橋梁工程中混凝土施工常見問題分析

陳 迎

(河北省高速公路石安管理處)

橋梁工程中混凝土施工常見問題分析

陳 迎

(河北省高速公路石安管理處)

從混凝土碳化、氯離子侵蝕、混凝土凍害、混凝土裂縫以及鋼筋腐蝕等角度對橋梁混凝土施工中常見問題進行了分析，為解決病害提供了理論依據(jù)。

混凝土;碳化;凍害;侵蝕

1 混凝土碳化

混凝土碳化是指混凝土內(nèi)氫氧化鈣同滲透入混凝土內(nèi)的二氧化碳或其他酸性氣體發(fā)生化學反應，其本質(zhì)是混凝土的中性化，由于施工后的混凝土內(nèi)水泥在水化過程中將生成大量的氫氧化鈣并導致內(nèi)部孔隙內(nèi)充滿氫氧化鈣溶液，勢必導致內(nèi)部pH增高，一般可增加到12～13，高堿性環(huán)境易將內(nèi)部鋼筋表面鈍化而生成一層鈍化膜，該膜的存在可阻止混凝土內(nèi)鋼筋被腐蝕，但當酸性氣體進入混凝土內(nèi)部則會將原有的堿性物質(zhì)中和并降低內(nèi)部pH值，當pH值低到一定程度則會破壞鋼筋表面鈍化膜最終導致鋼筋腐蝕，且當混凝土碳化到一定程度則會在橋梁混凝土內(nèi)產(chǎn)生大規(guī)模的順筋裂縫而降低橋梁的安全性;在橋梁投入使用后應隨時檢測混凝土的碳化深度，一般可采取在表面點滴1%的酚酞試劑進行測試，并應對投入使用后的橋梁的實測碳化深度進行統(tǒng)計分析以推斷在各種情況下保護層完全被碳化所需時間，以為混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性評價提供合理資料。

2 氯離子侵蝕

由于硅酸鹽水泥本身含有少量氯化物，且在攪拌過程中加入氯化物或使用海水排濕的粉煤灰等措施均會導致混凝土內(nèi)氯化物含量增高，混凝土內(nèi)氯離子的存在最終會導致鋼筋被腐蝕，尤其是早期修建的橋梁因混凝土強度等級較低、抗?jié)B性能較差，氯化物的侵蝕最終會形成大量的可溶性鹽類，該鹽類將在混凝土內(nèi)孔隙和毛細孔內(nèi)反復積聚而導致混凝土內(nèi)產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，并會增大混凝土內(nèi)的孔隙甚至會導致裂縫的出現(xiàn);同時氯化物進入混凝土內(nèi)部通道也會腐蝕內(nèi)部鋼筋，一旦鋼筋銹脹則會出現(xiàn)銹脹裂縫，而裂縫的出現(xiàn)又加大氯化物入侵混凝土內(nèi)部通道，導致鋼筋銹蝕加劇的惡性循環(huán)，最終導致鋼筋嚴重破壞。

3 混凝土裂縫

3.1 混凝土裂縫成因分析

溫度變化所致。當混凝土內(nèi)外環(huán)境溫度發(fā)生變化時其本身熱脹冷縮的特性會導致一定量的變形發(fā)生，但如果該變形受到限制則會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)相應的應力，而該應力一旦超出本身的抗壓強度則會導致裂縫的出現(xiàn)，其溫度變化的主要因素包括混凝土澆筑后內(nèi)部水泥水化熱以及外部環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的熱量。

混凝土收縮。澆筑后的混凝土將會自外表向內(nèi)部出現(xiàn)一個逐步干燥的過程，該干燥過程會在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生一定的含水量并呈現(xiàn)橋梁混凝土內(nèi)部收縮小、表面收縮大的不均勻的收縮狀況，即在混凝土表面承受拉應力而在內(nèi)部則承受壓應力，當混凝土表面所承受的拉力超過其抗拉強度則會導致混凝土表面出現(xiàn)收縮裂縫。

鋼筋銹蝕裂縫。施工后的混凝土質(zhì)量不高或保護層厚度不足則易出現(xiàn)鋼筋被二氧化碳等腐蝕現(xiàn)象，該腐蝕現(xiàn)象在很大程度上降低了混凝土的堿度，致使鋼筋表層被混凝土內(nèi)的水及氧氣腐蝕而在其周圍出現(xiàn)一定壓力，嚴重后則會導致保護層剝落甚至開裂，并會沿著鋼筋走向出現(xiàn)裂縫，同時鋼筋銹蝕所產(chǎn)生的鐵銹滲透入混凝土會在一定程度上減少構(gòu)件的有效界面積，而在一定程度上降低了鋼筋和混凝土之間的握裹力，因此在降低構(gòu)件承載力的同時也會導致構(gòu)件出現(xiàn)裂縫。

材料因素。橋梁混凝土施工所用的材料主要為骨料、水泥和水以及各種摻加劑，若所采用的某種材料質(zhì)量不合格均可導致最終拌合物質(zhì)量不合格，而在其投入運營后在環(huán)境和外部荷載的影響下均會導致裂縫的生成，諸如拌合物內(nèi)細骨料超標則會導致在混凝土干燥時出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，而級配不合理則會增加側(cè)向裂縫的生成幾率，施工用水或外加劑內(nèi)雜質(zhì)含量過高則會出現(xiàn)一定的鋼筋腐蝕現(xiàn)象最終導致裂縫的生成。

3.2 裂縫的施工控制

降低出倉溫度。降低混凝土的出倉溫度即為了降低混凝土的總體溫度，由于其出倉溫度是由拌和前各種材料總熱量與拌和后混凝土的總熱量之和形成，尤其是各種骨料的用量較大因此對混凝土的出倉溫度影響也較大，要控制混凝土的出倉溫度應將骨料置于蔭棚內(nèi)或在拌和前用冷水沖洗以降低其自身溫度。

拌和控制。由于橋梁用混凝土尤其是箱型梁混凝土內(nèi)一般不設置施工縫，而是一次性澆筑以保證其整體性，因此控制其出倉及入模溫度尤為重要，在溫度控制時除了對原材料進行溫度調(diào)節(jié)外還可在拌和過程中采取二次投料工藝，即先將水和水泥、摻和料以及外加劑等拌和成為水泥漿，之后方投入粗細骨料再拌和均勻，拌和過程中尤其應確保計量精度，并隨時檢測混凝土出罐時的坍落度。

施工控制。施工時應保證混凝土連續(xù)澆筑需要而配置足夠運輸車輛，以免出現(xiàn)澆筑停滯現(xiàn)象;澆筑時應在受料斗內(nèi)配置孔徑在50 mm×50 mm左右的震動篩以防止過大粒徑的骨料進入泵管，并保持料斗內(nèi)混凝土上表面距上口距離為200 mm左右以防止泵入空氣，在泵送混凝土前應先將儲料斗內(nèi)清水排放用以清潔和濕潤泵管，之后方可壓入水泥砂漿后方可泵送混凝土;在混凝土開始送壓時應慢速進行，待出口處流出混凝土后方可加快速度并進入正常，施工過程中若由于某種原因?qū)е逻\轉(zhuǎn)不正常則應放慢泵送速度并進行抽吸往復推動以防堵管;混凝土入模時應使端部軟管均勻移動以保證布料均勻，泵管向下傾斜輸送混凝土時應在下斜管的下端設置長度為落差高度5倍的水平管路，并在斜管上端設置排氣活塞以防堵管。

［1］馮乃謙.高性能混凝土結(jié)構(gòu)［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.

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1008-3383(2012)11-0139-01

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