公路工程大体积混凝土裂缝成因与防治技术

发表时间:2020/7/21   来源:《工程管理前沿》2020年10期   作者:戚婷婷
[导读] 本文将针对混凝土产生裂缝的原因及相应的控制措施展开深入的探讨。
        摘要:由于工程技术的快速发展,公路工程中开始大面积使用混凝土,混凝土具有易成型的特点,但由于外部因素制约或人为操作不当容易产生很多技术问题,导致混凝土产生裂缝,严重缩短道路工程的使用寿命,造成整个工程质量下降,本文将针对混凝土产生裂缝的原因及相应的控制措施展开深入的探讨。
        关键词:大体积混凝土;裂缝;防治技术
        引言
        大体积混凝土是指,混凝土结构的截面不小于0.8m,混凝土内外温差大于25℃的混凝土。大体积混凝土因为自身的各项特性差异,容易引起开裂,这样就无法保证该项工程的质量能满足建筑需求,所以,工程建设过程中必须重视它的施工质量,合理确定施工方案,避免工程出现质量问题,因地制宜地强化质量目标,为施工单位地良好发展贡献力量。
        1大体积混凝土的裂缝种类
        1.1沉降缝
        大体积混凝土的沉降缝也是出现频率较高的裂缝,它的出现是由于项目建设地基处置不好的沉降引起的,大体积混凝土的浇筑期间,如果模板质量不过关,未对模板支撑进行把控,也会产生裂缝。一般来说,水有反膨胀状态,从固态变回液态时,水的体积会变化,引起沉降,产生沉降裂缝。
        1.2干缩缝
        一般来说,养护作业对大体积混凝土的质量起到非常关键的作用,在养护结束后的半个月之内,如果没有混凝土的干缩现象,就不会有大问题发生。在一个建筑工程里,大体积混凝土施工是很重要的,遇到高温时节施工的情况也非常常见,在养护作业结束后,大体积混凝土内部的水蒸气蒸发过程中就会产生混凝土变形,若变形幅度太大,就会容易出现干缩裂缝。
        1.3温度缝
        由于水泥和水发生水化热反应会产生很多热量,热量如果不能及时释放的话会导致混凝土的内外温差过于悬殊,产生拉应力,如果拉应力大于了大体积混凝土自身的拉应力,就会产生温度裂缝。温度裂缝出现通常在工程的靠后阶段。
        2公路工程中大体积混凝土产生裂缝的原因
        2.1水泥水化热的影响
        大体积混凝土浇筑完毕后,水泥水化热作用所放出的热量会使混凝土内部温度逐渐升高,可达70℃左右。由于混凝土内部和表面散热条件不同,大体积混凝土内部温度不易散出,导致混凝土由内部中心向外形成温度梯度。内外温差变形不同会产生温度应力,使混凝土表面产生拉应力,内部产生压应力。一旦拉应力超过混凝土极限抗拉强度,混凝土表面就会产生裂缝。
        2.2外加剂不足
        外加剂是一种具有特殊性能的材料,能有效提高混凝土性能,使材料的抗拉能力得到提升,同时能有效控制材料的水灰比例。但是在具体施工过程中,如果没有加入足量的外加剂,可能无法有效消除混凝土裂缝隐患,从而导致混凝土产生破裂。
        2.3混凝土自身的原因
        大体积混凝土的稳定性一般体现在对抗物理、化学作用力时的稳定能力。如果其体积稳定性较弱,那么混凝土就会出现开裂,导致自身的变形能力降低,溶液等侵入大体积混凝土内部,使得耐久性受到影响。大体积混凝土自身有收缩特性,就算在没有荷载时也容易产生收缩现象。由于大体积混凝土的收缩产生的拉应力大于本身能承受的抗弯拉强度,裂缝就随之出现。对于不一样的大体积混凝土水泥等配比不同,收缩值有所差异,所以,我们要重视大体积混凝土的水泥用量。随着水泥的粗细变化,骨料含泥量也有所区别,裂缝的出现频率也不一样,所以,我们要通过试验确定水泥和骨料的配比。


        3公路工程大体积混凝土裂缝防治措施
        3.1材料质量控制
        混凝土出现裂缝主要是由于混凝土水泥水化过程中释放大量的热量,使其内外受力不同而产生。在选材的时候,应该优先选择水化热较小的水泥。大体积混凝土配料可添加一定量的粉煤灰,以降低水泥水化热,提高和易性,增加抗渗能力,同时降低水泥用量,极大地提高混凝土强度。粗骨料优先选用5~20mm粒径的连续级配石子,细骨料优先选用中砂,这样的骨料空隙较小,能够减少水泥使用量,产生的水化热也较小,可减少干缩,因此能够控制混凝土裂缝的出现。
        3.2施工控制
        在混凝土拌制期间,需要将水泥入罐温度控制在60℃以下,确保水泥有足够时间降温。在浇筑施工方面,采用“水平分层、逐层到顶”的技术,将短向当成是浇筑面,加强各层厚度控制,保证水泥水化热时间被有效延长,同时提高混凝土降温速度,实现收缩和裂缝的控制。在混凝土初凝前,需要完成上一层混凝土浇筑,保证布料的均衡性。在浇筑过程中,由于混凝土温度会随着时间增加而升高,因此还应尽量加快速度。在各层浇筑之间,需要采用二次振捣工艺,振捣时间在2~3h范围内,将振捣棒插入到下层5~15cm位置,保证混凝土内外密实。浇筑过程中,需要加强入模温度控制,应在13~30℃之间,夏季施工需要加入适量冰水,使拌合温度得到降低。施工现场需要完成彩条布棚的搭设,防止混凝土受到阳光直晒。由于工程大体积混凝土中完成了钢筋的密集布设,所以需要泵送混凝土,利用振捣棒进行振捣施工。在浇筑完成后,需要实现表面提浆处理,避免钢筋下部出现大量水分,以免上部混凝土产生细小裂缝。
        3.3改善混凝土抗裂性的措施
        大体积混凝土中可以加入少量膨胀剂,这样会引发混凝土的体积增加,补偿混凝土的收缩,综合作用下可以减少大体积混凝土的开裂。大体积混凝土中掺和适量的膨胀剂可以中和大体积混凝土硬化时产生的干缩,这样就能有效减少裂缝产生。我们现在比较常用的两种膨胀剂是FH复合型和UEA型,又以UEA型膨胀剂用的多。通常,UEA型使用时,要在混凝土里掺入1/10的量,把膨胀率控制在万分之三左右,可承受的预压力也控制在0.5MPa左右,这样就能和硬化时产生的拉应力相抵。在大体积混凝土中科学配置钢筋能加大混凝土的强度,我们配置钢筋时要注意钢筋的间距不能太大,以保证混凝土的抗裂性能良好。我们在配置钢筋时,间距一般不大于10cm,大体积混凝土的配筋相对较少,为了加强混凝土的抗裂性能我们少量配温度筋。
        只有大体积混凝土的强度得到了保障,抗拉性能才能提高,混凝土的抗裂性才能提升,在施工时,我们必须确定好合适的大体积混凝土原料配比,选择合适的水灰比和行之有效的工艺,来保证混凝土结构的强度。
        3.4温度监测
        在混凝土温度监测上,可以完成温控元件的布设,在桥梁台身位置进行大气温度的测量。针对混凝土内部位置,需要完成53Ω铜热电偶设置,利用数字显示仪进行温度准确测量。在混凝土入模后,可以利用温度计对表面温度进行测量。在测区温控元件布置上,结合工程实际情况可以划分为三个区域,在各区的上、下部位距离混凝土表面50mm位置进行测温,在φ10的钢筋上、中、下部进行测温元件绑扎。从测温仪中引出接头,分别进行各测区的搭接,能够实现各测区温度的全面监测。根据温度监测结果,在内部温升过快的情况下可以在冷却管中通入冷水,从而使混凝土内外温差有所减小,避免温度裂缝的产生。
        结语
        总之,由于大体积混凝土施工时,会受到很多方面的影响,稍不注意裂缝就会发生,对此,在其施工过程中要管理好各道工序,从原材料的选用开始,到工程的设计,再到决定施工工艺,我们应当全面把握各种因素,控制大体积混凝土裂缝的出现,从工程的施工条件和技术出发,高质量地完成项目建设。
        参考文献
        [1]黄远芳.桥梁基础大体积混凝土施工裂缝控制[J].铁道建筑,2009(8):104-106.
        [2]吴清梅.大体积混凝土温度裂缝控制措施[J].交通世界,2009(8):91-93.
        [3]王进进.大体积混凝土施工技术的应用与管理探究[J].建材与装饰,2015(49):7-8.
       
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