宫振辉
中建八局第一建设有限公司,山东 济南 250000
摘要:文章主要是分析了混凝土裂缝种类,在此基础上讲解了产生裂缝的主要原因,最后探讨了如何有效控制裂缝的产生,望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助
关键字:架桥;裂缝;混凝土施工;温度
1前言
当前我国经济水平的不断发展,同时也推动了铁路运输行业的发展在铁路框架桥施工的过程中容易在箱体侧墙中出现各种类型的裂缝,导致裂缝出现的因素有很多,想要在根本上解决混凝土裂缝的问题,应当从根本入手,分析和判断出混凝土裂缝出现的因素,才能够减少和控制混凝土裂缝的产生
2混凝土裂缝种类
大体积砼内出现的裂缝按深度不同,分为贯穿裂缝深层裂缝及表面裂缝贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝,最终形成贯穿裂缝它切断了结构的断面,可能破坏结构的整体性和稳定性,其危害性是较严重的;而深层裂缝部分切断了结构断面,也有一定危害性;表面裂缝一般危害性较小
3产生裂缝的主要原因
大体积砼在浇筑初期水泥产生大量水化热,内部温度迅速升高,体积膨胀,此时在凝结后的混凝土表面就会出现开裂,而新浇筑的混凝土底部虽然由于受先期混凝土的约束随即产生压应力,但在混凝土硬化后期冷却收缩时,将产生拉应力,且拉应力将大于升温膨胀产生的压应力值当拉应力超过混凝土的极限抗拉应力时,也就会在其内部产生裂缝,并可能发展成为贯穿裂缝,对结构造成较大的危害,因此大体积混凝土施工应进行温度控制,使内部的最高温度及内表温差控制在设计要求以内,避免大体积混凝土出现裂缝大体积混凝土施工阶段所产的温度裂缝,一方面是混凝土内部因素,由于内外温差而产生的;另一方面是混凝土的外部因素,结构的外部约束和混凝土各质点间的约束,阻止混凝土收缩变形,混凝土抗压强度较大,但受拉力却很小,所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时,即会出现裂缝产生裂缝的只要原因有以下几方面
3.1水泥水化热水泥
在水化过程中要释放出一定的热量,这种热量引起结构内部的最高温度,多数发生在浇筑后的最初3~5d
3.2外界气温变化
在施工阶段,大体积混凝土的温度随着外界气温变化而变化,特别水气温骤降,会打打增加内外层混凝土温差温度应力是由于温差引起温度变形造成的,温差愈大,温度应力也愈大同时,在高温条件下,大体积混凝土不易散热,混凝土内部的最高温度一般可达60℃~65℃,并且有较长的延续时间因此,大体积混凝土的温度控制应按照“内降外保”的原则,采取温度控制措施,防止混凝土内表温差引起的温度应力
3.3混凝土收缩
混凝土中月20%的水分是水泥硬化所必需的,而约80%的水分要蒸发,多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩,即混凝土收缩的主要原因是由于内部水蒸发而引起的影响混凝土收缩的因素,主要有水泥品种混凝土配合比外加剂和掺合料的品种以及施工工艺(特别是养护条件)等
4案例分析
某框架桥位于新长线,结构为(12.25+13+13+12.25)m箱形桥,与铁路法线夹角为150,垂直铁路方向长度为21m,高8.45m本工程采用架设D型施工便梁顶进法施工
4.1裂缝位置及形态
根据现场观测,箱涵浇筑完毕拆模后裂缝就已经存在裂缝位于中墙上,均为垂直裂缝,平均4m(左右有1道垂直裂缝无渗水现象初步判断为表面裂缝或者深层裂缝
4.2施工情况
箱涵浇筑时间位于冬季,混凝土为C40P8商品混凝土配筋均按图纸施工,符合设计要求箱涵分两次浇筑成型,第一次浇筑底板及下梗肋,第二次浇筑侧墙及顶板箱体模板采用2.44x1.22(m)竹胶板制作混凝土浇筑为泵送
4.3原因分析
箱涵在拆模后裂缝已经存在,可排除受荷载影响结构配筋也满足要求:因此,该裂缝产生主要原因有两种:一是原材料配比是否符合设计要求,对于有抗渗性要求的混凝土粗集料砂率水胶比是否符合施工规范且泵送混凝土坍落度较大,水泥用量和用水较多,容易产生收缩裂缝二是施过程工中的影响,该工程为冬季施工的混凝土,拆模后未采取有效内降外保措施,使得混凝土表面与环境温差较大,产生温度应力经现场调查,该箱涵裂缝产生在主要原因是施工影响造成
5主要预防措施
5.1温度裂缝的预防措施
一是尽量选用低热或中热水泥,如矿渣水泥粉煤灰水泥等;二是减少水泥用量,以控制浇筑温度,并采取保温养护等措施来限制砼内部的温度及内外温差;三是降低水灰比,一般砼的水灰比控制在0.6以下;四是改善骨料级配,掺加高效减水剂来减少水泥用量,降低水化热;五是在砼中掺加具有减水增塑缓凝等作用的外加剂,改善砼拌合物的流动性,降低水化热;六是充分考虑砼的浇筑环境气温高的季节,砼浇筑安排在温度最低时,尽量降低砼的入模温度,同时加强砼的振捣,提高密实度,使早期出现的微裂纹愈合,提高抗裂能力冬季施工时,必须采用保温措施进行养护,同时可以增加砼中大骨料的含量,这样可以减少砼中水泥的用量,从而起到降低水化热的目的
5.2砼收缩产生裂缝的预防措施
一是选用收缩量较小的水泥,一般采用粉煤灰水泥,降低水泥的用量;二是砼的收缩受水灰比的影响较大,因此在砼配合比设计应尽量控制好水灰比的选用,同时掺加高效减水剂来增加砼的坍落度和和易性,减少水泥及水的用量;三是浇筑砼之前,将模板浇水均匀湿透;四是加强砼的早期养护,并适当延长砼的养护时间浇筑完成后及时覆盖塑料薄膜或者潮湿的草垫等,保持砼终凝前表面湿润;五是在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施,及时养护
5.3施工工艺产生裂缝的预防措施
为保证施工质量,利于砼早期散热,应对厚砼进行相对较长的分层施工,分4层,每层约800~900深(每一大层内仍须做到斜面分层),待每层达到预定高度后略作停歇,约2~3h后砼完成相当部分早期沉缩,及散发了大量的早期水化热,此时再集中覆盖下一层砼,并于两层砼之间进行二次振捣(二次振捣时间应在下层砼初凝前,振捣棒插入振捣拔出后原位孔洞能立即恢复为准),确保深厚砼施工质量
6控制措施
(1)配合比设计要合理,水胶比不宜过大,粗骨料用量不宜过小(2)严格控制砂石杂质含量及针片状含量在规范允许范围内,级配应合理,并避免使用细度大的水泥(3)混凝土浇筑前,对混凝土质量进行严格检查,不合格混凝土严禁模浇筑(4)混凝土要振捣均匀,避免出现过振现象,以防局部出现塑性收缩裂缝和干缩裂缝,并严禁用振捣棒赶料(5)严格控制混凝土表面温差,不得超过25℃,以避免出现表面温差裂缝(6)模板拆除不宜过早,以免混凝土水分大量流失形成收缩裂缝(7)拆模后,立即进行洒水覆盖保温养护,防止风催日晒混凝土表面与环境温度大于20℃时,应采取保温养护措施
7结束语
由上可知,在铁路框架桥施工的过程中容易在箱体侧墙中出现各种类型的裂缝,导致裂缝出现的因素有很多,想要在根本上解决混凝土裂缝的问题,应当从根本入手,分析和判断出混凝土裂缝出现的因素,才能够减少和控制混凝土裂缝的产生
参考文献
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