铁路工程施工中混凝土裂缝及其应对措施分析 李东坡

发表时间:2021/6/1   来源:《基层建设》2021年第3期   作者:李东坡
[导读] 摘要:混凝土在硬化的过程中会产生诸多裂缝,这样不仅会对混凝土的外观直接产生影响,还会影响工程质量。
        中铁四局集团第五工程有限公司  江西省九江市  332000
        摘要:混凝土在硬化的过程中会产生诸多裂缝,这样不仅会对混凝土的外观直接产生影响,还会影响工程质量。只有在施工过程中采用较为合理的施工技术,才能够减少混凝土内部的数量和宽度。文章首先分析了铁路工程施工中混凝土产生裂缝的原因,然后提出了合适的改进措施,旨在有效减少混凝土中裂缝产生的概率。
        关键词:铁路工程;混凝土裂缝;应对措施
        1铁路工程施工中混凝土裂缝的主要成因
        混凝土受温度、模具、器械等不同原因的影响,会产生不同的裂缝类型。下面将对裂缝的类型和成因展开阐述。
        1.1收缩裂缝
        铁路工程施工中出现的混凝土收缩,一般表现为土体收缩。这种现象,可以说是未受外界因素干预的源于自发的体积变化。因为铁路混凝土的内部此时产生着一些变化,外部固定依旧是定向性的,那么铁路施工中的混凝土就存在着内外不均衡的拉应力,极其容易致使裂缝出现。这种裂缝一般会在混凝土浅表出现,表现为细纹,外观形状没有一定规则。按照分类来看,铁路混凝土裂缝的收缩类型包括:碳化、干缩、塑性、自身四种,它们出现的具体诱因,是水分在混凝土硬化过程中不同程度地流失,以至于混凝土性状有所变化,进一步左右凝结胶体性状。若外力约束不足以对抗形变的内力时,混凝土表面的干裂便在所难免。
        1.2碱骨料反应引起裂缝
        在混凝土加水之后,混凝土里面的碱持续发生溶解。此时碱液和活性骨料含有的硅酸盐成分发生化学反应,在此过程中凝胶会吸附极多水分,甚至会增长到原有体积的四倍。混凝土内部结构因此而被破坏,进而出现裂缝。施工中,两个原因会加剧上述问题,其一是原材料质量参差不齐,存在不合格产品;其二是施工中的工艺技术不够规范。
        1.3温度裂缝
        施工环境中不同的时间和气候,会使混凝土因温度变化而出现不同程度的裂缝。比如寒冷的季节里,铁路工程施工中混凝土出现的裂缝比较宽,温热的季节中,铁路工程施工中混凝土出现的裂缝则偏窄。深入探寻其内部原因,可以得知在混凝土施工中加水会使原材料大幅生热,这个明显升高的温度若逾越限度,那么混凝土便极易产生形变,即出现混凝土裂缝。
        1.4荷载裂缝
        使用模具的过程中模具没有充分固定,或是材料脱模等待时间不足,均会诱发这种裂缝。另外,荷载裂缝一般在隧道衬砌上出现,若过多则会对工程质量造成十分明显的不良影响。荷载裂缝多数情况出现,是因为施工技术不规范,施工者的经验不足。部分施工方在工期内过度赶进度,施工技术人员没有有效把控施工现场,受施工经验不足所限,缺乏对施工材料和技术的准确判断,以至于荷载裂缝频现。
        1.5施工缝(接茬缝)
        这种情况大多数是源于施工中的意外。例如,在铁路工程施工中突然遇到水电关停,或施工机械出现某些故障,妨碍了浇筑的连贯性。若混凝土已初凝,施工因各种原因仍在停断,或在二次浇筑前缺少凿毛处理这一细节,便会无法避免这种施工缝(接茬缝)的出现。
        2铁路工程施工中混凝土裂缝的应对措施
        2.1全面保证混凝土原材料的质量
        在实际施工的过程中可以采用以下三种方式来控制混凝土本身的质量:第一,所有的施工公司都应该遵守双方的利益,并签订合同。这样专业人员就可以在分析合同内部的材料后选择合适的材料。第二,通过规范施工人员的操作和录用制度让施工过程变得更加合理和顺利。第三,运用专业手段合理保护已经购买的原材料。如果碰到天气较为恶劣的情况,一定要先选择合适的位置来堆放原材料,并在上面加盖一层薄膜,避免在施工时出现原材料不合格的问题。


        2.2全面规范施工工艺
        在严格调整混凝土配合比的过程中,专业人员需要按照实际要求严格设计配合比,合理把握混凝土内部的水泥量和含水量,从而使更多的混凝土成品满足铁路施工的实际要求。同时,采用连续操作的方式浇筑,不要破坏混凝土内部的结构。此外,还应充分重视混凝土的养护工作,避免因内部水分蒸发过多而使结构被破坏。
        2.3严格控制混凝土内部科学比例
        只有全面控制混凝土内部的材料比例,才能够让铁路施工的过程变得更顺利。在进行混凝土配比实验的过程中,一定要保证所有的原材料都进入现场后,再将实际的样本送入实验室内部,完成配置后就可以明确混凝土的配合比。科学的配比方式不仅能够提升混凝土内部的强度,还可以让混凝土变得更经久耐用,最终更好地节省原材料。具体可以从以下六个方面来控制混凝土内部材料的比例。
        第一,因为施工现场多数存在普通硅酸盐水泥,所以应该在第一时间减少水泥的用量,不能将不同品牌、规格和批次的水泥混在一起。
        第二,可以在分析管线的内径后选择合适的碎石和鹅卵石,并将内部泥沙的含量控制在1%,片状的含量控制在15%。
        第三,可以采用质量过关的中砂配置混凝土。一方面将细度模数控制在15%~20%,另一方面将泥沙的含量控制在4%左右,这样就能够使得混凝土浇筑的过程更为便捷。
        第四,将水加入混凝土内部,并让其pH值控制在4%左右。混凝土内部的水灰比越大,其干燥收缩也就越大。而如果水灰比过小,其混凝土干燥和收缩之和也会变得越来越大。只有合理地控制混凝土用水量,才能够减少裂缝。在施工中既要将水灰比值控制在0.46~0.56,又要将混凝土的坍落度控制在12cm。
        第五,粉煤灰的灰水表面积较小,其需水量相对较低。这样不仅能够降低混凝土内部干燥的收缩值,还能够改善混凝土内部的流动性和保水性。只有在水泥中线掺入合适的细煤灰后,才能够更好地降低混凝土水泥内部的水化热,最终防止出现水化热峰值。一般而言,只有不断地掺杂粉煤灰的量,才能够使混凝土在施工的过程中得到更高效的应用。
        第六,注意通过掺杂适量的膨胀剂来补偿混凝土收缩的现象,并在施工的过程中选择合适的外加剂。
        2.4做好混凝土养护工作
        科学养护混凝土能够在很大程度上降低混凝土裂缝的发生几率。具体可由如下几方面着手:首先,在浇筑混凝土时实施养护。需要防止混凝土在阴凉部位,防止其直接受到太阳照射,而且在浇筑完成后需要及时覆盖混凝土,降低其收缩情况。通常开采取塑料布等工具来完成。其次,浇筑完成后混凝土的养护。由于混凝土自身需要适当的温度与湿度。如若是在炎热的天气下实施混凝土作业,则要求工作人及时补充混凝土水分,通可采取表面喷水的方式来进行。因为温度过高容易加快混凝土水分的蒸发,致使其出现表面裂缝,如果没能及时进行处理,久而久之就会导致混凝土深度开裂。如若是在寒冷的天气开展作业则需要进行相应的保湿与保温处理。如若环境温度在5℃以下,则需要暂停大体积混凝土浇筑作业。不仅如此,在养护混凝土过程中需要对其内外温差进行密切监控,通常可以采取对循环水流量以及进口水温调节的方式来对其温差进行控制,保证其内部与外部温度差距在25℃以内。并且需要确保大体积混凝土养护时间在14d以上。
        结束语
        铁路工程施工中混凝土裂缝成因比较复杂,裂缝问题至今仍普遍存在,是铁路工程施工中名副其实的一个“顽疾”。解决混凝土裂缝控制技术问题十分迫切,我们热切企盼裂缝控制技术的改良与优化。综上所述,有效控制混凝土裂缝的产生,有效应对混凝土裂缝的出现,的确是保证铁路工程强度和安全性的关键点之一。所以,无论是设计方还是施工方,都应当严肃看待这一问题,认真思考梳理铁路工程施工中混凝土裂缝出现的源头,机动灵活寻找和应用有效措施,最大限度减少铁路工程施工中裂缝问题的产生,降低其不良影响。
        参考文献:
        [1]辛亮.段博峰.铁路混凝土裂缝成因及对策探讨[J].广东建材,2014,1:33-35.
        [2]翟红侠.李志标.铁路混凝土施工期性能形成及裂缝形成机理试验研究,安徽建筑工业学院学报,2012,10(20):46-51.
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