公路與橋梁混凝土施工的溫度控制及其裂縫對策

周 強(qiáng)

（沐川縣交通建設(shè)發(fā)展有限公司,四川沐川614500）

混凝土作為工程建設(shè)中非常重要的材料，在道路與橋梁建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但是，從目前的實際情況看，對混凝土施工中的溫度如果不能很好的把握，很容易對整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不好的影響，導(dǎo)致在使用過程中出現(xiàn)裂縫。

1 溫度應(yīng)力的形式與來源

公路與橋梁在使用混凝土建設(shè)中，可能會出現(xiàn)的溫度應(yīng)力主要有約束應(yīng)力與自生應(yīng)力兩種，產(chǎn)生原因主要是由于混凝土溫度的變化而造成的熱脹冷縮反應(yīng)。首先是約束應(yīng)力。約束應(yīng)力是在外界溫度變化影響下，導(dǎo)致公路以及橋梁等方面的混凝土材料不能完成一個好的變化而受到的力。在公路與橋梁混凝土建設(shè)完成之后，混凝土結(jié)構(gòu)并不是一個完全靜止的結(jié)構(gòu)，在這種情況下，混凝土溫度會對內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的約束從而導(dǎo)致產(chǎn)生應(yīng)力。

公路與橋梁的混凝土施工中，最主要的一部分就是運輸及澆筑。這個施工過程根據(jù)時間先后可以分為以下三個階段：首先是開始部分，這階段是從開始作業(yè)到混凝土內(nèi)部放熱完成，這段時間一般情況下會保持30小時左右，在這個過程中，混凝土不斷向外放出熱量，導(dǎo)致橋梁本身溫度降低，結(jié)構(gòu)變得更加緊致；第二階段是在混凝土內(nèi)部溫度徹底釋放完成之后，整個道路結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定，在這階段產(chǎn)生應(yīng)力的原因主要是混凝土內(nèi)部溫度與外部環(huán)境的溫度不一致，可能會存在的溫度差會導(dǎo)致應(yīng)力的產(chǎn)生；第三階段是在溫度變化穩(wěn)定之后，內(nèi)部溫度與外部溫度逐漸一致，這個階段公路整體結(jié)構(gòu)會逐漸變得穩(wěn)定。

2 公路與橋梁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土材料雖然具有極為優(yōu)秀的耐壓能力，但從其結(jié)構(gòu)來看，抗拉能力并不強(qiáng)，這就直接導(dǎo)致由混凝土澆筑完成的公路或者橋梁在使用過程中受到外力的拉扯會產(chǎn)生裂縫。如果在澆筑過程中混凝土產(chǎn)生裂縫，對以后的進(jìn)一步施工會產(chǎn)生不好的影響，如果養(yǎng)護(hù)不好，更會對整個公路的使用壽命造成影響。導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的具體原因有以下幾方面：

2.1 公路與橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工人員操作不當(dāng)

橋梁道路的施工受多方面因素的影響，而混凝土作為原材料對整個工程質(zhì)量產(chǎn)生的影響是非常大的，對于工作人員來說很容易忽視這方面。在道路工程建設(shè)中，沒有嚴(yán)格遵守混凝土澆筑工程有關(guān)規(guī)定，在這種情況下混凝土澆筑施工的完成是很不可靠的，會給以后的使用留下比較嚴(yán)重的安全隱患，因施工人員操作不當(dāng)導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的情況，目前看占有比較大的比例。

2.2 外界溫度變化的作用

對于道路及橋梁工程建設(shè)，外界溫度是影響橋梁使用壽命的重要因素之一，由混凝土制成的道路在外界溫度影響下，會發(fā)生彈性或塑性的形變，導(dǎo)致混凝土道路內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度進(jìn)一步下降，這種情況下很容易產(chǎn)生裂縫。

3 混凝土施工溫度控制方法與約束條件的改善措施

3.1 嚴(yán)格控制混凝土配合比

要精準(zhǔn)控制道路混凝土施工過程中的溫度，需要施工人員從多方面入手，對混凝土所選用的各種配料進(jìn)一步改良，可以在當(dāng)中添加引氣劑塑化劑，這些混合料可有效提高混凝土材料自身的抗拉能力，這樣可以針對施工環(huán)境適當(dāng)?shù)販p少混凝土當(dāng)中水泥的含量。原材料的配合比不符合設(shè)計要求，是導(dǎo)致施工階段裂縫出現(xiàn)的主要原因。在公路與橋梁混凝土施工前，應(yīng)加強(qiáng)施工材料的準(zhǔn)備，并進(jìn)行實驗室配比試驗，對混凝土質(zhì)量加以有效控制。一方面，應(yīng)明確公路與橋梁工程項目的基本特點與實際施工要求，在配合原材料時應(yīng)以工程承載力標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。由專業(yè)人員負(fù)責(zé)水泥的采購，對水泥等級和類型進(jìn)行控制，防止由于水泥等級較低引發(fā)的混凝土強(qiáng)度與剛度不足問題，保障路橋工程的建設(shè)質(zhì)量。另一方面，應(yīng)防止由于水泥等級過高而大量產(chǎn)生水化熱，引發(fā)混凝土裂縫問題。在選擇膨脹劑時，應(yīng)結(jié)合混凝土配合比的具體情況，對市場中常見膨脹劑進(jìn)行對比與分析，以切實發(fā)揮其性能優(yōu)勢。

3.2 嚴(yán)格控制混凝土溫度

施工現(xiàn)場管理人員應(yīng)做好施工時間的合理安排，避免在酷暑或者極寒天氣下施工，防止施工效率與施工質(zhì)量受到影響。在惡劣天氣下，較大溫差存在于混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，這也是導(dǎo)致其拉壓應(yīng)力增大的主要原因，進(jìn)而引發(fā)開裂問題。加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備的引進(jìn)，實時監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化情況，當(dāng)溫度變化較大時及時采取有效應(yīng)對措施，對裂縫問題進(jìn)行有效預(yù)防。還應(yīng)該對拆模板施工進(jìn)行合理監(jiān)管，防止較大的內(nèi)外溫度差。

3.3 養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制

混凝土內(nèi)部熱量會隨著混凝土逐漸硬化而產(chǎn)生，這是引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)溫度提升的關(guān)鍵因素。另外，為了避免混凝土在澆筑完成后溫度發(fā)生較大變化，可以在混凝土拌和階段采用加水的方式將骨料提前冷卻，降低混凝土的溫度，然后再完成澆筑施工。如果所使用的混凝土溫度過高，可以根據(jù)實際情況，科學(xué)地降低混凝土澆筑厚度，這樣能夠有效提高整體散熱能力，使之更好地適應(yīng)外界溫度。最后，對于溫度的控制可以選擇注入水等液體的方法，在澆筑施工完成后實現(xiàn)對溫度的精準(zhǔn)控制。通過這樣對混凝土溫度的改變，能夠有效控制混凝土澆筑完成的公路與橋梁整體結(jié)構(gòu)，保證在使用過程中不會出現(xiàn)裂縫。也可以采取將冷卻管設(shè)置于混凝土結(jié)構(gòu)中，完成澆筑施工后開啟水流，降低混凝土結(jié)構(gòu)的溫度，這種方式適用于夏季高溫施工情況。完成澆筑施工后，由于熱量會不斷釋放引起溫度升高的問題，為此，應(yīng)該及時開啟冷卻管閥門，水流在經(jīng)過冷卻管后排出，控制混凝土的溫度。在此過程中，應(yīng)該重視水流溫度與速度之間的關(guān)系，以增強(qiáng)實際降溫效果。通常情況下，當(dāng)水流溫度在10℃以內(nèi)時，應(yīng)該控制水流速度在1500L/h左右；當(dāng)水流溫度超過10℃時，則應(yīng)該根據(jù)實際施工要求，適當(dāng)提升水流的速度。為了防止公路與橋梁施工受到冷卻管排水的影響，應(yīng)該對冷卻水出口進(jìn)行合理設(shè)計。為了促進(jìn)混凝土整體性能的提升，應(yīng)該對冷卻管進(jìn)行注漿或者真空壓漿處理，防止混凝土強(qiáng)度受到影響。

4 結(jié)語

由混凝土制成的公路與橋梁等建筑受到溫度的影響，很容易產(chǎn)生一系列結(jié)構(gòu)性的變化，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，這對公路與橋梁安全會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，威脅到人們的生命財產(chǎn)安全，因此，建筑施工團(tuán)隊要高度重視，尋找改進(jìn)施工溫度的精準(zhǔn)控制辦法，這樣才能保證公路橋梁混凝土建設(shè)過程中有較好的技術(shù)保證，確保公路與橋梁建設(shè)質(zhì)量。