公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治簡述

馬進(jìn)麗

摘 要：目前，公路橋梁建設(shè)的范圍越來越廣，主體工程仍以混凝土施工為主?；炷潦撬唷⑹虾退慕Y(jié)合體，具有熱膨脹和冷縮的特點(diǎn)，施工過程中易受溫度的影響，產(chǎn)生后期裂縫，影響混凝土的穩(wěn)定性，損壞公路或橋梁的主體，它嚴(yán)重影響公路橋梁的整體質(zhì)量和使用壽命。施工溫度是引起混凝土裂縫的重要因素，因此在混凝土施工中必須重視施工溫度，消除溫度對混凝土質(zhì)量的影響，保證公路橋梁的穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：公路橋梁混凝土;施工溫度;防裂;分析;研究

1路橋混凝土溫度應(yīng)力的產(chǎn)生及其影響

是路橋施工中最重要的材料，但由于混凝土本身具有熱膨脹和冷縮的特性，因此其自身的溫度將直接影響路橋的質(zhì)量。混凝土的溫度應(yīng)力可分為三個階段，貫穿于公路橋梁工程的全過程。第一個是早期階段，從混凝土澆筑開始到混凝土放熱階段結(jié)束，一般持續(xù)一個月左右，在此期間混凝土逐漸由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，在轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生大量的水化熱，它對混凝土本身的彈性模量有很大的影響，使混凝土內(nèi)部發(fā)生很大的變化，從而導(dǎo)致混凝土的內(nèi)應(yīng)力，是指混凝土從放熱結(jié)束到逐漸升溫的過程。在這個階段，混凝土的彈性模量不會有明顯的變化，但由于其內(nèi)部溫度的變化，也會有一定的應(yīng)力，最后階段就是最后階段，是指混凝土完全冷卻后發(fā)生的所有過程，在這一過程中，由于外界溫度的變化而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，隨著中期、早期應(yīng)力疊加在混凝土上，一旦溫度應(yīng)力的總和超過混凝土的抗剪強(qiáng)度，就會導(dǎo)致混凝土開裂。溫度應(yīng)力對混凝土路面的影響可分為約束應(yīng)力和自生溫度應(yīng)力，兩者共同作用。

2混凝土裂縫原因

2.1準(zhǔn)備不足。

配合比是影響混凝土質(zhì)量、產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。由于施工單位在施工準(zhǔn)備階段沒有嚴(yán)格按照混凝土配合比標(biāo)準(zhǔn)施工，水泥或水的用量不合理，在這種情況下，會嚴(yán)重影響混凝土的穩(wěn)定性，出現(xiàn)水灰相間的現(xiàn)象。此時，混凝土結(jié)構(gòu)將不具有完整性特征，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。另外，在混凝土配置階段，由于施工方?jīng)]有考慮拉力的影響因素，一旦施工人員操作失誤，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力，隨著拉應(yīng)力的不斷增大，當(dāng)混凝土達(dá)到極限強(qiáng)度時，開裂的概率急劇增加。

2.2影響環(huán)境溫度的因素。

當(dāng)混凝土外部溫度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫差較大時，混凝土表面會形成巨大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力值超過混凝土的承載能力時，混凝土表面會出現(xiàn)大面積的裂縫。另外，由于水與水泥發(fā)生物理水熱反應(yīng)，在這個過程中，混凝土本身會釋放大量熱量，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度迅速升高，混凝土出現(xiàn)裂縫。另外，在混凝土養(yǎng)護(hù)階段，施工方需要對混凝土進(jìn)行冷卻處理，但是，由于混凝土內(nèi)部溫度總是很高，當(dāng)冷水遇到高溫時，會產(chǎn)生很大的溫差，混凝土產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力，加速了開裂過程。

3混凝土施工中溫度和裂縫的防治措施

3.1混凝土原材料和配合比在配制階段的完善措施。

在整個混凝土施工過程中，裂縫的發(fā)生頻率較高。裂縫產(chǎn)生的原因是原材料與混凝土的配合比不匹配。因此，必須做好施工前的準(zhǔn)備工作。在確定混凝土配合比的過程中，需要充分了解整個混凝土工程，并對內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整，充分考慮混凝土的承載力。工作人員應(yīng)根據(jù)有關(guān)資料優(yōu)化選擇混凝土配合比，并根據(jù)工程的具體需要選擇水泥的種類和標(biāo)號。如果水泥標(biāo)號過低，會影響混凝土的剛度和強(qiáng)度，不能保證公路橋梁的整體施工質(zhì)量。如果水泥標(biāo)號過高，混凝土本身會釋放更多的水化熱，從而促進(jìn)混凝土開裂。在選擇膨脹劑的過程中，要充分結(jié)合公路橋梁混凝土工程的具體情況，選擇合理的混凝土配合比，保證膨脹劑的種類能滿足工程的施工要求。

3.2嚴(yán)格控制混凝土溫度。

施工現(xiàn)場管理人員應(yīng)合理安排施工時間，避免在熱天或冷天施工，防止影響施工效率和施工質(zhì)量。在惡劣的氣候條件下，混凝土結(jié)構(gòu)存在較大的溫差，這也是拉壓應(yīng)力增大導(dǎo)致開裂的主要原因。加強(qiáng)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，實(shí)時監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化，當(dāng)溫度變化時及時采取有效措施，有效防止裂縫問題的發(fā)生。另外，拆模施工要進(jìn)行合理的監(jiān)理，防止內(nèi)外溫差過大。

3.3標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。

為減少裂縫，控制澆筑溫度，應(yīng)規(guī)范混凝土施工，合理使用工藝。公路橋梁混凝土施工面積大，混凝土施工宜采用分段施工，分層澆筑。這種施工方法最大的優(yōu)點(diǎn)是允許有足夠的時間來保證它能得到較好的反應(yīng)和固化，同時也有助于散熱、控制裂縫的作用。夏季氣溫一般較高，澆筑混凝土?xí)r可在模板上安裝冷卻管，在其發(fā)熱時打開閥門，這樣可以把溫度降下來。這里要注意的是，根據(jù)水溫，控制水的流速。在水溫降到10度以下時，流量需要為1500升/月1。這樣既不會因?yàn)榱髁窟^快而對混凝土結(jié)構(gòu)造成影響和損壞，也會帶走內(nèi)部產(chǎn)生的熱量。水溫在10度以上，根據(jù)需要合理提高水流量?；炷晾鋮s后，冷卻管應(yīng)填滿。采用灌漿。

3.4約束力把控。

一般來說，如果水平方向或豎向方向上的地基有一定程度的沉降，就會影響路橋區(qū)工程的施工質(zhì)量。因此，有必要采取相關(guān)措施，科學(xué)有效地控制粘結(jié)力：（1）要在一定程度上削弱混凝土的內(nèi)約束力，溫度影響產(chǎn)生的應(yīng)力會直接作用于粘結(jié)力，有必要合理有效地控制溫度，必要時采取保溫措施。這樣可以引起混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，從而起到抑制內(nèi)約束力的作用（2） 有效控制外基礎(chǔ)的粘結(jié)力，可通過減小澆筑層厚度來實(shí)現(xiàn)。此外，還可以設(shè)置運(yùn)動層，但需要確保設(shè)置合理。這兩種方法都能在一定程度上削弱結(jié)合力。

3.5混凝土工程的早期維護(hù)。

混凝土裂縫最常見的原因是早期結(jié)構(gòu)溫差，而混凝土工程的早期養(yǎng)護(hù)也是避免混凝土裂縫的重要解決方法之一，控制溫度條件，可以充分體現(xiàn)在兩個方面：第一方面，有效降低溫差可以改善因溫差對混凝土原材料的影響，避免熱膨脹和冷縮現(xiàn)象;水泥的水化作用可以使混凝土的強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期的水平。理論上，混凝土澆筑后的含水量可以滿足水泥水化的要求，但由于外界因素，部分水分會蒸發(fā)，水泥水化不能充分發(fā)揮作用，因此早期養(yǎng)護(hù)非常重要。

4結(jié)論

目前，我國公路橋梁混凝土施工技術(shù)相對成熟，積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。人們應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究，深入分析混凝土構(gòu)件裂縫與施工溫度的關(guān)系，明確施工溫度控制的意義。公路橋梁工程施工單位應(yīng)充分了解工程所在地區(qū)的氣候特點(diǎn)、氣溫變化等因素，提高混凝土配合比設(shè)計的合理性，按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)控制混凝土配合比的性能和用量。在施工過程中，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)范，科學(xué)選擇混凝土澆筑工藝，加強(qiáng)施工溫度監(jiān)測。同時，要做好混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作，避免裂縫的產(chǎn)生，保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。

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