于混凝土收縮而造成大體積混凝土出現裂縫的原因主要表現在以下兩方面。(1)混凝土本身的水分減少。水泥中的水分在澆筑完成一定時期就會減少,由于混凝土所具有的體積相對比較大,并且混凝土內部的蒸發量同表面之間存在差異,這樣就會致使干縮程度也存在差異,進而使得內外變形存在差異,這樣最終就會導致裂縫的出現。(2)在完成澆筑后混凝土尚未變硬以前,它同周圍的接觸面相對比較多,如果遇到高溫或者是刮風天氣,此時表層水的擴散速度就會增加,而內部蒸發速度卻相對比較低,由于內外的蒸發存在差異,從而致使裂縫問題產生。

2.5混凝土澆筑過程不當

在大體積混凝土澆筑前,不合理的水灰比例以及原料配比都會影響到后續的澆筑。在混凝土澆筑過程中,振搗混凝土時用力過大或用力不夠,導致混凝土整體結構不合理,個別區域骨料下沉,混凝土干膜后顯蜂窩、麻面狀的地方比較多。另外,在進行澆筑的過程當中,如果氣溫比較高就會使得橋梁工程大體積混凝土表面的溫度也隨之升高,一旦完成澆筑以后沒有及時進行合理養護,暴露在環境當中的大體積混凝土表面的水分就會快速蒸發,從而造成大體積混凝土出現裂縫。

2.6外界氣溫變化造成裂縫

外界氣溫驟然下降將會造成大體積混凝土出現裂縫。如果外界的溫度相對比較高,澆筑混凝土溫度也比較高,一旦外界環境溫度突然降低,混凝土的表面溫度就會隨之下降,然而其內部的溫度下降比較慢或者維持不變,這樣就存在了溫度差,造成裂縫的出現。

3橋梁工程大體積混凝土裂縫控制措施

3.1加強施工原材料的質量控制

材料是導致裂縫出現的主要原因之一,避免大體積混凝土裂縫出現的首要措施就是做好施工材料的管理,對其要進行嚴格選擇。沙粒碎屑、泥沙以及水泥是大體積混凝土施工中使用的主要原材料,在使用過程中盡量避免含泥成分高的沙石材料,主要是由于它們的強度相對比較低且性能不好,使得混凝土內部應力降低。同時盡可能選取沙粒度大的材料,這主要是由于細小的沙粒增加澆筑使用量,同時導致水化熱增加。除此之外,也要合理選擇添加劑。

3.2加強混凝土配合比的設計

盡可能選用含沙量比較小的混凝土,將水化熱現象的概率盡可能降低,同時也可以加入煤灰以及礦渣來降低水泥用量,可以減少水化熱的影響。在混凝土配制過程當中也可以加入添加劑,從而使得混凝土強度增加。

3.3加強施工過程控制

裂縫現象產生的另一重要原因是由于施工不當,因此,要嚴格控制大體積混凝土施工過程。第一,選擇相對比較合適的施工時期,盡量避免較冷或者較熱的天氣進行施工作業。第二,在澆筑混凝土過程當中應注意分塊以及分層澆筑,并且保證其連續性,并且在施工過程中還應該進行冷卻水管的鋪設,做好大體積混凝土內部的降溫。第三,完成混凝土澆筑以后,應該及時對其表面進行保養,避免表面發生干裂問題。

3.4加強溫度控制

溫度是造成大體積混凝土裂縫的又一重要原因。在進行混凝土澆筑之前,澆筑溫度應該按照澆筑體積等參數進行相關的計算,從而控制好升溫的過程。在完成澆筑以后,在混凝土的內部以及表面由于溫差的存在,內部就會出現應力,此時要對溫度做好及時的檢查和測量。

4結語

在橋梁工程當中大體積混凝土存在著裂縫隱患,多種不確定因素的影響還會使得裂縫進一步擴張。因此,在橋梁工程大體積混凝土施工過程中,分析裂縫的成因,采取有效的措施加強裂縫的控制具有重要意義,可有效提高橋梁工程的質量。

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作者:王星 單位:中電建冀交高速公路投資發展有限公司

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