桥梁工程大体积混凝土裂缝成因

桥梁工程大体积混凝土裂缝成因

摘要:在对桥梁工程大体积混凝土的特点进行总结的基础上,分析了引起大体积混凝土裂缝的主要原因,主要有原材料质量不达标、混凝土配合比不科学、混凝土水化热影响、混凝土收缩变形、浇筑方法不当、外界气温变化等,并从施工原材料、混凝土配合比、施工过程、温度控制等方面探讨了预防措施,以有效减少大体积混凝土裂缝的出现,提高桥梁工程的质量。

关键词:桥梁工程;大体积混凝土;裂缝

0引言

随着桥梁工程技术的快速发展,超大厚度的基础底板也越来越多,大体积混凝土在桥梁工程中的应用越来越多。因混凝土材料自身特点,大体积混凝土裂缝较为常见,大体积混凝土常用于基础,若开裂产生贯穿裂缝,则对结构安全性及防水性能产生严重不利影响,因此在桥梁工程施工过程中,要严格对大体积混凝土裂缝进行控制。

1大体积混凝土的特点

桥梁工程大体积混凝土是一种性质相对比较特殊的材料,外力作用或者自身收缩时的受拉性不够好,但受压性却比较突出,也就是说,当大体积混凝土受到外力作用或者自身收缩时,因为它的变形能力比较差,此时就极容易出现裂缝现象。裂缝能够影响混凝土的整体强度,使桥梁工程的整体承载力下降。桥梁工程具有结构复杂、体型较大等特点。由于大体积混凝土自身体积比较大,在混凝土材质、温度、施工技术以及综合环境的影响下,可能会存在裂缝的问题,从而严重制约整个桥梁项目的施工水平,为了确保桥梁工程的安全性及其质量,就需要对大体积混凝土裂缝的影响因素进行深入的探讨,并且制定科学合理的质量控制措施。

2桥梁工程大体积混凝土裂缝成因

2.1混凝土原材料质量不过关

骨料品种、质量与要求不符,个别施工单位为了节约资金,对骨料就近开采,没有通过严格检验就用于施工。水泥标号比较低或存储时间较长,致使水泥变性或受潮而导致性能不高。材料进场之前没有进行必要的检验,从而使得一些劣质材料进入施工现场。

2.2配合比不达标

在施工时,混凝土没有按照要求进行配比,随机性较高,或者只凭个人经验而没有依据行业标准规定进行配比操作,配合比不具有科学性,这样必将会影响到混凝土的质量。

2.3水化热的影响

水化热是水泥混凝土的重要特性之一,一旦外界环境温度骤升,就有可能造成混凝土的膨胀;外部温度骤降,就有可能造成混凝土的收缩,混凝土体积的变化很容易导致裂缝的出现,从而严重影响桥梁工程大体积混凝土的质量。在浇筑混凝土的过程中,量少以及体积小的混凝土就会很快散去热量,但是桥梁工程混凝土体积相对比较大,材料自身的导热性又相对不好,就使得水化热出现的热量在内部聚集而不能散去,导致内部温度逐渐升高,而在高温时混凝土的弹性变量又比较小,同时内部应力也比较小,若未超过应力极限就不会出现破坏现象。温度伴随着散热过程而逐渐下降,弹性变量随之增加,混凝土出现的变形相对比较大,导致内部应力也比大,当大于应力极限时就会造成裂缝问题的出现。

2.4混凝土收缩变形

由于混凝土收缩而造成大体积混凝土出现裂缝的原因主要表现在以下两方面。(1)混凝土本身的水分减少。水泥中的水分在浇筑完成一定时期就会减少,由于混凝土所具有的体积相对比较大,并且混凝土内部的蒸发量同表面之间存在差异,这样就会致使干缩程度也存在差异,进而使得内外变形存在差异,这样最终就会导致裂缝的出现。(2)在完成浇筑后混凝土尚未变硬以前,它同周围的接触面相对比较多,如果遇到高温或者是刮风天气,此时表层水的扩散速度就会增加,而内部蒸发速度却相对比较低,由于内外的蒸发存在差异,从而致使裂缝问题产生。

2.5混凝土浇筑过程不当

在大体积混凝土浇筑前,不合理的水灰比例以及原料配比都会影响到后续的浇筑。在混凝土浇筑过程中,振捣混凝土时用力过大或用力不够,导致混凝土整体结构不合理,个别区域骨料下沉,混凝土干膜后显蜂窝、麻面状的地方比较多。另外,在进行浇筑的过程当中,如果气温比较高就会使得桥梁工程大体积混凝土表面的温度也随之升高,一旦完成浇筑以后没有及时进行合理养护,暴露在环境当中的大体积混凝土表面的水分就会快速蒸发,从而造成大体积混凝土出现裂缝。

2.6外界气温变化造成裂缝

外界气温骤然下降将会造成大体积混凝土出现裂缝。如果外界的温度相对比较高,浇筑混凝土温度也比较高,一旦外界环境温度突然降低,混凝土的表面温度就会随之下降,然而其内部的温度下降比较慢或者维持不变,这样就存在了温度差,造成裂缝的出现。

3桥梁工程大体积混凝土裂缝控制措施

3.1加强施工原材料的质量控制

材料是导致裂缝出现的主要原因之一,避免大体积混凝土裂缝出现的首要措施就是做好施工材料的管理,对其要进行严格选择。沙粒碎屑、泥沙以及水泥是大体积混凝土施工中使用的主要原材料,在使用过程中尽量避免含泥成分高的沙石材料,主要是由于它们的强度相对比较低且性能不好,使得混凝土内部应力降低。同时尽可能选取沙粒度大的材料,这主要是由于细小的沙粒增加浇筑使用量,同时导致水化热增加。除此之外,也要合理选择添加剂。

3.2加强混凝土配合比的设计

尽可能选用含沙量比较小的混凝土,将水化热现象的概率尽可能降低,同时也可以加入煤灰以及矿渣来降低水泥用量,可以减少水化热的影响。在混凝土配制过程当中也可以加入添加剂,从而使得混凝土强度增加。

3.3加强施工过程控制

裂缝现象产生的另一重要原因是由于施工不当,因此,要严格控制大体积混凝土施工过程。第一,选择相对比较合适的施工时期,尽量避免较冷或者较热的天气进行施工作业。第二,在浇筑混凝土过程当中应注意分块以及分层浇筑,并且保证其连续性,并且在施工过程中还应该进行冷却水管的铺设,做好大体积混凝土内部的降温。第三,完成混凝土浇筑以后,应该及时对其表面进行保养,避免表面发生干裂问题。

3.4加强温度控制

温度是造成大体积混凝土裂缝的又一重要原因。在进行混凝土浇筑之前,浇筑温度应该按照浇筑体积等参数进行相关的计算,从而控制好升温的过程。在完成浇筑以后,在混凝土的内部以及表面由于温差的存在,内部就会出现应力,此时要对温度做好及时的检查和测量。

4结语

在桥梁工程当中大体积混凝土存在着裂缝隐患,多种不确定因素的影响还会使得裂缝进一步扩张。因此,在桥梁工程大体积混凝土施工过程中,分析裂缝的成因,采取有效的措施加强裂缝的控制具有重要意义,可有效提高桥梁工程的质量。

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作者:王星 单位:中电建冀交高速公路投资发展有限公司