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摘要:近年来,在社会发展的背景下,我国的建筑行业的规模不断扩大,大体积混凝土裂缝问题备受建筑业及社会各界所关注,逐渐成为了现代建筑业实现可持续发展的主要问题。为能够更好的控制大体积混凝土的裂缝问题,结合以往的公路工程大体积混凝土工程施工建设经验,总结分析了大体积混凝土裂缝种类,探究了公路工程大体积混凝土出现裂缝问题的成因,并制定相应的控制策略。从而能够做到知己知彼百战百胜,全面了解与把握大体积混凝土裂缝种类及其各项影响因素,通过相应控制策略的大力开展,从根本上控制住大体积混凝土的裂缝问题,确保公路工程大体积混凝土工程施工建设顺利开展,保障大体积混凝土实际使用寿命。
关键词:公路工程;大体积混凝土;裂缝;外加剂;养护
引言
随着工程技术的日益发展,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。
1公路工程大体积混凝土裂缝产生的原因
1.1水化热
公路工程施工中会应用大量的混凝土材料,大体积混凝土施工更是公路工程施工中必不可少的重要组成部分。然而,在公路工程大体积混凝土施工的调查中却发现,混凝土裂缝问题的频繁发生直接影响到工程的整体施工质量,而水化热则是造成混凝土裂缝的主要原因之一,混凝土材料施工中水泥水化会产生大量的热量,如果在浇筑过程中没有进行有效散热降温的话,会导致热量集中在混凝土结构内部,进而造成混凝土内部结构产生压应力,而表面产生拉应力,一旦应力超出混凝土能够抗拉的极限,就会在混凝土结构表面形成裂缝,从而造成公路工程施工质量问题。
1.2外部气温动态变化
大体积混凝土内部温度变化通常同步于外部气温环境变化,但若周围环境的温度骤冷,因大体积混凝土表面与外部空气接触期间,通常会快速散热,表面温度会呈现较为明显的下降趋势,大体积混凝土内部散热则相对较为缓慢,可以说大体积混凝土其内部温度降低幅度较小,短时间内基本处于恒定状态。如此一来,大体积混凝土内外部会逐渐形成温度梯度,实际的温度应力会逐渐增大,一旦打破应力平衡状态,大体积混凝土便会形成裂缝,对于大体积混凝土结构使用寿命及施工建设质量均会产生极为不利的负面影响。
2公路工程大体积混凝土裂缝的防治措施
2.1加强材料使用的控制
通过以上的分析了解到,在公路工程大体积混凝土施工过程中,由于受到温度因素的影响,进而造成大体积混凝土出现不同程度的裂缝问题,影响到工程施工的质量。而从实际的角度上分析,影响温度方面的因素有很多。例如材料的使用量,施工环境的温度等,都会影响到施工质量,进而造成混凝土裂缝问题[4]。因此,要避免公路工程大体积混凝土裂缝问题的发生,应加强对材料的使用控制。例如,在水泥材料的使用过程中,为了避免水泥水化热对施工造成影响,应改善骨料的级配,同时用干硬性的混凝土,并掺混合料以及加入塑化剂、引气剂等,从而有效降低混凝土温度。另外,在混凝土材料拌和的过程中,应控制好加水量,或利用水将碎石冷却,从而达到降低混凝土浇筑的温度,降低温度对混凝土施工带来的影响。浇筑的过程中,应加强对浇筑材料的控制。例如,浇筑的厚度,结合实际环境适当控制好浇筑的厚度。尤其是在温度较高的天气应适当减少浇筑的厚度,促使混凝土浇筑层面的充分散热。
2.2注重混凝土的科学配比
严格按照大体积混凝土工程相关标准及要求,通过计算,进行多次的大体积混凝土配比试验操作,择选最佳配比方案,确保混凝土的绝热温升控制在50摄氏度以内,提高大体积混凝土配比的科学性。经验表明,大体积宜选用60d或者90d作为配合比设计依据,在满足混凝土性能的基础上,掺用部分矿物掺和料,尽量节约水泥用量,单方大体积混凝土水泥用量不宜大于350kg,以减少水化热的产生;在满足泵送的条件下尽量降低砂率,砂率宜在38%~42%范围内,泵送混凝土坍落度宜为160±20mm,以减少混凝土收缩;水的PH应当等于7,且为饮用的自来水,用量根据经验结合试配适当调整,水胶比不宜大于0.55,用水量不宜大于175kg/m3。
2.3冷水降温,防止混凝土破裂
高温是导致混凝土出现破裂的一大因素,可采用冷却水进行降温处理。在混凝土的内部插入φ25mm的管子用作冷水的输入端,如图1所示。在安装冷却水管道的过程中,一定要保证钢筋骨架和其支撑架的稳定和牢固,以防在混凝土的浇筑中造成管道的损坏、变形等,出现漏水和水流不通等情况,同时对水管进行试水。在添加完混凝土后,其内部会进行冷却水的循环,混凝土的内外温差也会降低,同时要在混凝土的内部科学合理地设置测温点,从而可以实时监控混凝土内部的温度变化,确保混凝土内外的温度差值在25℃以内。混凝土冷却水的扩散有其固有规律,即由热的部分向四周扩散,中心地区会有进水口,周围设出水口,出水口和进水口均设置在混凝土的上面。在混凝土凝固后通水循环,同时需要实时监控进出口管的温度,确保温差在10℃以内,混凝土内外的温度差值在20℃以内,温度控制好后需要对冷却水管采用泥浆封口。
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图1 混凝土冷却水管布局
2.4重视工程养护
在新时期发展中,公路工程的发展也极为迅速,在公路工程大体积混凝土施工中,由于受到多种因素的影响,使得大体积混凝土施工裂缝问题频繁发生,不仅影响到工程质量,甚至影响到公路工程的正常使用,也会给车辆行驶埋下不同程度的安全隐患。从大量的实践研究中发现,很多公路工程大体积混凝土裂缝问题的产生都是因养护阶段做得不到位,进而引发裂缝问题。对此,相关部门以及工作人员应重视工程的养护工作,尤其是公路工程大体积混凝土施工完成之后,需要结合实际情况以及严格的施工标准制定较为完善的施工养护方案,并严格落实下去,才能将其作用真正发挥出来,有效避免公路工程大体积混凝土施工裂缝的产生。首先,应做好温度的控制,在施工完成后,可能受到天气、气候等方面的影响,经常会出现外界温度降低幅度较大的情况下,再加上水分流失过大,造成公路工程大体积混凝土施工出现裂缝的问题。而通过养护措施可以有效保证工程的温湿条件,保证混凝土施工不受到温度和湿度的影响,避免其出现影响结构稳定性的干缩、冷缩问题。在养护的过程中根据完工季节进行养护。例如,在夏季进行养护的过程中,主要通过在洒水降温保湿的方式,可以在混凝土表面铺一层草帘,然后利用喷洒车在草帘上进行喷洒,进一步保证公路工程大体积混凝土的施工质量。
结语
为防止混凝土的破裂,在温度控制上,一方面要实时掌控混凝土内外的温度差,另一方面也要确保混凝土表面的湿度适中。温度的检测尤为重要,在整个的施工过程中都需要实时检测温度变化情况,同时根据具体情况调节温度,保证路面不出现破损。合理使用外加剂,及时进行养护,可有效避免混凝土裂缝的产生。
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.
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[3]柳俊,张鑫.浅谈公路工程中大体积混凝土裂缝的原因及控制措施[J].科技资讯,2007(31):9.
[4]谢忠安.浅析公路工程施工中大体积混凝土产生裂缝的原因及预防措施[J].科技信息(学术研究),2007(25):319.