公路橋梁混凝土溫度與裂縫的控制

梅銀

摘 要：目前，公路和橋梁建設(shè)中會(huì)涉及很多復(fù)雜的施工技術(shù)和施工理念，施工質(zhì)量受施工技術(shù)的影響，尤其是混凝土施工技術(shù)的影響。混凝土是當(dāng)前公路和橋梁施工中主要材料，也是主體部分，其施工質(zhì)量的好壞直接會(huì)影響到橋梁和公路的質(zhì)量和使用壽命。公路和橋梁施工中的混凝土部分容易出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重影響公路與橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且會(huì)引發(fā)安全事故，對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全等造成威脅。故需要加強(qiáng)對(duì)公路與橋梁混凝土施工中的影響因素進(jìn)行分析，并及時(shí)對(duì)混凝土的裂縫問(wèn)題進(jìn)行防治，提高公路與橋梁的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路與橋梁;混凝土施工;溫度裂縫防治

1 混凝土施工溫度應(yīng)力

公路與橋梁施工中混凝土是施工的主體部分，而混凝土受溫度的應(yīng)力作用主要分為3 個(gè)階段：第1 階段是施工開(kāi)始時(shí)到混凝土中水泥放熱完成后的階段，時(shí)段持續(xù)30d 左右，溫度應(yīng)力來(lái)自于水泥釋放的熱量與混凝土劇烈彈性形變所形成的應(yīng)變力;而溫度應(yīng)力作用的第2 個(gè)階段則是混凝土中水泥放熱完畢后到混凝土溫度穩(wěn)定，溫度應(yīng)力來(lái)自于混凝土冷卻與溫差的作用，并與第1 階段的溫度應(yīng)力殘余疊加;第3 階段則為混凝土溫度穩(wěn)定后到運(yùn)轉(zhuǎn)階段，溫度應(yīng)力來(lái)自周?chē)h(huán)境的溫差和前兩階段的溫度應(yīng)力殘余的疊加。而混凝土中溫度應(yīng)力可以概括分為2 類(lèi)，其中包括自生應(yīng)力與約束應(yīng)力。自生應(yīng)力是指當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度與非完全靜止的結(jié)構(gòu)呈非線性分布時(shí)，結(jié)構(gòu)本身內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生相互約束的應(yīng)力;而對(duì)于約束應(yīng)力則為外界環(huán)境的影響，混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后其邊界部分或者全部主體不能自由形變，而導(dǎo)致的應(yīng)力。約束應(yīng)力與自生應(yīng)力都會(huì)跟混凝土干縮產(chǎn)生的應(yīng)力相互作用并疊加。因此，需要充分分析溫度應(yīng)力對(duì)混凝土的影響，并探究溫度因素的來(lái)源。

2 混凝土的裂縫成因

混凝土施工完畢后容易出現(xiàn)裂縫，而裂縫的出現(xiàn)勢(shì)必會(huì)對(duì)公路或者橋梁主體部分的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，久而久之就會(huì)產(chǎn)生垮塌或者斷裂等危害，嚴(yán)重影響到公路和橋梁的安全性。而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的因素包括材料因素與溫度因素。材料因素主要是混凝土中水泥、沙子、石子和水的比例不符合混凝土施工的要求，混凝土澆筑完畢后水分無(wú)法蒸發(fā)或者水分過(guò)少導(dǎo)致水泥和石子等難以充分融合，致使混凝土結(jié)構(gòu)較為脆弱，容易在壓力的沖擊下產(chǎn)生破損，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。溫度因素則是指當(dāng)混凝土澆筑完畢后就會(huì)散發(fā)出較高的熱量，混凝土內(nèi)部的溫度會(huì)不斷增加，進(jìn)而出現(xiàn)應(yīng)力，如果此時(shí)混凝土外部氣溫過(guò)低就會(huì)讓內(nèi)外產(chǎn)生溫差，混凝土的表面會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，隨著拉應(yīng)力的增加，混凝土就會(huì)產(chǎn)生裂縫。而當(dāng)混凝土內(nèi)部的溫度降低時(shí)，外界溫度較高，也會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，混凝土的應(yīng)力晚期和前期容易產(chǎn)生裂縫，對(duì)混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等造成嚴(yán)重影響。

3 混凝土施工溫度與裂縫的控制

3.1 混凝土施工的準(zhǔn)備工作

做好混凝土施工的準(zhǔn)備工作是提高混凝土質(zhì)量，避免混凝土出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵所在。首先要嚴(yán)格按照具體公路橋梁施工項(xiàng)目對(duì)混凝土的施工要求，進(jìn)行混凝土配置，水、沙子、石子和水泥的比例必須按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)置，并且要保證水泥的型號(hào)符合具體施工項(xiàng)目的要求，沙子質(zhì)量和石子質(zhì)量也需要符合要求，且要使用干凈的水，避免受過(guò)污染的水用在混凝土配置中。對(duì)施工區(qū)域的氣溫、環(huán)境、地理位置、水文地質(zhì)等情況進(jìn)行明確，并要及時(shí)檢測(cè)水泥的質(zhì)量和品級(jí)等，并適當(dāng)融入膨松劑，施工前按照配比配置需要的混凝土，現(xiàn)配現(xiàn)用。

3.2 施工中混凝土的溫度控制

混凝土施工中必須要降低溫度對(duì)混凝土材料的影響。首先，要避免在極寒的天氣中進(jìn)行混凝土施工，避免混凝土內(nèi)部溫度與周?chē)饨鐨鉁氐牟町愋赃^(guò)大，而產(chǎn)生極大的拉應(yīng)力，進(jìn)而對(duì)混凝土產(chǎn)生影響。其次，要避免在極為炎熱的天氣中施工，即便在溫度較高的氣候中施工，也需要將混凝土的厚度控制在一定的范圍內(nèi)，并且要讓混凝土快速冷卻。最后，要做好混凝土施工的溫度檢測(cè)，在施工過(guò)程中必須對(duì)混凝土主體部分的上中下等部分進(jìn)行溫度檢測(cè)和控制，避免上下等溫度差異性過(guò)大。發(fā)現(xiàn)溫度差異較大時(shí)需要采取措施及時(shí)進(jìn)行處理，保證內(nèi)外溫度差小于25℃ 。并且澆筑完畢后，要選擇合適的時(shí)間拆除模板，避免混凝土外表溫度出現(xiàn)驟變，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。

3.3 混凝土內(nèi)部安裝冷卻管

在溫度較高的夏季進(jìn)行混凝土施工時(shí)，需要將混凝土的溫度及時(shí)降低，達(dá)到快速冷卻的效果，可以在具體的混凝土施工中，在模板上安裝冷卻管，這樣就會(huì)將混凝土的溫度快速冷卻，達(dá)到理想的效果?；炷翝仓戤吅?，就可以將冷卻管的閥門(mén)打開(kāi)，讓水流通過(guò)冷卻管，將高的熱量帶出，達(dá)到降溫的效果。

3.4 做好施工縫

混凝土施工中為了降低溫度等對(duì)混凝土材料的影響，降低裂縫對(duì)混凝土主體材料的影響，可以在進(jìn)行混凝土施工時(shí)人為設(shè)置幾道施工縫。用木板或者泡沫進(jìn)行隔離，混凝土澆筑完畢后，將木板或者泡沫取出后用瀝青等進(jìn)行填充。這樣當(dāng)周?chē)饨鐪囟壬呋蛘呓档蜁r(shí)對(duì)混凝土材料產(chǎn)生影響，混凝土自身會(huì)出現(xiàn)伸縮，而施工縫會(huì)消除混凝土伸縮對(duì)其的影響，避免更大的裂縫出現(xiàn)。

3.5 避免坡度過(guò)大

公路與橋梁設(shè)計(jì)時(shí)路基的坡度切忌過(guò)大，路基平整則抗裂能力就會(huì)增加，而當(dāng)路基坡度過(guò)大時(shí)，起伏程度變大就會(huì)降低路面或者橋面的抗裂能力，起伏過(guò)大就會(huì)降低混凝土的抗約束力，進(jìn)而出現(xiàn)裂變，影響混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，當(dāng)前公路與橋梁行業(yè)發(fā)展迅速，施工范圍也越來(lái)越廣，混凝土施工成為公路與橋梁施工的重要組成部分;而在混凝土施工中施工溫度等因素會(huì)對(duì)混凝土材料造成影響，并且會(huì)因?yàn)槭┕囟鹊纫蛩囟鴮?dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響到公路和橋梁主體結(jié)構(gòu)性能，進(jìn)而會(huì)威脅到公路與橋梁的安全性與穩(wěn)定性。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)公路與橋梁混凝土施工的質(zhì)量控制，重點(diǎn)是從施工溫度方面入手分析其影響因素，并消除其影響因素，避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，從而提高公路與橋梁的質(zhì)量。

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