早期裂缝危害（精选7篇）
早期裂缝危害 篇1
沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪音低、施工期短、养护维修简便且适于分期修建等优点, 在各级公路中广泛使用。特别是我国上个世纪80年代开始修建道路, 经过十几年的努力, 到现在已建成达几十万道路。但是我们不得不清醒地看到, 我国所修建的道路, 虽然里程增长很快, 然而总体质量却不高, 许多在建成通车后不久的时间内, 沥青路面就出现过早的损坏, 远不能达到规范所规定的设计年限。即沥青路面出现早期损坏现象。沥青路面的早期损坏最普遍的就是出现早期裂缝。沥青路面上的裂缝有多种, 其形成的原因也是多样的。本文主要从施工工艺上论述防止早期裂缝的预防措施。
1 沥青路面早期裂缝的主要表现及其危害性
(1) 路面早期裂缝主要表现在以下几个方面: (1) 路面的碾压过程中出现的横向微裂缝, 往往是某一区域道路段落的多道平行微裂纹, 裂纹长度较短; (2) 在采用半刚性基层材料作基层的沥青路面, 通车后半年以上出现的近似等间距的横向裂缝; (3) 路面在纵横接茬处产生的不规则纵横裂缝, 或在冬季发生的纵横裂缝; (4) 路面出现的凸起开花和不规则短裂缝。
(2) 沥青路面出现的微小的裂缝, 其危害在于从裂缝处不断进入水分使基层甚至路基软化, 导致路面承载力下降, 从而加速路面破坏。特别是为了提高沥青路面强度, 减小路表面的总弯沉, 我国高等级公路几乎全部都是采用的二灰结碎石、水泥稳定碎石等半刚性基层。半刚性基层由于干缩合温缩作用而产生开裂, 裂缝反射到沥青面层而出现反射裂缝。到目前为止还没有克服半刚性基层反射裂缝的好办法。虽然反射裂缝对车辆交通无显著影响, 但雨水的不断渗入结存在半刚性基层表面, 逐渐使基层软化而形成泥浆。在车辆荷载反复挤压下, 泥浆从裂缝中挤压出来, 形成了唧浆, 伴随着唧浆, 路面出现网裂, 进而形成大面积坑洞, 严重影响交通。影响沥青路面产生裂缝的主要因素还有沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量大小和施工等诸多因素。
2 沥青路面出现早期裂缝所采取的预防措施
2.1 严把沥青混合料的摊铺关
(1) 沥青混合料的拌合要严格规范操作, 每种料源均需进行试验, 按要求的配合比进行配料;特别是沥青的加热温度控制在规范规定的范围内, 即150~170度;集料的加热温度控制在160~180度;混合料的出厂温度控制在140~165度;当混合料出厂温度过高即废弃, 混合料运至施工现场的温度控制在不低于120~150度;出厂的混合料必须均匀一致, 无花白料, 无粗细料离析和结块现象, 不符合要求时废弃。
(2) 混合料的运输要根据拌合站的产量、运距合理安排运输车辆。运输车的车厢内保持干净, 涂防粘薄膜剂。运输车配备覆盖篷布以防雨及热量损失。
(3) 根据路面宽度选用1~2台具有自动调节摊铺厚度及找平装置, 可加热的振动熨平板, 且运行良好的高密度沥青混凝土摊铺机进行摊铺, 下、中面层是采用走线法施工, 上面层采用平衡梁法施工, 摊铺机均匀行驶, 行走速度和拌合站产量相匹配, 以确保摊铺的路面均匀不间断地摊铺。在摊铺过程中不准随意变换速度, 尽量避免中途停顿, 沥青混凝土的摊铺温度应根据气温变化进行调节。一般正常施工控制在不低于110~130度, 在摊铺过程中随时检查并作好记录。摊铺前将摊铺机的熨平板进行加热至不低于65度, 采用双机或三机梯进式施工时, 相邻两机的间距控制在10~20米, 两幅应有5~10cm宽度重叠, 在摊铺过程中, 随时检查摊铺质量, 出现离析、边角缺料等现象时应及时补洒换补沥青混合料, 在摊铺过程中随时检查摊铺高程及摊铺厚度, 并及时通知操作手。摊铺机无法作业的地方, 在监理工程师同意后采取人工摊铺施工。
2.2 严把混合料的压实关
压路机宜采用2~3台双轮双振压路机及2~3台重量不小于16T胶轮压路机组成。初压:采用双轮双振压路机静压1~2遍, 正常施工情况下, 温度应不低于110度, 并紧跟摊铺机进行;复压:采用双轮压路机和双轮压路机振压等综合碾压4~6遍, 碾压温度控制在80~100度;终压:采用双轮双振压路机静压1~2遍, 碾压温度不低于65度, 边角部分压路机碾压不到的位置, 使用小型振动压路机碾压。碾压顺纵向由低边向高边按规定要求的碾压速度均匀进行。相邻碾压重叠宽度大于30cm, 采用雾状喷水法, 以保证沥青混合料碾压过程中不粘轮。不在新铺的路面上进行停机、加水、加油活动, 以防各种油料、杂质污染路面。压路机不准停留在尚未冷却至自然气温以下已完成的路面上。碾压进行中压路机不得中途停留、转向或制动, 压路机每次由两端折回的位置处应阶梯型随摊铺机向前推进, 使折回处不在同一横断面上, 振动压路机在已成型的路面上行驶应关闭振动。
2.3 严把接缝的处理关
梯队作业采用热接缝, 施工时将已铺混合料部分留下20~30cm宽暂时不碾压, 作为后摊铺部分的高程基准面, 后摊铺部分完成后立即骑缝碾压, 以除缝迹;半幅施工不能采用热接缝时, 采用人工顺直刨缝或切缝。铺另半幅路面前必须将边缘清扫干净, 并涂洒少量粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上5~10cm, 然后压实后铺部分, 再伸过已压实路面10~15cm, 充分将接缝碾压密实;横接缝的处理方法是:首先用3米直尺检查端部平整度, 不符合要求时, 垂直于路中线切齐清除, 清理干净后在端部涂粘层沥青接着摊铺, 摊铺时调整好预留高度, 接缝处摊铺层施工结束后再用3米直尺检查平整度并立即用人工处理。横向接缝的碾压先用双轮双振压路机进行碾压, 碾压时压路机位于已压实的混合料层上深入新铺层的宽为15cm, 然后每压一遍向铺混合料移动15~20cm, 直至在新铺层上为止, 再改为纵向碾压;纵向冷接缝上、下层的缝错开15cm以上, 横向接缝错开1m以上。
纵缝要尽量采取直茬热接的方法, 摊铺段不宜过长, 一般在60~100m之间, 于当日衔接。当第一幅摊铺后, 立即进行第二幅摊铺, 第一幅和第二幅搭接2.5~5cm, 然后再推回碾压。不是当日衔接的纵、横缝上冷接茬, 要刨直茬, 涂刷粘层后再摊铺。横向冷接茬, 可用热沥青混合料预热, 即将热沥青混合料敷于冷接茬上后10~15cm, 宽15~20cm, 待冷茬混合料融化后 (5~10min) 再清除敷料, 进行搂平碾压, 或用喷灯烘烤冷茬后立即用热沥青混合料接茬压实;在施工中采用下列措施, 防止石灰土等半刚性基层产生收缩裂缝。 (1) 控制基层施工中压实时的含水量, 采用 (0.9最佳含水量) 的含水量监控时可降低其干缩系数。 (2) 对半刚性基层碾压后潮湿养护, 随气候湿度不同, 至少5~14d为宜。 (3) 控制沥青混合料所用的沥青延度, 拌制混合料时, 防止加热过度, 避免沥青混合料烧焦。
3 结束语
对于由于基层开裂反射上来的裂缝, 缝宽在6mm以内的, 可用热沥青砂或细粒式沥青混凝土进行填充、捣实, 并用烙铁封口。对于碾压中出现的横向微龟裂, 可采用刷油法处治, 或进行小面积的喷油封面, 防止渗水使裂缝扩大。总之, 通过改进施工工艺, 增强质量保证进行的预防处理措施, 实践证明以上方法用于消除早期裂缝是理想的, 行之有效的。另外, 针对特别情况下的特殊问题, 应组织技术攻关活动, 加强质量管理, 加大检查力度, 奖罚兑现, 这一质量通病会得到彻底解决的。
摘要：沥青路面出现早期破坏的原因是多种多样的, 其中最重要的原因之一就是路面出现裂缝。本文主要从施工的角度分析了其表现、危害性, 提出了相应预防早期裂缝的一些施工措施。
关键词：早期裂缝,危害,预防措施
早期裂缝危害 篇2
铁路钢筋混凝土桥梁裂缝的危害、成因与防治
本文首先简单介绍了铁路桥梁裂缝的`危害,总结了裂逢出现的各种原因,然后要从桥梁设计,施工和后期养护三方面分析了混凝土桥梁裂缝的防治要点.
作 者：徐兴安 作者单位：中铁二十四局集团浙江工程有限公司,杭州,310009刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(4)分类号：U445关键词：铁路 混凝土 裂缝 防治
混凝土早期裂缝成因与防治 篇3
【关键词】早期裂缝；收缩；温差；沉降；预防措施
1.混凝土早期裂缝有以下几种
1.1塑性沉降裂缝
此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土骨料沉降时受到阻碍（如钢筋、模板）而产生的。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后0.5小时至3小时之间，混凝土尚处在塑性状态，混凝土表面水分消失时立即产生，并沿着梁及板上面钢筋的走向出现，主要是混凝土塌落度大、沉陷过高所致。
1.2塑性收缩裂缝
此类裂缝产生的主要原因是混凝土浇筑后，在塑性状态时表面水分蒸发过快造成的。这类裂缝多在表面出现，外形不规则、长短宽窄不一、呈龟裂状，深度一般不超过50mm。产生的原因主要是混凝土浇注后3-4小时左右表面没有被覆盖，特别是平板结构在炎热或大风天气混凝土表面水分蒸发过快，或者是基础、模板吸水过快，以及混凝土本身的水化热高等原因造成混凝土产生急剧收缩，此时混凝土强度趋近于零，不能反抗这种变形应力而导致开裂。混凝土中蒸发和吸收水分的速度越快，塑性收缩裂缝越轻易产生，而商品混凝土由于为了满足可泵性、流动性、出机时混凝土的塌落度和砂率比普通混凝土大很多，早期强度低，所以其水分非常容易散失，表面轻易形成裂缝。
1.3温度应力裂缝
此类裂缝产生的主要原因是由于混凝土浇筑后，聚积在内部的水泥水化热不易散发，造成混凝土的内部温度升高，而混凝土表面散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。假如在混凝土表面四周存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，假如温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝一般产生很早，多呈不规则状态，深度较浅，属表面性质。表面裂缝易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。
1.4施工工艺质量引起的裂缝
比较典型且常见的如下：
（1）钢筋混凝土保护层过厚。
（2）混凝土震捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或形成其它荷载裂缝的起源点。
（3）混凝土浇注过快，混凝土流动性较低在硬化前因混凝土振捣不足，硬化后沉实过大，轻易在浇注数小时后发生裂缝，即塑性收缩裂缝。
（4）混凝土搅拌、运输时间过长，水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。
（5）用泵送混凝土施工时，为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝聚硬化时收缩量增加，混凝土表面出现不规则裂缝。
（6）混凝土分层或分段浇注时，接头部位处理不好，易在新、旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。
（7）混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。
（8）施工时模板刚度不足，在浇注混凝土时，因侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。
（9）施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。
1.5原材料质量引起的裂缝
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。混凝土所采用材料的质量不合格，可能导致结构出现裂缝。主要有：砂石含泥量超过规定； 砂石的级配差，或砂颗粒过细。
2.混凝土裂缝常见预防措施
2.1塑型沉降裂缝预防措施
（1）在满足泵送和施工的前提下尽可能减小混凝土塌落度。
（2）保证混凝土均质性，搅拌运输卸料前先高速运转20—30秒，然后反转卸料。
（3）施工过程中应经常观察模板的位移和混凝土浇捣的密实情况，不能漏振、过振使混凝土离析分层。
（4）施工过程中严禁随意加水。
2.2塑性收缩裂缝预防措施
（1）施工单位在浇注混凝土后要及时覆盖养护，增加环境湿度。
（2）商品混凝土公司在满足可泵性、和易性的前提下尽量减小出机塌落度、降低砂率、严格控制骨料的含泥量。
2.3温度应力裂缝预防措施
（1）降低混凝土发热量。选用水化热低、凝聚时间长的水泥，以降低混凝土的温度；掺加缓凝剂或高效减水剂，以提高混凝土强度并减少用水量及水泥用量，延长混凝土达到最高温度时间，减少干缩；尽可能选用最大粒径较大，颗粒外形好且级配良好的粗骨料，避免砂量过多以减少水泥用量及用水量；在满足泵送和施工的前提下用低流动性混凝土，严格控制水灰比，减少单位体积混凝土用水量。
（2）降低混凝土浇筑温度。在高温季节要降低原材料温度，在环境温度较低的早晚浇筑；避免吸收外部环境热量，运输工具、泵送管路尽量遮荫，防止混凝土升温；埋设冷却水管，通入冷水降温。
（3）分层分块浇筑。
（4）表面保温与保湿。要尽量长时间地保暖和保持混凝土表面湿润，让其表面慢慢冷却、干燥，使混凝土能够增长强度以反抗开裂拉应力。
主要有蓄水养护和覆盖洒水养护两种方式，养护时间一般不少于14d。
2.4施工方面原因造成的裂缝预防措施
（1）加强模板施工的过程治理。模板及其支架必须有足够的承载能力、刚度和稳定性，在振捣过程中派专人进行看模，防止松扣下沉现象发生；试块强度达到设计答应值时方能拆模。
（2）混凝土的成品保护。对浇筑好的板面，必须在混凝土强度达到1.2N/MM2后方可上人。
（3）钢筋绑扎施工加强对负弯矩筋的治理。加密支撑马凳的间距、确保板面负弯矩筋的保护层厚度。
（4）振捣方式方法必须正确。振捣易快插、慢拔。振捣时间过短，混凝土不均匀；时间过长，易导致严重浮浆。
3.结论
早期裂缝危害 篇4
1 裂缝的危害
钢筋混凝土结构物一旦产生裂缝, 对本身会产生安全上及使用上的影响。外部环境的有害成分侵入, 会使裂缝部分持续扩大及?化, 造成使用性能的降低, 而导致使用寿命的缩短, 甚至会影响结构物的安全性。
1.1 对结构强度的影响
结构物裂缝发生后, 其本身的刚性、剪力强度、拉力强度、抗弯强度?会降低, 并可能导致结构?为发生应力重分配, 造成进一步的破坏。裂缝严重时, 可能会使构材掉落而造成危害。
1.2 对耐久性能的影响
裂缝对耐久性的影响, 最主要的是加速混凝土中性化, 使钢筋腐蚀速度变快, 并因漏水、渗水, 造成发霉、渗斑而使得保护层剥落, 而缩短结构物的使用年限。
1.3 对气密性能的影响
裂缝对于气密性能的破坏, 主要是针对需要高气密性能的结构物而言的, 如医院、核电厂, 或一些疫苗培植性能的结构物。一旦发生裂缝, 就会造成气密性降低, 造成辐射线或疫苗菌类外泄, 影响到人们的安全。
2 裂缝的原因分析
钢筋混凝土结构物裂缝形成的因素有许多, 如干缩、温度效应、外力超载或施工?当等都会产生裂缝。
2.1 塑性收缩裂缝
混凝土由水泥、细骨材、粗骨材及水拌合而成, 由于水与水泥的水化产生胶结作用, 将粗细骨材连成一体, 从而产生混凝土的强度。混凝土浇置后在凝固前呈现软性或塑性状态。拌合水化作用开始, 混凝土表面曝露于大气间, 混凝土表面的水分开始蒸发, 并导致混凝土干缩。混凝土表面温度及风速均影响表面水分蒸发产生干缩的程度, 因此混凝土内部与外表由于干缩差异, 使混凝土的表面产生拉应变, 如果此种干缩的差异发生在混凝土灌注之后, 强度尚未完全形成时, 混凝土将由于塑性收缩所造成的应变而产生破裂。
2.2 塑性沉陷裂缝
这种裂缝是钢筋混凝土结构早期裂缝之一, 发生原因为混凝土在浇置、抹平后骨材会继续下沉, 当骨材下沉受到局部阻碍时 (如钢筋或其它埋设物) , 导致邻近对象产生孔隙或裂缝。
2.3 干缩裂缝
干缩裂缝是因为混凝土体积干缩变化并且收缩受到外部约束的影响。假使混凝土收缩未受到限制, 则裂缝?会产生。但当收缩发生且受限制时, 混凝土内部会形成拉应力, 当拉应力超过混凝土强度时, 裂缝就产生了。
2.4 温度裂缝
混凝土浇置后由于水化热的消散速度?同, 使内部造成温差, 此温差会导致?同的体积变化, 而产生拉应力, 当此拉应力超过混凝土抗拉度时, 即会产生裂缝。
2.5 沉陷裂缝
对某些结构物而言, 不均匀支承与基础沉陷或沉陷超过容许范围, 都容易使得结构物产生额外的弯曲与剪力裂缝, 这种裂缝是设计时无法考虑和预计的。
2.6 气候因素
造成混凝土龟裂的因素包括温湿度作用及冻融现象等。湖南等南方地区, 虽然冻融现象发生的几率?大, 但在温湿度方面却有很大影响, 因此必须加以重视;通常温湿度作用所呈现的裂缝型态为八字型裂缝, 其原因可能为结构物受日照后混凝土膨胀的结果。
2.7 钢筋腐蚀
钢筋腐蚀是一种电化学过程, 此过程需要氧气、水份及具阴阳极反应等化学反应。钢筋腐蚀时相伴产生的生成物体积比钢筋体积要大, 甚至可高达7倍, 因此钢筋锈蚀膨胀后会对混凝土产生推挤, 使混凝土受到拉力。当腐蚀生成物累积至某种程度时, 混凝土表面裂缝?无法避免。随着钢筋生锈渐多, 钢筋与混凝土间的握裹力便逐渐消失, 最后导致混凝土剥落。
2.8 碱质反应
混凝土内水泥碱性物与骨材中活性二氧化硅在足够湿气及温度的环境催化下将产生一种膨胀性化学反应, 即称碱质反应。此反应将造成混凝土衍生膨胀应变, 从而使结构物劣化。
2.9 超载、设计、施工不当
结构物构件有一定的容许载重力。因此, 超载势必会使得结构物产生额外的裂缝。设计错误将造成结构物严重龟裂, 甚至发生重大事故。例如钢筋用量不足、不当配置等因素, 均可能造成结构物龟裂;施工作业?当同样会导致混凝土龟裂, 最常见的现象为, 混凝土浇置时添加水量, 此时, 不但增加干缩及沉陷裂缝发生的几率, 更降低了混凝土原本的设计强度。养护时间不够、模板支撑力?足及施工缝设置不当都会使得混凝土产生裂缝。
2.10 氯离子含量过高
钢筋混凝土结构物中的钢筋, 一般均在碱性环境下, 故不会产生腐蚀, 但当氯离子含量高于一定程度时, 虽在碱性环境下也会发生腐蚀, 钢筋生锈之临界氯离子含量, 依混凝土配比及环境条件而异。
3 裂缝的防治措施
对裂缝的防治应根据裂缝发生的原因、大小、部位、结构的受力情况和使用要求, 区别对待, 以便采用正确的处置方法。钢筋混凝土结构物龟裂损坏一般可分为结构性龟裂与非结构性龟裂两种。结构性龟裂是指, 因结构体损害导致结构体龟裂、大变形, 危及结构安全等情形;而非结构性龟裂是指混凝土结构物表面细微发状裂痕、沿埋设管物裂痕、两种?同材?装修粉刷裂缝等情形。结构性裂缝的防治目的在于提高结构或构件的承载力、刚度、稳定性和耐久性。非结构性裂缝可根据结构耐久性和使用方面的要求, 采取修补措施即可。具体措施有:
尽量争取在昼夜温差较小的季节施工, 否则应采取保温和防晒措施, 充分养护, 使温度的变化控制在最小范围, 不使其升温过高及干燥。在遇强风时应比平时尽快采用特殊的养护预防干燥收缩裂缝。
严格按水泥、水、砂、石的配合比计量上料, 规定正确搅拌时间。选用水化热量小、铝酸钙含量较低的水泥, 这样可降低水泥、水化热带来的内部温度, 降低水化热峰值。选用优质的减水剂及级配良好的骨料, 尽量减少单位用水量, 并尽可能选用低的砂率, 减少泛浆和混凝土的收缩量。
混凝土面板在铺筑完后尽可能早地切割, 如因故不能做到时, 可采用跳档切割, 每隔4~5条缝先切一缩缝, 然后再返回切余下的缝。
在混凝土路面浇筑前给水泥石粉层和模板适量洒水, 减少基层顶面摩阻力。使用长时间在日光下曝晒的干燥骨料时, 也要充分洒水湿润, 在混凝土表面修整过程中, 要避免强烈的日光直射, 不使温度上升很大和出现干燥, 风还大时要提前养护。
正确处理施工缝。在施工时缝应尽可能与胀缝或缩缝重合。最好是胀缝, 因为即使施工缝不直时也可通过切割将不直处除掉。虽然要求尽量不设施工缝, 但在施工常遇到不可避免的原因, 如停电、机械故障、暴雨等因素不得不设置施工缝时、因时间差、施工缝两边浇筑的混凝土凝固、收缩不一致, 肯定会产生裂缝, 故应有应付突发事变的能力, 尽量避免发生施工缝或合理安排施工缝, 也可减少板块裂缝的产生。
结语
钢筋混凝土构造物裂缝往往造成许多困扰, 轻则影响结构物外观, 重则危及构造物安全。一般工程上, 均视混凝土结构物上细微发状裂缝为结构物重大缺陷。实际上, 裂缝多半是由于载重前的自身应力及约束应力引起的。对混凝土裂缝的分析, 不仅要明确裂缝的危害, 分析裂缝产生的原因, 更要求我们从设计上和施工上总结经验教训, 去预防裂缝的发生。
摘要：在钢筋混凝土结构的建设和使用过程中, 出现裂缝而影响工程质量屡见不鲜。本文分析了钢筋混凝土结构物裂缝的种种危害以及产生的原因, 并进一步提出了区分结构性裂缝和非结构性裂缝的防治措施。
关键词：钢筋混凝土,裂缝,原因,防治措施
参考文献
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[2]David Darwin, Shawn Barham and Shuguang Lu-an, Fracture Energy of High-Strength Concrete[J], ACI METERIALS JOURNAL, 2006, 43 (3) :410-416.
[3]赵春生, 混凝土桥梁裂缝原因分析[J], 山西建筑, 2005, 31 (14) :78-79.
早期裂缝危害 篇5
关键词：铁路,混凝土,裂缝,防治
裂缝是混凝土构件普遍存在的一种现象, 铁路桥梁、隧道、涵洞的裂缝屡见不鲜, 裂缝的出现, 降低了结构的防水性、耐久性和承载能力, 也给结构的整体外观造成了不良影响。如何阻止或减缓裂缝的产生和发展以及裂缝出现后及时整治, 并且不影响桥梁结构的安全和使用寿命, 是一项严峻、紧迫而又复杂的系统工程。
1 思想上重视:充分认识铁路桥梁裂缝的危害与各种成因
混凝土裂缝是会直接破坏结构的整体性, 改变混凝土的受力条件, 从而有使局部甚至整体结构发生破坏的可能, 严重影响铁路桥梁的质量和列车运行安全。随着铁路的跨越式发展, 列车不断提速, 在高速、重载条件下, 列车对线桥设备的冲击明显增大, 如果混凝土存在裂缝, 尤其是在老龄桥梁上, 曾多次发生因桥梁振动过大等原因致使桥梁结构损坏, 以致发生列车在桥梁上脱线的事故。
铁路桥梁混凝土产生裂缝的原因很多, 混凝土本身就是是一种脆性非匀质材料, 其内部存在大量微观裂缝和各种大小不同的孔隙, 其抗拉强度较低, 因此混凝土结构较易产生裂缝, 实际上每一条的裂缝的产生均由几种因素组合作用而成。综合来看, 这些原因可以归结为内因与外因两大方面。
(1) 内因:材料与施工操作不当造成混凝土裂缝的内因。混凝土自身由于碱一骨料反应 (AAR) 引起裂缝;使用活性骨料, 骨料风化或含泥量大, 混凝土干燥收缩, 混凝土沉降收缩及泌水过多等也会造成裂缝。在混凝土施工过程中拌和不均匀, 搅拌时间过长, 浇灌速度过快, 振捣不充分, 接缝处理不当, 保护层不够或钢筋被扰动, 模板漏浆, 支撑下沉, 拆模过早, 初期受冻, 初期养护不够, 硬化前受振动或加荷;预应力混凝土过早张拉、或超张拉等等都会造成混凝土的裂缝。
(2) 外因:外界环境影响、结构设计不当及外力。由于外界温度与湿度变化、钢筋锈蚀、环境水的侵蚀作用、太阳辐射、混凝土老化以及疲劳作用引起的裂缝。荷载超过设计允许荷载, 不可预计的破坏力 (如地展、爆炸等) , 断面不够, 钢筋用量不足, 结构物不均匀沉降等。
2 行动上落实:加强前期施工管理
充分认识到混凝土裂缝的严重危害, 正确把握裂缝成因后, 就应该从行动上严格控制桥梁工程混凝土裂缝的产生, 要从前期的桥梁设计、施工和后期养护三方面进行把关。
2.1 在路桥梁工程混凝土的设计方面来考虑, 可以从下几个方面来优化
(1) 为避免结构突变产生应力集中, 在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。如在孔洞的周围以及转角处等布置一些斜筋, 从而让钢筋代替混凝土承担拉应力, 提高混凝土的极限拉伸能力, 这样可以有效的控制裂缝的发展。
(2) 在设计中优先考虑利用中低强度水泥, 充分利用混凝土的后期强度。
(3) 对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值, 因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。
2.2 在施工过程中, 要加强施工过程管理, 严
格执行混凝土各项指标的配比与施工要求, 认真监管每个具体的施工环节
2.2.1 加强对混凝土原料的施工管理
首先要合理选择水泥品种及用量、精心设计混凝土配合比, 应尽可能地降低混凝土的单位用水量, 采用“三低 (低砂率、低坍落度、低水胶比) 二掺 (掺高效减水剂和高性能引气剂) 一高 (高粉煤灰掺量) ”的设计准则, 生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值的抗裂混凝土。另外, 根据国外的一些先进做法, 可以减少用水量, 减少水化热和收缩, 充分利用混凝土的后期强度。
骨料的体积在混凝土中所占比例很大, 在骨料的选择上, 应优先选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。粗细骨料的含泥量应尽量减少 (1%~1.5%以下) 。在骨料的粒径选择上应该选取粒径大强度高级配好的骨料。这样可以获得较小的空隙率及表面积, 从而减少水泥的用量, 降低水化热, 减少干缩, 减小了混凝土裂缝的开展。
适当各种外加料和外加剂, 可以降低铁路桥梁工程中混凝土的水泥水化热引起的内部温升, 防止结构出现温度裂缝。例如, 掺入适当的粉煤灰一方面可以增加混凝土的密实度, 提高抗渗能力, 改善混凝土的工作度, 降低最终收缩值;另一方面可以节约水泥用量, 水泥用量减少既可以降低成本, 又可以降低大体积混凝土的水化热, 根据经验数据, 每10kg水泥约产生1℃的水化热, 水化热降低了, 一方面有利于对混凝土裂缝的控制, 另一方面保温和养护费用也随之减少, 节约成本。对于高强混凝土外加剂可以参膨胀剂及高效减水缓凝剂。膨胀剂, 它可以等量替换水泥。并且是混凝土产生适度的膨胀。一方面保证混凝土的密实度, 另一方面使混凝土内部产生压力, 以抵消混凝土中产生的部分拉应力。
2.2.2 加强对混凝土施工管理
首先拌制混凝土的原材料均需进行检验, 合格后方可使用。同时要注意各项原材料的温度, 以保证混凝土的入模温度与理论计算基本相近。其次在混凝土搅拌站设专人掺人外加剂, 掺量要准确, 同时现场对混凝土要逐车检查, 测定坍落度和温度, 严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。另外要注意混凝土浇筑应连续进行, 间歇时间不得超过3h~5h。最后试验部门应设专人负责测温及保养的管理工作, 注意温控措施, 发现问题应及时与技术人员联系。
3 行动上坚持:加强后期防护与整治
在桥梁完工后并不代表工程人员们可以放松休息了, 对混凝土桥梁的后期防护与养护也是不可少的, 及时对钢筋混凝土桥梁进行安全监测和状态评估对铁路安全运行十分重要。钢筋混凝土桥梁的裂缝是不可避免的, 应采用各种防护技术对桥梁进行防护, 比如采用混凝土梁防护涂料在表面涂装;这些涂料与混凝土表面有牢固的粘接性, 不易剥落;耐大气老化性能良好;致密性好, 使有害介质较难渗入, 能够有效地降低混凝土碳化及钢筋锈蚀。力求在材料性能劣化初期, 就能及时避免裂缝进一步扩大, 以较低的成本极大地延长桥梁的使用寿命。
防护的同时也应当定期对桥梁裂缝进行检测, 根据《铁路桥隧桥梁大修维修规则》对于限值为0.1mm以上的裂缝必须及时进行整治。整治裂缝应以“治本为主, 治表为辅, 表本结合, 综合治理”为原则, 若是由于地基基础沉降不均产生的裂缝, 则必须先对基础加固, 待基础加固稳定后, 再进行裂缝的修补。若是裂缝有漏水的现象, 首先要进行止水。一般在裂缝稳定后再进行修补。若是明显属于结构受力破坏所产生的裂缝, 不但要进行结构注浆修补, 同时也要进行外部加固[1]。
4 结语
我国铁路跨越式的大发展, 对线桥设备的冲击明显增大, 新桥建设、老桥加固维护的工作要求越来越高, 铁路混凝土桥梁裂缝是其中最为常见而常常被忽视的重要一环, 希望本文能够在铁路混凝土桥梁的治理方面提供借鉴。
参考文献
[1]李敏敏.铁路桥梁混凝土裂缝分析及整治对策[J].上海铁道科技, 2005 (2) .
[2]曾润忠, 曾桂珍.铁路钢筋混凝土桥梁裂缝原因分析[J].华东交通大学学报, 2006, 2.
桥面铺装层早期裂缝的分析与研究 篇6
山西境内的大部分高速公路, 桥梁的桥面铺装均采用沥青混凝土加铺水泥混凝土防水层的结构, 从结构组合及材料组成来看, 属典型的“刚柔复合”式路面结构。如果钢筋混凝土桥面铺装层开裂就很容易引起反射裂缝, 就会对沥青混凝土铺装层造成破坏。这种结构的优点是施工方便, 可以较好的控制平整度, 行车舒适。其缺点:钢筋混凝土桥面铺装层的厚度10cm左右、钢筋网保护层的厚度不小于25mm均较小, 在进行桥面铺装施工时很难控制。就大右高速公路建设为例, 沿线桥梁众多, 且大中桥比例较大, 因此桥面铺装是本项目建设管理控制的一个关键点。下面就钢筋混凝土桥面铺装层早期裂缝的形成原因和预防措施谈几点认识。
1 钢筋混凝土桥面铺装层早期裂缝形成的原因
1.1 钢筋混凝土表面的干燥收缩
在干热环境或大风天气施工桥面铺装层时, 水灰比、砂率的大小或水泥用量的多少都直接影响到混凝土的收缩量, 环境的相对湿度也影响水泥浆体的干缩量。对于暴露面积较大的桥面板因环境温度升高过快、风速较大, 再加上梁板混凝土的过分干燥会使桥面铺装层混凝土表面水分散失更快, 这种干燥过程是由外向内逐渐扩散, 由此形成明显的收缩变形裂缝。
1.2 环境温度与表面温度的影响
山西绝大部分地区属大陆性季风气候, 多严寒少酷暑, 冬寒少雪, 昼夜温差大。这些因素都直接影响到混凝土表面的温度收缩应力, 当混凝土表面的温度收缩应力远大于其表面的抗拉应力时, 就会引起混凝土表面产生不规则温度收缩裂缝。
1.3 桥面钢筋网移位
在进行钢筋网绑扎和浇筑水泥混凝土时, 定位钢筋或垫块因受到施工人员及施工机械的荷载作用等因素的影响而失去作用, 导致其紧贴梁顶, 削弱了钢筋网承受荷载的能力, 尤其对于出现负弯矩的桥面铺装层 (如连续梁桥、拱桥及悬臂梁桥等由于荷载作用在支座或悬臂部位产生负弯矩) , 更易出现钢筋混凝土桥面层裂缝等损坏现象。
1.4 钢筋混凝土桥面铺装层与梁顶表面结合不好
钢筋混凝土桥面铺装前, 梁表面浮浆较多、过于光滑, 表面的松散物、泥 (油) 污等清除不彻底, 梁顶面的粗糙度不足, 都会影响到钢筋混凝土桥面铺装层与梁顶之间的有效结合, 从而产生“滑动剪切效应”破坏了钢筋混凝土层的整体性;另外, 由于预制、落梁或预拱度等因素造成梁顶标高超过设计标高, 或由于调整桥面纵横坡等原因造成钢筋混凝土桥面铺装层厚度局部过薄, 削弱了桥面铺装层的刚度和承载能力, 这也是桥面早期损坏的原因之一。
1.5 混凝土的干缩作用
目前大桥桥面铺装多采用泵送混凝土的施工工艺, 为满足泵送混凝土较大坍落度的要求, 除掺入添加剂外, 还加大了水泥用量和水灰比的办法, 这都是影响混凝土干缩并成正比关系的主要因素。目前普遍存在着混凝土养生不及时或不均匀现象, 这会更加促使温缩和干缩裂缝的产生。
1.6 混凝土质量的影响
配制混凝土的原材料质量、砂率大小、水灰比、粗骨料的颗粒级配、混凝土拌和物和易性以及施工工艺等因素都会造成混凝土中出现蜂窝、麻面、强度降低等缺陷, 均破坏了钢筋混凝土桥面铺装层的整体性、降低了其抗裂、抗冲击及抗弯曲的性能。
综上所述, 钢筋混凝土早期塑性变形裂缝与施工过程中混凝土的水灰比、水泥的成分、砂率大小、水泥用量、施工环境、相对湿度、温度、风速等因素有着很大的关系。
2 钢筋混凝土桥面铺装层早期裂缝的预防措施
2.1 梁板预制的重要性
加强施工期间对梁板预制的控制, 特别是梁顶横坡、顶面平顺度、天窗处锚垫板预埋位置的控制, 要采取相应的措施预防在预制过程中内模上浮导致顶板厚度不足或者大面积突起。同时, 要结合梁板的预制情况, 提前加强对盖梁顶部垫石高程的控制。
2.2 保证钢筋网片的安装位置
加强桥面铺装钢筋网片安装位置的控制和混凝土浇筑过程中的管理, 严禁钢筋网片紧贴梁顶或位置偏下、偏上, 导致保护层厚度过厚或过薄。
2.3 配合比设计的重要性
选用水化热低、活性较小的大厂生产质量稳定的水泥;砂的细度模数;粗骨料的级配的选择, 使混凝土振实后可以达到逐级充填骨架密实结构;砂率、水灰及坍落度的控制都有利于预防早期裂缝的产生。
2.4 在桥面铺装混凝土中添加适量的防裂材料
在桥面铺装混凝土中掺入适量的引气缓凝保塑剂、高效减水剂, 都可减小混凝土早期温度收缩和干缩开裂。
在桥面铺装混凝土中掺入适量的钢纤维, 可控制混凝土在硬化过程中由温度收缩、干燥变形等因素引起的非结构性的早期裂缝的产生。
2.5 混合料搅拌时间的重要性
为确保新拌混凝土具有良好的均匀性、和易性和保水性, 混合料搅拌时间宜控制在55s~85s, 并保证到场施工时坍落度控制在30mm左右。
2.6 保证水泥的进场质量
控制好水泥进场的温度, 降低混凝土的内外温差, 从而减少混凝土的塑性收缩开裂和板内温度收缩裂缝。并且要认真做好水泥的物理、化学性能分析, 对不符合规范要求的水泥严禁使用。
2.7 养护的重要性
混凝土浇筑收浆后要加强初期保湿、保温养护, 这样可以大大减少早期裂缝的产生。高温和干燥天气在薄膜覆盖养生后, 还需进行灌水养生和洒水降温养生, 防止温缩开裂和塑性收缩开裂的产生。
2.8 摊铺前梁板湿润的重要性
钢筋混凝土桥面铺装施工前必须保证梁板充分湿润, 阻止梁板因干燥而迅速吸收水泥混凝土内部的水分, 从而引起桥面铺装混凝土因快速干燥而开裂。
3 钢筋混凝土桥面铺装层产生裂缝后的处治措施
钢筋混凝土桥面铺装层出现裂缝时, 应根据裂缝破坏程度, 采取行之有效的处治措施。
1) 钢筋混凝土铺装层出现小面积或局部裂缝时, 可进行切割观察, 如果裂缝仅是表面干缩裂缝, 可通过灌封或者在处理防水层时通过特别加强措施等办法予以处理;当个别裂缝较深时, 可采用凿槽嵌补的方法修复。通常沿开裂方向凿槽, 槽两边的混凝土面必须修理平整, 并且将槽内清除干净, 然后在槽内填充各种粘结材料, 如环氧砂浆、沥青等。
2) 钢筋混凝土桥面铺装层出现裂缝的情况非常严重时, 应进行认真的研究和分析, 找出产生大面积裂缝根本原因, 从源头上进行排除和治理。也可通过计算采用加铺适当厚度的钢纤维混凝土的方法进行修复。钢纤维混凝土宜采用粗细骨料、钢纤维 (95kg m3) 和水泥先干拌然后再加水搅拌, 其浇筑方法与普通混凝土的浇筑方法基本相同。加铺钢纤维混凝土前, 必须保证原桥面清理干净和粗糙度满足要求, 使新的铺装层与原桥面有效地结合, 保证其整体性, 充分发挥其弯拉强度高、抗裂、抗疲劳、耐磨、抗冲击性能好的特点。
4 结论
近年来我国对于桥面铺装体系的设计、施工和材料的选择等方面都积累了一定的经验, 但由于公路工程的特殊性, 地理位置和施工环境等因素对公路工程的质量影响很大。本文就钢筋混凝土桥面铺装层的早期裂缝谈了几点看法, 以期对今后的钢筋混凝土桥面铺装施工有所帮助。
摘要：钢筋混凝土桥面铺装层裂缝是一个常见又普遍的问题。本文主要分析和研究了钢筋混凝土桥面铺装层早期裂缝产生的原因, 阐述了钢筋混凝土桥面铺装层早期裂缝在施工过程中的预防措施和产生裂缝后有效地处治措施。
关键词：钢筋混凝土,桥面铺装层,裂缝,预防措施
参考文献
[1]王文辉, 何金棠.钢筋混凝土桥面铺装裂缝的预防措施[J].广东交通职业技术学院学报, 2006 (4) .
[2]JTG D62-2004公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范.
[3]JTJ 041-2000公路桥涵施工技术规范.
商砼早期裂缝原因分析及控制 篇7
形成混凝土裂缝的原因是复杂多元的,笔者通过对混凝土水化硬化初期裂缝形成和发展过程的观察研究,认为其中对商砼早期养护的不当是造成混凝土裂缝普遍的主要技术原因。
《混凝土结构工程施工质量验收规范》规定,混凝土的起始养护时间是浇筑后12h以内。对于不掺用减水剂的的普通混凝土而言,早期收缩相对小,洒水养护主要是使水泥充分水化,能够保证混凝土强度的发展。但对大量使用减水、缓凝、引气剂的商砼,据笔者经验,最大量的楼板裂缝主要出现在混凝土初凝后10h以内,因此,掌握好起始养护时间是控制商砼早期收缩裂缝的关键。如果依照12h养护法,从早期裂缝控制来讲,将会在一定程度上失去了主动控制的有效性:。
在混凝土刚初凝时就采取合理养护措施,是有效降低收缩,减少开裂的重要措施。商砼需要及时而充分的湿养护,在实际操作中,要掌握及时养护是需要一定经验基础来判断的,往往需要根据混凝土拌合物性能、气候等情况来确定,如果在养护时表面已出现失水现象,则需要在养护前对表面因失水造成的缺陷先行进行处理再养护,以保证养护的效果。养护越充分则混凝土存在的缺陷就少,但目前大部分的施工单位对混凝土的养护都是在浇筑后第二天开始洒水,每天3～5次,既不及时也不充分,造成裂缝众多,影响后期质量。湿养护7天期间内各阶段对商砼养护的影响,根据试验资料和生产实践,商砼的7d强度约为28d强度的60%～82%,因此规范要求湿养护7d是合理的。在这7d中,时间越靠前,混凝土越容易失水,越容易形成缺陷,防止失水也越重要。3d强度约为28d强度的45%～60%,所以前3d防止失水系关键。前3d若不失水,之后继续浇水保湿至7d,从工程实际来看,效果都不错。而24h则尤为关键,如果24h内失水过多,所造成的缺陷影响可能很难弥补或消除。
其次,部分企业由于制度原因导致对工艺标准落实要求程度低,趋利避责,认为使用商砼,则因混凝土质量引发的问题应由供应商来负责。这是造成目前商砼开裂多、投诉多、争议多的重要因素。
另外,在建筑市场迅速发展的同时,由于相关部门监管规模和力度不能满足发展要求,市场上出现了“格雷欣法则”式的逆淘汰现象,业内竞争手段简单化、单一化地集中在降低人力成本上面,许多影子企业依靠流动队伍来实施对项目的操作,导致从管理到施工的环节中出现商砼随意施工和养护的现象。
2对常见裂缝的预防和控制
2.1强化施工管理。
健全完善施工操作过程中的责任制,加强项目各级人员的学习,创立自我学习自我完善型的项目组织模式,强化对专业技能的教育与考核。通过对操作人员的岗前理论、岗中作业考核和岗后综合反馈来保证制度落实的执行效果。
2.2落实和完善相关部门的监管制度,完善管理环节,增强相关监督资源的投入和运作,确保在全社会范围内合理有效地对建筑市场进行监督管理。
2.3根据养护工艺规范要求,严格实现科学养护。
(1)干缩裂缝的产生及主要预防措施;一般出现在混凝土浇筑完毕后的一周左右,这种裂缝的产生是由于混凝土表面水分蒸发过快而内部变化较小产生较大拉应力。相对湿度越低,干缩裂缝越易产生。混凝土干缩裂缝的产生和水灰比、水泥成分、水泥用量、集料的性质和用量以及外添加剂等因素有关。因此,为了防止干缩裂缝的产生可采取以下预防措施:选用收缩量较小的水泥,如采用中低热水泥和粉煤灰水泥;控制水灰比,掺适量减水剂;施工中控制配合比,用水量不得超过配合比中的用水量;注重混凝土的养护;设置合理的收缩缝。
(2)塑性收缩裂缝是由于混凝土表面失水过快引起的,一般在干热、大风天气容易产生;影响的因素主要有水灰比、混凝土凝结时间、环境温度、风速及相对湿度等。预防措施主要有:选用干缩性小、早期强度高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥;严格控制水灰比,添加高效减水剂,减少水泥用量和用水量;浇筑混凝土前浇水湿润基层和模板;及时养护覆盖,避免高温或大风导致水分的过量过速蒸发。
(3)温度裂缝都产生在大体积混凝土表面或温差较大的地区。由于混凝土体积大,大量水化热积聚在内部不易散发,导致混凝土内部温度急剧上升,而外部散热较快,从而产生内外的较大温差,使得内外热胀冷缩程度不同,使得混凝土表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉极限强度时就产生裂缝。主要预防措施有:选用低热水泥;减少水泥用量;降低水灰比;改善骨料级配,掺加外添加剂减少水泥用量降低水化热;改善混凝土搅拌工艺,降低混凝土浇筑温度;掺加一定的减水、增塑、缓凝等外加剂,改善混凝土的流动性、保水性、降低水化热;高温季节注意控制混凝土温升,降低浇筑时温度;大体积混凝土合理安排施工工序、分层分块浇筑,利于及时散热,减小约束;或在大体积混凝土内部设置冷却管道,减小内外温差;加强温度监控及时采取冷却措施;预留温度缝;容易开裂部位配置增强抗拉强度的钢筋或纤维材料减少裂缝产生的机率。