公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治研究

藺超

摘? ? 要：現(xiàn)階段，我國公路和橋梁在整體建設(shè)的過程當(dāng)中，大多數(shù)都會應(yīng)用混凝土技術(shù)，但是混凝土技術(shù)在具體施工的過程當(dāng)中還存在著許多問題，這就使得公路以及橋梁混凝土在具體施工的過程當(dāng)中造成了許多質(zhì)量上的問題。本篇文章對混凝土施工的溫度以及裂縫所產(chǎn)生的原因進(jìn)行了深入的分析和研究，具有針對性的制定了有效的解決措施，希望可以有效解決混凝土施工的問題。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;混凝土;施工溫度;裂縫防治

1? 引言

我國社會經(jīng)濟(jì)在快速的向前發(fā)展，帶動了公路和橋梁整體建設(shè)的發(fā)展，隨著公路和橋梁的數(shù)量越來越多，促進(jìn)了城市和經(jīng)濟(jì)之間的交流。人們對于公路和橋梁的質(zhì)量要求越來越高，公路和橋梁的使用年限也在隨之增加，在整體使用的過程當(dāng)中很容易出現(xiàn)裂縫問題，而裂縫問題在一定程度上會影響到公路橋梁的使用期限。通過對公路和橋梁施工進(jìn)行深入研究和分析，找出導(dǎo)致公路和橋梁混凝土出現(xiàn)裂縫問題的相關(guān)主要因素，通過制定合理的措施，有效解決裂縫問題，確保公路和橋梁能夠得到更加長久的使用。

2? 混凝土施工溫度和裂縫產(chǎn)生原因的分析

2.1? 溫度應(yīng)力的產(chǎn)生

混凝土在應(yīng)用的過程當(dāng)中，溫度應(yīng)力所產(chǎn)生的時間是非常長的，只有通過長時間的轉(zhuǎn)換之后，溫度應(yīng)力才能夠進(jìn)行全面的形成，溫度應(yīng)力產(chǎn)生主要分為早期、中期、晚期三個階段。溫度應(yīng)力在早期形成階段當(dāng)中，此時混凝土主要是處于澆筑放熱時期，整個放的時期大致為35天左右。混凝土處于放熱時期，此時會釋放大量的熱量，混凝土、水泥、水在這個階段當(dāng)中能夠進(jìn)行更加完美的融合，在這個階段也非常容易出現(xiàn)水化熱的問題，從而就會使得混凝土具有一定的熱量?；炷翢崃吭谡w釋放的過程當(dāng)中，在彈性方面也會出現(xiàn)一定的變化，從而就會造成建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化。當(dāng)混凝土處于中期階段的時候，混凝土也會釋放一定的熱量，但是熱量的總量會逐漸的降低，這個階段的混凝土性就會越來越穩(wěn)定，所釋放的熱量也會逐漸的下降，從而會對整體的公路和橋梁結(jié)構(gòu)造成一定的影響。雖然這個階段的彈性模量會比較穩(wěn)定，但是整體的變化并不是很明顯的，所以并不會有新的應(yīng)力產(chǎn)生，但是在早期階段當(dāng)中也會存在著應(yīng)力。當(dāng)混凝土處于晚期階段的時候，混凝土并不會釋放熱量，在這個過程當(dāng)中，混凝土結(jié)構(gòu)也會受到冷空氣的影響，從而會使得溫度迅速下降，從而會出現(xiàn)冷卻方面的問題。在這個階段當(dāng)中，所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大多數(shù)都是通過外部的環(huán)境和溫度所造成的，在三個階段當(dāng)中所產(chǎn)生的應(yīng)力也會出現(xiàn)重疊的現(xiàn)象。

2.2? 造成裂縫產(chǎn)生的主要因素

公路和橋梁混凝土之所以會產(chǎn)生裂縫，是因為多方面因素所造成的。在混凝土準(zhǔn)備的時期，有許多的施工單位并不能按照相關(guān)的規(guī)則完成工作，也不能按照混凝土的具體比例來進(jìn)行，水泥以及水的加入量也不能夠進(jìn)行合理的規(guī)劃，從而就會使得混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)水量、水泥存在著不平衡的問題。混凝土的性能不夠穩(wěn)定，以至于在澆筑施工的過程當(dāng)中容易出現(xiàn)生水泥和水分離的問題，從而就會影響到混凝土的完整性，如果問題不加以制止就會出現(xiàn)裂縫問題?；炷猎谶M(jìn)行整體設(shè)計的過程當(dāng)中，通常需要對涉及的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，充分的考慮到拉力的問題，盡最大的努力去降低混凝土出現(xiàn)拉力的問題?，F(xiàn)實生活中，許多施工單位在制作混凝土的過程當(dāng)中，都會確保混凝土內(nèi)部具有比較大的拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力在充分?jǐn)U大的基礎(chǔ)之上，此時是高于了混凝土的承載能力，能夠避免混凝土出現(xiàn)裂縫問題。當(dāng)混凝土的外部受到氣溫影響時，混凝土在澆筑以及養(yǎng)護(hù)的過程當(dāng)中都會受到外部氣溫的影響，進(jìn)而就會使得混凝土出現(xiàn)質(zhì)量上的問題?；炷翝仓约梆B(yǎng)護(hù)工作在這里開展的過程當(dāng)中，如果外部的氣溫具有比較大的差異，那么在混凝土的表面就會存在著拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土所受到的外部拉應(yīng)力要高于混凝土的自身承受極限時，這時候就容易出現(xiàn)混凝土裂縫問題。拉應(yīng)力在整體提升的過程當(dāng)中，會使得混凝土的表面出現(xiàn)相當(dāng)嚴(yán)重的裂縫問題，混凝土在后期養(yǎng)護(hù)的過程當(dāng)，中應(yīng)該針對混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)開展適當(dāng)?shù)慕禍卮胧??；炷猎谶M(jìn)行澆筑的過程當(dāng)中，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)溫度會大幅度的升高，此時非常容易出現(xiàn)拉應(yīng)力，進(jìn)而引起混凝土裂縫問題。

結(jié)構(gòu)性裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，在道路橋梁整體施工的過程中，施工材料的合理安排以及施工設(shè)備的有序使用，對于橋梁施工的整體質(zhì)量來說是非常重要的。隨意起吊以及運(yùn)輸，嚴(yán)重時一些施工人員會隨意的變動施工順序，這些不良現(xiàn)象都會導(dǎo)致橋梁的荷載增加，最終的結(jié)果就是，導(dǎo)致道路橋梁產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性裂縫[2]。在道路橋梁施工的過程中，對于混凝土的施工技術(shù)要求非常嚴(yán)格，因為混凝土施工步驟一旦出現(xiàn)問題，就會產(chǎn)生種類繁多的裂縫，其中最常出現(xiàn)的就是細(xì)長臂結(jié)構(gòu)的裂縫。對于混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)層設(shè)置不宜過厚，如果保護(hù)層設(shè)置的過厚，就會直接導(dǎo)致受力筋保護(hù)層也變厚。受力筋保護(hù)層變厚，間接就會導(dǎo)致構(gòu)件無法達(dá)到最初設(shè)置的有效高度，進(jìn)而就會導(dǎo)致橋梁施工中出現(xiàn)垂直裂縫。對于混凝土的振搗要密實，如果不夠密實，就會促進(jìn)結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂縫。對于橋體的澆筑速度也應(yīng)該保持在一定范圍之內(nèi)，速度過快就降低了整體結(jié)構(gòu)的流動性，也會造成不同程度的裂縫。

道路橋梁之所以產(chǎn)生非結(jié)構(gòu)性的裂縫，是因為受到溫度的影響，當(dāng)溫度的變化幅度超過一定范圍時，混凝土的結(jié)構(gòu)非常容易發(fā)生變形。在此時如果混凝土沒有進(jìn)行變形控制，就會導(dǎo)致應(yīng)力增大，當(dāng)應(yīng)力的范圍超出混凝土抗拉強(qiáng)度時，就會導(dǎo)致橋梁整體出現(xiàn)裂縫問題。溫度過低也會對橋梁產(chǎn)生影響，在溫度達(dá)到0℃時，混凝土的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生冰凍，其中一些游離的水就會結(jié)成冰。由此可知，混凝土結(jié)構(gòu)的體積必然會增大，當(dāng)體積增大時，橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)膨脹應(yīng)力。混凝土結(jié)構(gòu)中的凝膠孔，其中含有一定量的水分，這些水分在溫度達(dá)到時就會變成冰。當(dāng)所有條件達(dá)到時就會形成滲透壓，內(nèi)部的膨脹力就會大幅度增加，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，在混凝土初步凝結(jié)的階段，非常容易出現(xiàn)凍脹裂縫。在對混凝土進(jìn)行配置時，原材料必須要經(jīng)過嚴(yán)格的篩選，如果原材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，就會引起橋梁出現(xiàn)裂縫問題?；炷恋纳笆睆竭^小時，應(yīng)該在原材料中增加一些水泥和水，這樣在一定程度上就會降低強(qiáng)度結(jié)構(gòu)的偏差。同時還會增加收縮力，當(dāng)砂石的直徑小到超出范圍時，其他的補(bǔ)救措施已經(jīng)沒有成效了，這種情況下非常容易出現(xiàn)裂縫。在混凝土原材料配制過程中，如果其中云母含量過高，就要通過降低水泥和骨料的粘合度來進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣會降低混凝土的強(qiáng)度。

3? 混凝土施工溫度和裂縫問的防治措施

公路和橋梁混凝土在進(jìn)行施工以及養(yǎng)護(hù)的過程當(dāng)中，由于混凝土?xí)尫泡^多的水化熱，故此混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度就會大幅度的升高，從而會產(chǎn)生表面拉應(yīng)力。公路以及橋梁混凝土工程，在整體開展的過程當(dāng)中，進(jìn)入到后期降溫工作室，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關(guān)的構(gòu)件都會受到比較大的制約，此時混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)比較大的差異。為了可以有效解決上述所提出的問題，需要深入的分析公路和橋梁施工影響因素，針對溫度和裂縫問題制定有效的防治措施。

3.1? 準(zhǔn)備階段的混凝土原材料和配合比的完善措施

混凝土在整體施工的過程當(dāng)中，裂縫問題出現(xiàn)的頻率是比較高的，裂縫問題出現(xiàn)的原因是因為，原材料和具體的配合比例不相符合。故此，在施工之前需要做好準(zhǔn)備工作，在確定混凝土配合比的過程當(dāng)中，需要對整個混凝土工程進(jìn)行充分的了解，具有針對性的對內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，充分的考慮到混凝土自身的承載能力。工作人員要針對相關(guān)的資料以及混凝土的配合比信息進(jìn)行優(yōu)化和選擇，結(jié)合工程的具體需要選擇水泥的類型和等級。如果選擇的水泥等級過低，就會影響到混凝土的剛性和強(qiáng)度，無法保障公路和橋梁施工整體的質(zhì)量。如果選擇的水泥等級過高，混凝土自身就會釋放比較多的水化熱，從而就會促使混凝土出現(xiàn)裂縫問題。在選擇膨脹劑的過程當(dāng)中，一定要充分的結(jié)合公路和橋梁混凝土工程的具體情況，合理的選擇混凝土配合比，保證所選擇的膨脹劑類型能夠符合工程的施工需求。

3.2? 施工階段的溫度控制完善措施

在控制溫度的過程當(dāng)中，需要合理的調(diào)整施工的具體溫度級別，溫度是導(dǎo)致工程出現(xiàn)混凝土裂縫的主要因素。為了防止公路和橋梁在施工階段出現(xiàn)裂縫問題，需要制定具有針對性的解決措施對問題進(jìn)行有效的解決。當(dāng)溫度過高的時候，公路和橋梁混凝土工程在整體開展的過程當(dāng)中需要進(jìn)行澆筑作業(yè)，此時需要對澆筑的具體厚度進(jìn)行合理的控制，確?；炷了l(fā)的熱量能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行發(fā)散。定期對混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部和外部溫度進(jìn)行檢測，針對溫度方面的工作，進(jìn)行更加詳細(xì)和精準(zhǔn)的記錄，與此同時，需要將內(nèi)外溫差控制在合理的范圍之內(nèi)。在施工的過程當(dāng)中，如果溫度一直呈現(xiàn)著上升的趨勢，就需要對養(yǎng)護(hù)和施工的內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，從而確保可以達(dá)到降低溫差的目的。

3.3? 養(yǎng)護(hù)階段的冷卻管降溫完善措施

當(dāng)混凝土處于硬化的過程時，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會釋放比較多的熱量，從而就會提高整個工程的溫度。為了有效解決這個問題，需要在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部預(yù)先設(shè)置一些冷卻的管路，當(dāng)澆筑工作完成之后，需要通過水流沖洗來達(dá)到降低溫度的目的。當(dāng)進(jìn)水溫度過高時，水流的速度也會逐漸加快，故此，需要對冷卻水的出口速度進(jìn)行合理的設(shè)計，確保冷卻管的排水速度能夠滿足施工的具體需求。養(yǎng)護(hù)工作在完成之后，為了保障混凝土整體的性能，可以應(yīng)用真空壓漿和注漿的策略，這樣就能夠把空管進(jìn)行填滿。

4? 總結(jié)

綜上所述，為了有效提高公路和橋梁混凝土施工的質(zhì)量，可以有效降低混凝土裂縫問題的出現(xiàn)幾率，也能夠緩解混凝土施工當(dāng)中所出現(xiàn)的其他問題。當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時，會嚴(yán)重的影響到公路和橋梁工程整體的質(zhì)量，也會縮短公路和橋梁的使用期限。通過對裂縫問題進(jìn)行深入的分析和研究，制定具有針對性的解決措施，能夠有效確保橋梁工程可以得到穩(wěn)定可持續(xù)的發(fā)展，通過制定完善的措施，有效解決混凝土施工當(dāng)中所存在的作風(fēng)問題。

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