公路工程大體積混凝土裂縫成因與防治技術(shù)

陳迎軍

摘要： 在公路工程項(xiàng)目施工過程中，混凝土作為重要的施工材料，其施工質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)工程的質(zhì)量。隨著公路工程規(guī)模不斷擴(kuò)大，混凝土結(jié)構(gòu)也不斷增大，且為了考慮到工程整體的受力安全，需要增大基礎(chǔ)混凝土的尺寸，以此保證混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。但是在大體積混凝土施工過程中，由于受到許多因素的影響，使得裂縫問題較為突出，一旦發(fā)生裂縫問題，很容易帶來許多安全隱患。因此，在具體的施工過程中，必須要對大體積混凝土施工中的裂縫問題進(jìn)行關(guān)注，綜合考慮施工裂縫的特點(diǎn)、成因等相關(guān)要素，然后在此基礎(chǔ)上采取有效的措施加以控制，保證混凝土施工質(zhì)量，從而優(yōu)化工程項(xiàng)目施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 公路工程;大體積混凝土裂縫成因;防治技術(shù)

【中圖分類號】TU528.1【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）12-0104-01

引言：大體積混凝土是指，混凝土結(jié)構(gòu)的截面不小于0.8m，混凝土內(nèi)外溫差大于25℃的混凝土。大體積混凝土因?yàn)樽陨淼母黜?xiàng)特性差異，容易引起開裂，這樣就無法保證該項(xiàng)工程的質(zhì)量能滿足建筑需求，所以，工程建設(shè)過程中必須重視它的施工質(zhì)量，合理確定施工方案，避免工程出現(xiàn)質(zhì)量問題，因地制宜地強(qiáng)化質(zhì)量目標(biāo)，為施工單位地良好發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

1公路工程大體積混凝土裂縫成因

1.1荷載作用產(chǎn)生的裂縫

混凝土公路裂縫主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指荷載引起的直接應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫，主要原因有：大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算不合理;結(jié)構(gòu)實(shí)際受力與設(shè)計(jì)假設(shè)不符;施工過程中擅自更改結(jié)構(gòu)的施工順序;施工荷載超出預(yù)期。次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力下所產(chǎn)生的裂縫，主要原因有：由于公路結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要開洞、鑿槽等，設(shè)計(jì)計(jì)算難以用準(zhǔn)確的圖示進(jìn)行模擬計(jì)算;設(shè)計(jì)外荷載與實(shí)際外荷載與出入。

1.2水泥水化熱的影響

大體積混凝土澆筑完畢后，由于水泥水化熱作用所放出的熱量使混凝土內(nèi)部溫度逐漸升高（可達(dá)70℃左右，甚至更高），因?yàn)榛炷羶?nèi)部和表面散熱條件不同，大體積混凝土內(nèi)部溫度不易散出，從而由中心向外形成溫度梯度，內(nèi)外溫差變形不同，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。一旦拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，從而不利于構(gòu)件的工作。

2公路工程大體積混凝土裂縫防治技術(shù)

2.1材料管理

（1）在拌合過程中，使用標(biāo)準(zhǔn)要求的冷卻水，并控制好混凝土的入模溫度。（2）對水泥的選用進(jìn)行嚴(yán)格控制，根據(jù)混凝土溫度變化的梯度特點(diǎn)，選擇使用低水化熱的水泥材料，控制其3d水化熱量在240kJ/kg以下，7d水化熱量在270kJ/kg以下。比如選擇礦渣硅酸鹽水泥或粉煤灰硅酸鹽水泥。（3）在集料選用方面，應(yīng)保證級配良好，降低膠凝材料的用量。同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制骨料中的含泥量，其中砂的含泥量應(yīng)控制在2%以內(nèi)，石的含泥量應(yīng)控制在1%以內(nèi)。此外還要盡量降低水泥、水的用量，從而降低水化熱影響，防止出現(xiàn)裂縫問題。（4）合理運(yùn)用混凝土摻加料，主要包括緩凝減水劑、粉煤灰和膨脹劑。其中，緩凝減水劑可以通過延長混凝土初凝時(shí)間，推遲水化熱峰值出現(xiàn)時(shí)間，有利于改善混凝土抗裂性能。粉煤灰的適量使用相當(dāng)于減少水泥用量，從而降低水化熱量。另外可以通過加入適量的膨脹劑，抵消混凝土結(jié)構(gòu)收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，達(dá)到裂縫控制效果。

2.2嚴(yán)格控制大體積混凝土澆筑施工工藝

在進(jìn)行大體積混凝土澆筑施工時(shí)，應(yīng)選擇在陰天進(jìn)行，并將混凝土入模溫度控制在24℃左右?；炷翝仓謱舆M(jìn)行，每層厚度應(yīng)控制在400～500mm之間。澆筑混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過2.5h。由于大體積混凝土的坍落度相對較大，表面鋼筋下部可能會有水分產(chǎn)生，或在表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細(xì)小裂縫，因此在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施。在完成大體積混凝土的澆筑后，施工單位可以采取冷卻管循環(huán)水降溫控制措施。降溫時(shí)可以用水泵抽水，合理控制冷卻管進(jìn)水口壓力，且進(jìn)出水管溫差應(yīng)控制在5～10℃之間。每次降溫前，施工人員應(yīng)首先測試孔內(nèi)溫度。如果混凝土循環(huán)管口內(nèi)的水溫與環(huán)境溫度差達(dá)到25℃時(shí)以上，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行循環(huán)水降溫。在注水降溫過程中，應(yīng)每隔4h監(jiān)測一次溫度。循環(huán)水降溫時(shí)間一般不超過20min。連續(xù)8h在循環(huán)水降溫前檢測進(jìn)或出水孔口內(nèi)的水溫與環(huán)境溫差不超過25℃，且溫度有下降趨勢時(shí)，可停止循環(huán)水降溫。澆筑完成后，應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度以及濕度采取相應(yīng)的保溫保濕措施，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)達(dá)到14d以上。

2.3改善混凝土抗裂性

大體積混凝土中可以加入少量膨脹劑，這樣會引發(fā)混凝土的體積增加，補(bǔ)償混凝土的收縮，綜合作用下可以減少大體積混凝土的開裂。大體積混凝土中摻和適量的膨脹劑可以中和大體積混凝土硬化時(shí)產(chǎn)生的干縮，這樣就能有效減少裂縫產(chǎn)生。我們現(xiàn)在比較常用的兩種膨脹劑是FH復(fù)合型和UEA型，又以UEA型膨脹劑用的多。通常，UEA型使用時(shí)，要在混凝土里摻入1/10的量，把膨脹率控制在萬分之三左右，可承受的預(yù)壓力也控制在0.5MPa左右，這樣就能和硬化時(shí)產(chǎn)生的拉應(yīng)力相抵。在大體積混凝土中科學(xué)配置鋼筋能加大混凝土的強(qiáng)度，我們配置鋼筋時(shí)要注意鋼筋的間距不能太大，以保證混凝土的抗裂性能良好。我們在配置鋼筋時(shí)，間距一般不大于10cm，大體積混凝土的配筋相對較少，為了加強(qiáng)混凝土的抗裂性能我們少量配溫度筋。只有大體積混凝土的強(qiáng)度得到了保障，抗拉性能才能提高，混凝土的抗裂性才能提升，在施工時(shí)，我們必須確定好合適的大體積混凝土原料配比，選擇合適的水灰比和行之有效的工藝，來保證混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

結(jié)語：總之，由于大體積混凝土施工時(shí)，會受到很多方面的影響，稍不注意裂縫就會發(fā)生，對此，在其施工過程中要管理好各道工序，從原材料選用開始，到工程設(shè)計(jì)，再到施工工藝，應(yīng)當(dāng)全面把握各種因素，控制大體積混凝土裂縫，從工程施工條件和技術(shù)出發(fā)，高質(zhì)量地完成項(xiàng)目建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

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