公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治研究

洪麗萍,洪宋瑤

摘 要：混凝土材料由于自身的優(yōu)勢特點(diǎn)，在公路和橋梁工程建設(shè)中得到了良好的應(yīng)用。然而由于混凝土材料自身受溫度影響較大，在公路和橋梁工程建設(shè)中，施工溫度控制的問題容易使其出現(xiàn)裂縫，使混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受到影響，直接危害工程建設(shè)的質(zhì)量和安全。所以，對施工建設(shè)中有關(guān)溫度的影響要全面的分析，對混凝土施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的管理，采取合理措施防治混凝土裂縫。

關(guān)鍵詞：施工溫度;混凝土;裂縫;公路和橋梁;防治

公路和橋梁工程建設(shè)屬于交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，工程施工的質(zhì)量對人們的交通出行安全會產(chǎn)生較大的影響。工程建設(shè)中主要用到的是混凝土材料，這種材料由于自身特性問題，在施工過程中會遇到多方面的問題，對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，如果存在裂縫，就會使工程的整體存在安全威脅，公路和橋梁使用的年限會減小[1]。所以，針對混凝土施工溫度需要進(jìn)行合理的控制，對裂縫問題進(jìn)行有效防治，確保公路和橋梁的使用安全。

1 溫度應(yīng)力的形成和形式

混凝土自身材料的特性，容易在溫度變化時受到影響，在此作用下出現(xiàn)應(yīng)力。而這個變化階段主要是初步階段、中度階段以及后期階段。初步階段主要是指從混凝土澆筑開始到放熱結(jié)束的過程。通常這個過程維持的時間在一月左右。這一期間水泥由于受到溫度的影響，會向外散發(fā)很多的熱量，這樣混凝土也會受到影響而出現(xiàn)變化，從混凝土內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力[2]。中度階段主要是在完成熱量散失到基本不再發(fā)生變化的期間。在這一環(huán)節(jié)中，如果溫度持續(xù)發(fā)生變化，還會出現(xiàn)應(yīng)力，和上一階段的應(yīng)力重疊作用。后期過程主要是在溫度降低完全后的階段，由于環(huán)境溫度繼續(xù)變化，和上兩個階段的應(yīng)力重疊作用。

針對混凝土的這種作用力主要有自生和約束兩類。前者作用力主要是由于結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度和結(jié)構(gòu)動態(tài)變化狀態(tài)之間有非線性關(guān)聯(lián)，結(jié)構(gòu)自身會和其相互制約的應(yīng)力進(jìn)行選擇。而約束應(yīng)力主要是外部環(huán)境溫度作用于混凝土?xí)r，結(jié)構(gòu)如果基本上不發(fā)生變化后，其邊緣也不會出現(xiàn)隨意變形，因此產(chǎn)生的應(yīng)力。兩種應(yīng)力形式都是在混凝土發(fā)生干縮后，形成應(yīng)力，同時相互疊加作用。

2 公路和橋梁混凝土施工溫度裂縫防治對策

2.1 對混合料的配置進(jìn)行有效把控

公路以及橋梁工程建設(shè)中，關(guān)于混凝土發(fā)生開裂的情況，需要在實(shí)際建設(shè)施工時，對混合料的配置進(jìn)行有效把控。關(guān)于原材料的使用量和種類的選擇，需要結(jié)合工程的實(shí)際情況，比如工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)承載的標(biāo)準(zhǔn)、具體要求等，在對水泥原材料進(jìn)行選擇時，需要保證混凝土制作的剛度和強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，盡可能的減少水化熱情況，以此來避免混凝土出現(xiàn)溫度裂縫?，F(xiàn)階段，在制作混凝土的過程中，通常會選擇加入一定的添加劑，從而避免溫度裂縫的產(chǎn)生。一般混凝土外加劑有很多的類型，在選擇時需要依據(jù)混凝土施工的實(shí)際要求，經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)后找出最佳配比，降低水泥用量，這樣水化熱情況能夠得到緩解，最大化的降低溫度裂縫發(fā)生。

2.2 施工過程中有效控制混凝土的溫度

2.2.1 設(shè)置測溫管

為了盡可能的減小溫度對混凝土施工產(chǎn)生的影響，在公路和橋梁工程建設(shè)中，需要對施工溫度進(jìn)行有效的監(jiān)測，這樣關(guān)于溫度的變化情況可以隨時看到，以便找出相對應(yīng)的解決方法控制，防止發(fā)生混凝土裂縫。所以，施工過程中，需要依據(jù)工程建設(shè)需要的混凝土澆筑量和面積，結(jié)合混凝土的結(jié)構(gòu)層次，合理的設(shè)置測溫管，依據(jù)施工建設(shè)的具體要求對混凝土的內(nèi)部溫度和環(huán)境溫度進(jìn)行定時檢驗(yàn)，同時將檢測結(jié)果進(jìn)行記錄。如果混凝土內(nèi)部溫度和外部溫度的差值大于25℃時，就需要采取控溫方式，盡可能的不讓混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂。

2.2.2 對混凝土整個施工工藝進(jìn)行有效控制

澆筑混凝土?xí)r，施工人員需要依照標(biāo)準(zhǔn)要求使用連續(xù)澆筑或者分層澆筑的工藝操作方式，確保澆筑混凝土的過程是連續(xù)的，這樣能夠更好的一次成型，從而減少裂縫發(fā)生的可能性?；炷猎谶M(jìn)行攤鋪時，也需要嚴(yán)格按照工藝操作的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對攤鋪的厚度進(jìn)行有效控制?；炷寥绻褂帽盟偷姆椒?，關(guān)于鋪設(shè)的厚度需要確保不超過60 cm，而如果使用其他的輸送方式，通常設(shè)置的攤鋪厚度在40 cm以內(nèi)。結(jié)合工程施工的具體情況，對混凝土的澆筑作業(yè)流程進(jìn)行科學(xué)的制定，施工中的各項(xiàng)資源要合理配置。在部分施工完工之后，需要再次進(jìn)行振搗，目的是使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部更加密實(shí)，沒有孔洞和水分，這樣整體的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度方面就能更符合相關(guān)要求。

2.3 養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的溫控對策

2.3.1 養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行合理制定

如果混凝土建設(shè)完成后，需要結(jié)合外部環(huán)境溫度條件對養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行合理的制定。如果施工的外部環(huán)境是在較高溫度條件下，可以使用灑水養(yǎng)護(hù)方案。而如果施工環(huán)境溫度較低，可以使用塑料薄膜或者其他的保溫性材料進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，以此防止溫度裂縫發(fā)生。

2.3.2 增加冷卻管

一般澆筑過程完成后，在結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會出現(xiàn)較多的熱能，這樣溫度相應(yīng)就會增高。如果是在溫度較高的季節(jié)，溫度升高會更突出，要想避免混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，在開始操作前，主要采取增加冷卻管的方式，將其埋于構(gòu)件內(nèi)，實(shí)施降溫。澆筑混凝土施工完成后，在內(nèi)部熱量散失使溫度上升時，開啟冷卻管，讓水經(jīng)過管道進(jìn)入到結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，然后經(jīng)過管道的出水口流出，這樣來對溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。在施工的過程中需要對水流速度和進(jìn)水溫度進(jìn)行合理的控制，通常，進(jìn)水溫度大概不超過10℃，水流速度大概保持在1 500 L/h。另外，對水口的部位需要進(jìn)行科學(xué)設(shè)置，要保證排出水流的過程中混凝土結(jié)構(gòu)不會受到影響。混凝土的養(yǎng)護(hù)工作在完成后，為了使混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和完整性得到更好的保證，需要使用真空壓漿等方法充填冷卻管。

2.3.3 較低施工溫度下的保溫養(yǎng)護(hù)

如果是在環(huán)境溫度較低的情況下，對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，需要在澆筑和抹壓混凝土施工完后，在結(jié)構(gòu)的表面通過塑料薄膜、隔熱墊、草簾等保溫性材料進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)，避免出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。由于外部環(huán)境溫度的差異，在使用保溫性材料覆蓋混凝土?xí)r，需要對其覆蓋的厚度進(jìn)行合理的控制，針對混凝土結(jié)構(gòu)的邊、棱等部位，需要重點(diǎn)進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。此外，依照施工時的具體情況，也可以使用蒸汽養(yǎng)護(hù)方式進(jìn)行保溫控制。

2.4 有效改進(jìn)混凝土的限制條件

在橋梁和公路工程建設(shè)中，關(guān)于伸縮縫問題需要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)置，避免由于混凝土結(jié)構(gòu)受溫度影響出現(xiàn)溫度應(yīng)力引起混凝土裂縫。另外，施工單位需要強(qiáng)化檢驗(yàn)路基的平整度，使混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和抗拉性得到有效的改進(jìn)，確保施工過程的有序性，對路橋側(cè)面結(jié)構(gòu)顯露在外部環(huán)境中的時間盡可能的降低，使混凝土結(jié)構(gòu)限制得到改進(jìn)，這樣能夠使混凝土裂縫出現(xiàn)的可能性降低。另外，在工程建設(shè)完工后，需要對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)管理，及時消除混凝土裂縫隱患，通過合理的養(yǎng)護(hù)管理，使混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定安全性得到良好保證。

3 結(jié)束語

總而言之，公路和橋梁工程建設(shè)中，混凝土材料的應(yīng)用較為廣泛，但是受溫度條件的影響，容易使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起裂縫，較大的影響結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，對人們出行安全產(chǎn)生較大的威脅。所以，在路橋工程建設(shè)中，施工單位需要重視溫度對混凝土結(jié)構(gòu)的影響，通過合理的措施降低混凝土裂縫出現(xiàn)的幾率，使溫度得到良好的控制，這樣混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性才會更好，公路和橋梁使用才更加安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]瞿軍.公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治探析[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2020（4）：65+67.

[2]何志.論公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治措施[J].中國科技投資，2019（9）：60.