公路混凝土裂缝探秘（精选9篇）
公路混凝土裂缝探秘 篇1
引言
作为当今世界建筑结构中使用最广泛的建筑材料混凝土因其取材广泛、抗压强度高、可浇筑成各种形状, 并且耐火性好、不易风化、养护费用低等等优点使之成为桥梁涵洞最基本的材料。但是混凝土有个极大的缺点是抗拉能力差, 容易开裂。大量的工程实践和理论分析表明, 几乎所有的混凝土构件均是带裂缝工作的, 有些裂缝很细 (<0.05mm) , 对结构的使用无大的危害, 可允许其存在;有些裂缝在使用荷载或外界物理、化学因素的作用下, 不断产生和扩展, 致使混凝土保护层剥落、钢筋锈蚀, 混凝土的强度和刚度受到削弱, 耐久性降低, 危害结构的正常使用。近年来, 我国交通基础建设得到迅猛发展, 各地兴建了大量的混凝土桥梁及涵洞。在桥涵建造和使用过程中, 有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥涵垮塌的报道屡见不鲜。在公路桥梁的建造和使用中, 常常因出现裂缝而严重影响工程质量甚至会出现桥梁垮塌的现象。所以克服和控制裂缝仍是亟待解决的问题。
1 桥涵混凝土裂缝种类
混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多, 甚至多种因素相互影响, 但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥涵裂缝的种类, 就其产生的原因, 大致可划分如下几种:
1.1 混凝土收缩引起的裂缝
在工程中, 混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。混凝土收缩引起的裂缝有塑性收缩和缩水收缩 (干缩) , 另外还有自生收缩和炭化收缩。为减小混凝土塑性收缩, 施工时应控制水灰比, 避免过长时间的搅拌, 下料不宜太快, 振捣要密实, 竖向变截面处宜分层浇筑。因混凝土表层水分损失快, 内部损失慢, 因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩, 表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 致使表面混凝土承受拉力, 当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时, 便产生收缩裂缝。混凝土硬化后收缩主要就是缩水收缩。如配筋率较大的构件 (超过3%) , 钢筋对混凝土收缩的约束比较明显, 混凝土表面容易出现龟裂裂纹。
1.2 地基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移, 使结构中产生附加应力, 超出混凝土结构的抗拉能力, 导致结构开裂。为防止基础不均匀沉降造成开裂, 就需要进行细致的地质勘察充分掌握地质情况。尽量采用同一基础类型, 并且同一个桥涵不要分期建造, 基础埋置深度在冻胀线以下, 避免将基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质地段等。
1.3 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。
1.4 钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受到侵蚀炭化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝, 并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀, 使得钢筋有效断面面积减小, 钢筋与混凝土握裹力削弱, 结构承载力下降, 并将诱发其它形式的裂缝, 加剧钢筋锈蚀, 导致结构破坏。要防止钢筋锈蚀, 设计时应根据规范要求采用足够的保护层厚度;施工时应控制混凝土的水灰比, 加强振捣, 保证混凝土的密实性, 防止氧气侵入, 同时严格控制外加剂用量。
1.5 混凝土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。配置混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。
(1) 水泥安定性不合格, 水泥中游离的氧化钙含量超标。水泥出厂时强度不足, 水泥受潮或过期, 可能使混凝土强度不足, 从而导致混凝土开裂。
(2) 砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大, 如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。砂石中云母的含量较高, 将削弱水泥与骨料的粘结力, 降低混凝土强度。
(3) 拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采用含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应有影响。
1.6 冻胀引起的裂缝
当气温低于零度时, 吸水饱和的混凝土出现冰冻, 游离的水转变成冰, 体积膨胀, 因而混凝土产生膨胀应力, 混凝土强度降低, 并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重, 冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强;骨料中含泥土等杂质过多;混凝土水灰比偏大、振捣不密实;养护不力使混凝土早期受冻等, 均可能导致混凝土冻胀裂缝。
1.7 施工工艺质量引起的裂缝
在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中, 若施工工艺不合理、施工质量低劣, 容易产生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝, 特别是细长薄壁结构更容易出现。
2 对混凝土裂缝的处理建议
2.1 表面处理法
采用表面处理法进行修补, 在混凝土表面沿裂缝涂抹树脂保护膜。施工时先用钢丝刷除去混凝土表面的附着物, 再用清水清洗, 干燥后, 用油灰状树脂填充混凝土表面的凹瘪部分后, 再进行必要的涂抹。表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法, 表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝, 深度未达到钢筋表面的发丝裂缝, 不漏水的裂缝, 不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。
2.2 填充法
用修补材料直接填充裂缝, 一般用来修补较宽的裂缝 (0.3mm) , 作业简单, 费用低。宽度小于0.3mm, 深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采用取开V型槽, 然后作填充处理。对于桥面板中间带上下贯通的裂缝, 其上部采用注入施工法进行处理。沿裂缝7~8cm宽度的范围内, 用砂轮机和钢丝刷去混凝土表面的游离石灰和灰尘等, 并用洗净剂清洗, 然后加压注入具有渗透性和粘着性的环氧树脂, 以此来填充混凝土裂缝, 提高桥面板的防水性, 防止钢筋锈蚀及混凝土老化。
2.3 结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等。此外, 还可以采用灌浆法等。同时, 要加强混凝土裂缝处理效果的检查, 包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。
结束语
公路桥涵混凝土的质量关系到道路安全和人民生命安全, 因此重视桥涵混凝土的裂缝将是相关桥涵设计、施工、监理、运营管理等各个部门的同一责任。通过上述的分析, 设计疏漏、施工低劣、监理不力, 均可能使混凝土桥涵出现裂缝。因此, 严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理, 是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中, 进一步加强巡查和管理, 及时发现和处理问题也是特别重要的一个环节。
参考文献
[1]刘龄嘉.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社, 2006.
[2]建筑材料手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
公路混凝土裂缝探秘 篇2
2.1施工操作不当
混凝土裂缝形成的主要原因是施工人员的操作不正确，导致公路中出现混凝土裂缝。通过对公路工程进行实地调查，一些施工人员操作不正确的方面主要有混凝土搅拌过程中用量不合理，使混凝土的组成成分稳定性不够，同时搅拌过程中没有将混凝土搅拌均匀，导致混凝土的密度不均匀，容易出现裂缝。其次，进行公路工程建设过程中铺设混凝土的时候没有将路面铺均匀，导致路面各个地方所承受的强度不同，容易出现混凝土裂缝的现象。
2.2路基不够牢固
公路工程建设过程中路基是基础的组成部分，如果路基没有打牢固，那么公路工程建设过程中会出现很多问题，公路工程质量也会降低。路基的作用是提高公路的承受能力，保证公路的质量。如果路基的质量不达标，公路工程会存在安全隐患。因此，公路工程必须要保证路基有一定的承重能力，可以保证公路工程顺利完成。而路基在建设过程中由于强度不够均匀，或者对路基没有做好相关的防护工作，导致路基不均匀。出现沉降现象，重力承受程度不同，从而会出现混凝土裂缝现象。
2.3湿度造成混凝土裂缝
混凝土在铺设之后可能会受到一定的天气影响，不同的温度、湿度变化对混凝土公路的路面会产生很大的影响。比如说白天温度比较高，而晚上湿度比较大，公路路面白天的温度和晚上的温度存在很大的差异，导致混凝土无法适应，通常白天公路路面上出现的拱起部分由于温度过高不耐受而拱起，到晚上时温度降低拱起部分又会还原，导致混凝土在一段时间后出现裂缝。
2.4公路养护工作不到位
公路工程施工中混凝土裂缝问题 篇3
一、公路工程混凝土裂缝概况
混凝土是一种由胶凝材料将集料胶结成整体的工程符合材料。它一般指以水泥为主要胶凝材料, 与水、砂、石子, 必要时掺入化学外加剂和矿物掺合料, 按适当比例配合, 经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。混凝土具有可塑性好、价格低廉、高强耐久等优点, 但由于外部环境的影响及混凝土自身的不足, 加之在配料过程中工人对混凝土的使用方法不当, 造成混凝土出现气泡, 随着气泡数量的增加, 混凝土的负荷也越大, 进而缩短了公路的使用寿命, 造成安全隐患。根据出现时间的差异, 我们将混凝土分为两类:前期裂缝和后期裂缝。前期裂缝是指在二十四小时内出现的裂缝, 后期裂缝是指在二十四小时之外的裂缝。由于裂缝出现的时间没有规律, 为降低混凝土裂缝带来的人身财产威胁和经济损失, 施工单位一般都会每隔25米就设置一道压入缝。
二、在公路修筑以及使用之后混凝土出现裂痕的类型
1. 因干燥收缩原因的引起裂痕问题
(1) 收缩裂缝:混凝土的硬化和散热会产生强大的收缩力, 这样会加大混凝土的裂缝。 (2) 温差裂缝:公路项目之中, 许多体积庞大的混凝土构件容易因为周围温度的问题出现龟裂。如果构件本身具有庞大的体积, 在气候转移之下, 构件外层以及中心部分的温度就会呈现较大的落差, 同时有许多水分存储在构件之中, 即使经过较长的事件也不能完全疏散, 致使构建之中的温度提升, 而外层的温度偏低, 在内外温度差异的协同影响之下, 混凝土筑造的公路构建就会出现龟裂情况。许多实际项目证实, 如果混凝土筑造的构件外层以及中心温度差距在25℃之上, 构件整体受到的拉力会超过10MPa。当温度继续增加, 构件整体的拉力也将上升, 如果拉力增长到超出构建承受能力的水平, 公路就会出现龟裂情况。此类裂痕通常会在修筑公路构件时出现。 (3) 安定性裂缝:安定性因素其实是水泥不合格造成的, 它存在于新旧混凝土的交界处, 这种裂缝的严重程度不同, 在排水井的接壤处最为严重, 会沿着整个施工面断开, 造成严重的断裂, 而安定性裂缝也叫龟裂, 它是公路桥梁中比较常见的裂缝, 治理的难度也是不小的, 这就使工人在施工过程中要多加注意这种裂缝, 出现之后要及时补救, 以免造成更大的危害。
2. 因施工处理不当产生的裂痕问题
在通过混凝土材料为公路项目进行构件筑造时, 其中的关键环节包括:运送环节、脱模环节、存放环节以及装置环节等。这些关键环节只要有其中一环处理不当, 混凝土筑造的构件就可能出现不同方向的龟裂。比如, 在实施浇筑操作时如果没有先进行浇水处理、没有先把构件和模板相粘或者在运送时没有对构件进行保护, 构件都会发生龟裂。
3. 钢筋锈蚀引起的裂缝问题
施工后若存在保护层厚度不足或混凝土振捣不密实均会导致混凝土保护层受环境内的二氧化碳侵蚀而发生碳化现象, 当碳化至钢筋表面时则会降低其周围混凝土强度;若施工用水或骨料以及周围环境中氯化物含量较高均会导致钢筋周围氯离子含量较高, 大量氯离子的存在会将钢筋表面存在的氧化膜破坏继而对钢筋锈蚀, 钢筋一旦发生锈蚀则其体积会大幅度增加并产生膨胀应力, 最终会导致保护层混凝土沿钢筋方向开裂;钢筋锈蚀将会减小钢筋有效断面面积而降低混凝土的握裹力, 并会降低结构的承载力继而会诱发其他形式的裂缝, 裂缝的生成会增强钢筋锈蚀, 最终形成恶性循环。
三、防控公路项目混凝土出现裂痕的方式
1. 对修筑公路构件的混凝土材料进行谨慎的把关
公路混凝土主要材料包括水泥、砂、碎石、水、外加剂等。从材料角度控制混凝土产生裂缝, 同一分项工程混凝土原材料质量、产地、级配、母材强度、材质化学成分要基本保持一致。原材料的强度不同则会导致同一部位的混凝土之间有强度差异, 这种强度差异会导致微观的结构性裂缝。混凝土每一档单质材料最好都要经过水洗, 确保材料表面无泥土石粉等杂质, 因为如果不进行水洗, 这种杂质分布的不均匀性会导致同一搅拌批混凝土质量的不均匀。同一水泥用量的混凝土与碎石等材料的结合力不均、相同搅拌时间水泥混凝土中水泥分布不均, 导致混凝土强度分布不均匀。不同产地碎石不得混用。不同产地碎石的物理化学性质会有所不同, 这样就会产生碎石与水泥的结合质量不同, 会产生细微裂缝。混凝土不但需要在强度上达到设计需要的等级, 并且材料的类型、比例、配置级别都需要与设计相符。同时需要在达到修筑标准的情况下, 节约水泥材料的使用分量。
2. 对混凝土施工现场以及维护环节进行实地监控
对混凝土筑造的公路构件进行裂痕防控时, 必须处理好修筑完成之后的维护环节。首先需要做好湿润处理, 定时给构建浇水。如果公路的构件比较大, 就需要修建专门的蓄水工程, 利用蓄水工程令构件能够保持湿润。开展养护工作一般需要维持30日, 如果混凝土修筑的构件比较厚, 就需要计算水化热的程度, 并采取控制温差的措施。如果外界温度较冷, 就需要利用蓄水帮助构建保持温度, 或者使用一些大面积的膜体和浸湿的麻布, 将构件完全笼罩起来, 以此防范构件外层和内里的温度差别太大。
3. 在公路项目进行时处理好混凝土筑造技术的细节
(1) 调制好混凝土并开展浇筑操作时, 需要维持均匀的速率进行施工, 令混凝土材料可以保持流动, 并提升材料筑造的沉实度, 这样构件进行结束浇筑以及硬化处理之后, 能够符合设计的强度。 (2) 调制混凝土时, 要对搅拌持续时长以及输送环节经历的时间进行控制, 如果耗时太久材料之中的水分就会损失过多, 令配调制好的建材坍落度不足, 输送混凝土材料时, 可以利用泵送设备进行传输。 (3) 在开展浇筑操作时, 要对施工进行分层, 重点调整浇筑操作的接头处, 防范两层浇筑之间不能有效交融, 从而产生破裂情况。同时, 还要借助可靠的器械给旧的浇筑层实施清洁操作, 并处理好凿毛环节, 令前一个浇筑层能够和后面的浇筑层完全接洽交融, 这样能杜绝两个浇筑层之间发生龟裂。 (4) 在处理振捣环节时, 必须注意保证着力均匀, 振捣严密、结实, 保证混凝土的紧实程度。做好振捣工作可以令构件具备更强的抗震、防裂能力。同时输送做好的构件时, 必须进行防范碰撞的维护处理。
4. 加强养护
浇筑后的混凝土养护不当也是裂缝成因之一, 尤其是掺加缓凝剂的混凝土养护更为重要, 混凝土浇筑并终凝完成后应及时对其进行养护, 一般可采取覆盖麻袋或草袋后洒水的措施, 而对于分多次浇筑的箱梁等构件, 因在顶板未浇筑前而对腹板及底板养护则只能采取直接淋水, 若在高温季节施工则淋水的时间间隔控制尤为重要;寒冷季节施工则应采取保温措施以防混凝土发生冻害, 良好的保温可防止表面裂缝生成并可延长散热时间, 利于混凝土强度和材料松弛特性的发挥, 湿养则可保持在水泥硬化阶段提供湿润条件防止混凝土表面因脱水而生成干缩裂缝。
四、结语
公路混凝土裂缝探秘 篇4
公路桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与防治
本文通过时本市大型钢筋混凝土结构桥梁梅东大桥的`现场施工管理,从设计,施工的角度,分析了造成桥粱结构中大体积混凝土裂缝的原因,并提出如何预防,检查和处理大体积混凝土裂缝的主要的技术措施.
作 者：黄孝玉 作者单位：揭阳市公路勘察设计院,广东,揭阳,522031刊 名：科技信息英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：“”(7)分类号：U4关键词：桥梁工程 大体积混凝土 裂缝 原因 预防 检查 控制 处理
公路工程混凝土裂缝的防治与处理 篇5
1.1 沉降裂缝
可分为两种情况:一是混凝土浇筑后, 水泥和骨料自然下沉, 同时产生泌水, 在沉降过程中发生的裂缝;二是混凝土浇筑后, 水泥和骨料在下沉阶段, 如受到钢筋和其它预埋件的局部阻碍及模板移动, 使该处混凝土产生拉应力和剪应力时, 该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1~3 h发生, 属硬化前裂缝。待沉降终止时迅速进行处理, 重新加压抹平, 使裂缝闭合。
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致;或者因为模板刚度不足, 模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致, 特别是在冬季, 模板支撑在冻土上, 冻土化冻后产生不均匀沉降, 致使混凝土结构产生裂缝。
1.2 收缩裂缝
混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量, 用水量和水泥用量越高, 混凝土的收缩就越大。选用水泥品种的不同, 干缩、收缩的量也不同, 收缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果:混凝土受外部条件的影响。表面水分损失过快, 变形较大, 内部湿度变化较小变形较小, 较大的表面收缩变形受到混凝土内部约束, 产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低, 水泥浆体干缩越大, 收缩裂缝越易产生。收缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝, 宽度多在0.05~0.2 mm之间, 混凝土中平面部位多见, 较薄的梁板中多沿其短向分布。收缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性, 引起钢筋的锈蚀, 影响混凝土的耐久性, 在水压力的作用下会产生水力劈裂, 影响混凝土的承载力等等。
1.3 温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后, 在硬化过程中, 水泥水化产生大量的水化热, (当水泥用量在350~550 kg/m3, 每立方米混凝土将释放出17 500-27 500 k J的热量, 从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高) 。由于混凝土的体积较大, 大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发, 导致内部温度急剧上升, 而混凝土表面散热较快, 这样就形成内外的较大温差, 较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同, 使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时, 混凝土表面就会产生裂缝, 这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
1.4 化学反应引起的裂缝
由于混凝土浇筑、振捣不良或者是钢筋保护层较薄, 有害物质进入混凝土使钢筋产生锈蚀, 锈蚀的钢筋体积膨胀, 导致混凝土胀裂, 此种类型的裂缝多为纵向裂缝, 沿钢筋的位置出现。
2 防治混凝土裂缝的措施
2.1 严格控制混凝土材料质量
严格做好材料管理工作, 杜绝在水泥混凝土施工中使用不合格材料。合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。对于安定性差, 游离氧化钙 (Ca O) 超标及强度不足的水泥应禁止使用;不同标号、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用;尽量采用旋转窑生产的发热量少、收缩量小的硅酸盐道路水泥或普通硅酸盐水泥。选择合格的含泥量较少的材料, 集料 (砂、碎石) 含泥量超标时应更换料源或将其认真冲洗至达到要求方可使用;对有机质含量超标的集料应严格禁止使用。按混凝土配合比准确配料, 单位水泥用量要精确称量, 误差值控制在1%以内。集料的含水量要及时测定, 以便控制适宜的用水量, 保持水灰比准确;为减少用水量, 改善和易性可使用合适的外掺剂;用水量误差不得超过1%, 外加剂控制在2%以内。采用电子称或其它现代配料机械设备准确配料, 尽量不采用人工手推车按车计量的配料方法, 集料称量误差控制在3%以内。
2.2 采用综合措施
对松软土、回填土地基在上部结构施工前应进行必要的夯实和加固。保证模板有足够的强度和刚度, 且支撑牢固, 并使地基受力均匀。防止混凝土浇灌过程中地基被水浸泡。模板拆除的时间不能太早, 且要注意拆模的先后次序。严格控制混凝土搅拌和施工中的配合比, 混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量。加强混凝土的早期养护, 并适当延长混凝土的养护时间。冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间, 并涂刷养护剂养护。在混凝土结构中设置合适的收缩缝。降低水灰比, 改善骨料级配, 掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量, 降低水化热。改善混凝土的搅拌加工工艺, 降低混凝土的浇筑温度。高温季节浇筑时可以采用搭设遮阳板等辅助措施控制混凝土的温升, 降低浇筑混凝土的温度。加强混凝土温度的监控, 及时采取冷却、保护措施。预留温度收缩缝, 减小约束, 浇筑混凝土前宜在基岩和老混凝土上铺设5 mm左右的砂垫层或使用沥青等材料涂刷。加强混凝土养护, 混凝土浇筑后, 及时用湿润的草帘、麻片等覆盖, 并注意洒水养护, 适当延长养护时间, 保证混凝土表面缓慢冷却。
2.3 施工中严把每道工序质量关
混凝土拌和时, 如果集料温度过高, 应采用降温措施后再配料拌和的办法。如果采用撒水降温的方法, 应及时测定含水量, 调整拌和用水量, 以保证水灰比值不变。注意混凝土施工操作方法, 减少从搅拌到成型之间的时间和运输路程, 避免混凝土过早凝聚而致微裂。必须坚持做到使混凝土相互粘结密实稳定, 有效消除界面裂缝和砂浆裂缝。
3 结论
公路混凝土裂缝探秘 篇6
混凝土因其取材广泛、价格低廉、抗压强度高, 并且耐火性好、不易风化、养护成本低等特点, 成为当今世界公路建设中使用较为普遍的建筑材料之一[1]。裂缝是水泥混凝土路面施工中常见的一种质量通病, 它不仅影响混凝土路面外观质量, 更重要的是缩短了水泥混凝土路面的使用寿命, 增加维修和养护的难度和费用。因此, 研究和分析水泥混凝土路面裂缝产生原因, 并采取有效的防治措施, 具有十分重要的意义。
二、公路混凝土结构裂缝的成因
(一) 温度引起裂缝
裂缝产生的原因是因为混凝土所使用的原材料受到外界的影响而产生的[2]。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热, 内部温度不断上升, 而混凝土是热的不良导体, 内部温度升高产生膨胀, 而外部则因热量散失而收缩, 在混凝土表面引起拉应力。后期在降温过程中, 由于受到基础或老混凝土的约束, 又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时, 即会出现裂缝。
(二) 温度变化引起收缩
裂缝产生的原因是混凝土浇筑后, 早期强度表面没有被及时覆盖, 混凝土表面水分蒸发过快所造成的。裂缝多在混凝土表面出现, 多半呈现出龟裂形状。塑性收缩是指在塑性阶段的混凝土因表面失水而产生的收缩。混凝土在新拌状态下, 拌和物中颗粒间充满水, 若养护不足, 表面失水速度超过内部水向表面迁移的速度, 就会造成毛细管中产生负压, 使浆体产生收缩。影响混凝土塑性收缩开裂的内部原因是水灰比、细掺料、混凝土的温度、凝结时间等, 外部因素是风速、环境温度、相对湿度等。
(三) 施工裂缝
在混凝土早期裂缝中, 可以说没有一种裂缝不与施工因素有关。施工裂缝主要是指由施工因素产生的裂缝, 其成因主要有两方面:
1. 振捣不够, 拆模过早, 因而引起混凝土表面和边部开裂。
2. 在不中断交通的情况下, 分边施工, 先期施
工的混凝土板块通车后, 影响新浇筑的板块, 产生振动裂缝。对防止施工裂缝的产生, 并非一个纯技术问题, 在很大程度上是施工管理问题。只要严格控制施工质量, 正确执行施工技术操作规程, 因施工因素产生的裂缝是可以防止和避免的。
(四) 干缩裂缝
水泥混凝土浇注后, 在硬化的过程中, 由于水泥水化生成物的体积比原来物质的体积小, 加上游离水在空气中蒸发及凝胶体失水而紧缩, 随着混凝土体积收缩产生拉应力, 当拉应力大于当时混凝土的抗拉强度, 而产生干缩裂缝。裂缝的主要特征是:表面开裂, 纵横交错, 没有一定规律;缝宽和长度都很小, 与发丝相似, 不注意时较难发现。干缩裂缝是混凝土路面早期裂缝中最常见危害之一。国内外研究资料表明, 混凝土的干燥收缩也是混凝土特性之一, 正是因为这一特征, 能使混凝土密实, 提高混凝土与钢筋之间的粘结力。但是干缩量超过一定程度就会产生裂缝。
(五) 材料质量
原材料质量引起的裂缝混凝土所采用材料的质量不合格, 可能导致结构出现裂缝[3]。水泥的品质如果不合格, 安定性差, 会引起混凝土的裂缝。水泥熟料的煅烧不充分会产生较多的游离氧化钙, 它的水化过程很慢, 导致水泥已凝结硬化后继续水化而产生体积膨胀, 体积变化不均, 使水泥混凝土路面出现龟裂、断板。骨料是混凝土的主要组成部分, 起骨架作用, 骨料的好坏对混凝土性能影响很大。骨料粒径越大, 级配越好, 孔隙率越小时, 混凝土的用水量和水泥用量就可以减少, 砂浆含量减少, 水化热降低, 收缩值相对减少。使用砂偏细时, 会使混凝土收缩值增大, 容易产生裂缝。骨料中针片状石子含量过高, 针片状石子在混凝土中易出现架空现象, 孔隙率较大, 影响混凝土强度, 易产生裂缝。骨料中含有活性材料二氧化硅与水泥中碱性氧化物发生反应, 生成碱—硅酸凝胶。这种胶体吸水后产生膨胀, 导致混凝土的开裂和破坏, 这种现象称为碱—骨料反应。骨料的含泥量大会造成水泥浆收缩量大, 水泥浆与骨料结合也差, 裂缝随之增多。
三、公路结构裂缝的防治
(一) 沉降裂缝预防
保证混凝土均质性, 尽量减少混凝土的运输和现场停留时间, 搅拌运输卸料前先高速运转20~30秒, 然后反转卸料;施工过程中应经常观察模板的支撑体系和混凝土振捣的密实情况, 不能漏振、过振使混凝土离析分层;施工过程中严禁随意加水。沉降是砼特性之一, 完全避免是不可能的;但沉降有一定限度, 随着各粒子间的相互接触, 水泥浆的逐步凝结, 将导致沉降停止。沉降量与单位用水量成正比, 即单位用水量愈大, 泌水率愈大, 沉降量也愈大。为防止和减少沉降裂缝, 应从三方面着手: (1) 在保证砼和易性的条件下, 降低砼的单位用水量, 使用干硬性砼。 (2) 选择在沉降结束以前快速硬化, 而又不失去粘结力的水泥和外加剂。 (3) 施工良好振捣, 消除因泌水产生的水膜而减少砼沉降。
(二) 收缩裂缝预防
1. 避免高温和大风天气下施工。由于混凝土面迅速失水, 引起混凝土表面干缩, 产生表面裂纹。
2. 降低水泥用量, 减少温度收缩。
使用低热水泥及减少水泥用量也可以降低混凝土温升。水泥水化热对混凝土的升温影响很大, 水泥品种不同, 水化热相差很大, 所以要使用低热水泥或中热水泥。减少水泥用量的主要措施是选择粗细骨料级配良好且最大粒径尽可能大的骨料。另外, 砂率小、比表面积小也能节省水泥。采用粗砂比细砂可以省水泥, 满足混凝土和易性条件下尽可能降低塌落度, 可以减少用水量和水泥用量。掺减水剂, 也可以减少水泥用量。
(三) 施工质量预防
1. 夜间施工时, 要注意做好保温措施。
2. 在材料拌和过程中要选用合适的搅拌机, 控制拌和时间, 使混合料拌和均匀。
3. 在振捣时要控制好时间, 采用快插慢拨, 纵横式振捣 (应重叠10~20 em) , 确保无漏振现象。
4. 在路面完成后, 达到设计强度的25%~30%时要及时切缝。如来不及切缝, 可先隔段切, 后再补切。
5. 尽量采用不低于42.5级水泥。如不能满足混凝土强度时, 可采用掺外加剂或采取真空吸水等措施。
6. 加强混凝土的养生, 保证面层湿润, 养生期不少于14天。
7. 不能过早通车, 应在混凝土强度达到设计强度的80%以上再通车。
(四) 干缩裂缝控制
为防止干缩裂缝产生, 首要任务是消除一切可能诱导“干裂”产生的因素。主要应从以下几方面入手: (1) 根据不同气候条件, 选用合理级配。正确选用水泥、石料、砂率、用水量、外掺剂等。从减少干缩率来防止干缩裂缝。 (2) 严格施工管理, 防止水分过量蒸发。捣筑后, 及时采用凉棚或其他遮盖物, 将砼覆盖起来, 避免风吹干燥、日光直接照射。进入养护期后, 注意养生。 (3) 不同外加剂及剂量对砼干缩率有一定影响。因此, 掺配外加剂前应对干缩率作试验后, 再确定是否掺配和掺配量。尽量减少混凝土的单位用水量。混凝土干缩主要是混凝土中多余的水分不断蒸发所致。据有关研究表明, 水泥水化所需的水量只有水泥重量的2%左右, 而实际工程上应用的水灰比要比这大得多, 因而干缩也比较大。因此, 必须严格控制水灰比, 减少混凝土单位用水量。
(五) 材料把关
1. 水泥:应选用水化热较低的水泥, 严禁使用安全性不合格水泥。
2. 粗骨料:
宜用表面粗糙、质地坚硬的石料。级配良好, 孔隙率小, 无碱性反应;有害物质及粘土含量不超过规定。
3. 细骨料:
宜用颗粒较粗、孔隙较小、含泥量较低的中砂。 (下转第128页) (上接第130页)
4. 外掺料:
宜采用减水剂等外加剂, 以改善混凝土工作性能, 降低用水量, 减少收缩。
四、结语
综上分析, 钢筋混凝土一旦出现裂缝就不容易根治[4]。对混凝土结构产生裂缝的原因及防治措施进行了初步探讨, 具体的预防和改善措施是比较统一的, 同时在实践中的应用效果也是比较好的。具体施工中要靠多观察、多比较, 出现问题后多分析、多总结, 结合多种预防处理措施, 混凝土的裂缝是完全可以避免的。混凝土路面因其突出的优点, 被越来越多地用于公路及城市道路。如果裂缝问题解决不好, 必然影响其发展和使用。因此, 对混凝土路面裂缝原因及其防治应当引起我们的重视。
摘要：混凝土在公路建设结构物中应用广泛, 作为公路的主要结构用材, 由于荷载、温度问题等因素, 容易产生开裂, 从而降低混凝土的刚度, 引起混凝土裂缝, 使水泥混凝土达不到设计的要求。文章分析水泥混凝土裂缝产生的原因, 提出防治措施。
关键词：公路,混凝土结构,裂缝
参考文献
[1]朱建新.浅谈混凝土结构裂缝成因及预防措施[J].科协论坛, 2007, (6) .
[2]李小波.浅谈混凝土裂缝的成因及防治[J].科协论坛, 2007, (7) .
[3]吕琴.浅谈混凝土结构裂缝原因及防治[J].石河子科技, 2007, (2) .
公路混凝土裂缝探秘 篇7
1 混凝土桥梁裂缝产生的原因
一般来讲, 桥梁施工中混凝土裂缝可分为温度引起的裂缝、收缩引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、沉降引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝及施工裂缝等。
1.1 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中, 温度应力可以达到甚至超出活载应力。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有:
1.1.1 日照。
桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒后, 温度明显高于其它部位, 温度梯度呈非线形分布。由于受到自身约束作用, 导致局部拉应力较大, 出现裂缝。日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因。
1.1.2 骤然降温。
突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降, 但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度。日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行, 混凝土弹性模量不考虑折减。
1.1.3 水化热。
出现在施工过程中, 大体积混凝土 (厚度超过2.0米) 浇筑之后由于水泥水化放热, 致使内部温度很高, 内外温差太大, 致使表面出现裂缝。施工中应根据实际情况, 尽量选择水化热低的水泥品种, 限制水泥单位用量, 减少骨料入模温度, 降低内外温差, 并缓慢降温, 必要时可采用循环冷却系统进行内部散热, 或采用薄层连续浇筑以加快散热。
1.2 收缩引起的裂缝
收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化, 它主要包括塑性收缩裂缝和干缩裂缝:塑性收缩裂缝主要发生在初凝开始, 进行养护之前, 此时水泥水化反应剧烈, 会出现泌水和水分急剧蒸发, 混凝土失水收缩, 收缩时, 表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约, 使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力, 从而形成微裂缝;而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后, 此时混凝土表层水分散发快, 内部散发慢, 因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩;表面收缩变形受到内部混凝土的约束, 致使表面混凝土承受拉力, 当表面混凝土受到的拉应力超过其抗拉强度时, 就会产生收缩裂缝。
1.3 施工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。配置混凝土所采用材料质量不合格, 可能导致结构出现裂缝。砂石粒径太小、级配不良、空隙率大, 将导致水泥和拌和水用量加大, 影响混凝土的强度, 使混凝土收缩加大, 如果使用超出规定的特细砂, 后果更严重。砂石中云母的含量较高, 将削弱水泥与骨料的粘结力, 降低混凝土强度。砂石中含泥量高, 不仅将造成水泥和拌和水用量加大, 而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多, 将延缓水泥的硬化过程, 降低混凝土强度, 特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应, 体积膨胀2.5倍。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土, 或采用含碱的外加剂, 可能对碱骨料反应有影响。
2 公路工程混凝土桥梁裂缝质量控制
2.1 材料的控制
施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行外, 对原材料 (钢筋、水泥、砂、碎石、水等) 都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验, 在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验, 及时调整施工配合比, 确保混凝土的施工质量。
2.2 施工控制
严格控制混凝土施工配合比, 根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比, 严格控制水灰比和水泥用量, 要求监理严格监督控制。把好质量关, 选择级配良好的石子, 控制砂的粒径及含量, 适当减少空隙率以减少混凝土收缩量, 从而加强混凝土抗裂强度, 养护实践证明, 混凝土养护工作, 是整个施工过程中非常重要环节, 忽视对混凝土的养护, 既会降低混凝土的强度, 又易使其在硬化过程中失水得不到及时补偿而产生裂缝。更重要的是在高温下施工, 应经常浇水养护, 一来可减少温度产生的裂缝, 二来可降低由于混凝土的收缩而产生的约束应力, 有效控制裂缝。
2.3 非结构性裂缝防止措施
防止塑性沉降裂缝的措施有基础处理、支架搭设进行科学设计、严格施工, 对支架进行全面积预压以消除非弹性变形;硅中加减水剂减少硅泌水, 确保混凝土保护层厚度、混凝土施工时进行二次抹面。防止塑性收缩裂缝的措施有:加强早期混凝土养护以降低混凝土中水份蒸发速率, 方法是结构外露面覆盖麻袋、海绵等浇水湿润养护。防止温差裂缝的措施有合理安排浇筑顺序及浇筑速度, 在混凝土浇筑的过程中消除部分温差。夏季施工时骨料要洒水降温, 冬季施工时混凝土表面应覆盖保温。
结束语
随着公路交通运输事业的发展, 我国公路桥梁的建设正以前所未有的规模在各地展开, 同时, 质量问题也越来越成为人们关注的焦点。桥梁施工过程中, 很容易出现的一个问题就是裂缝。裂缝的出现不仅会影响工程质量, 甚至会导致桥梁垮塌。桥梁混凝土开裂是一个“常发病”和“多发病”, 它一直困扰着桥梁工程技术人员。要想控制桥梁混凝土裂缝的产生, 就必须对其形成原因进行全面的分析、总结, 以便施工中做出行之有效的控制办法, 保证工程的质量。
参考文献
[1]周国钧.混凝土工程裂缝调查及外强加固技术规程[M].北京:地震出版社, 1992.
公路混凝土裂缝探秘 篇8
关键词：水泥混凝土路面,裂缝,原因,对策
近年来, 随着我国社会的飞速发展, 交通事业的作用越来越突出和重要。高强度、高稳定性、高承载能力、高耐久性、低养护成本的水泥混凝土路面在各级公路路面使用广泛。但水泥混凝土路面容易受多种因素的影响, 抗压能力弱, 易产生裂缝, 对路面的使用与寿命带来极大的负面影响。如何减少裂缝的产生, 成为提高公路质量的关键, 也是工程技术人员急需攻破的难题。
1 水泥混凝土路面裂缝产生的原因
水泥混凝土路面的裂缝表现多样, 其产生的原因各不相同, 要做到防微杜渐, 最根本的就是要了解裂缝产生的原因, 才能从实质上解决问题。
1.1 路面厚度不合理
路面厚度的确定主要以设计年限内的累计当量轴次为依据, 但在设计中, 有部分忽视了实际情况的考虑。从众多道路中, 不难看出, 无论采用的是否是标准轴载, 路面实际承受的当量轴次都高于设计年限内的当量轴次, 由此容易产生裂缝。
1.2 基层的处理不当
英国有句名言道:“基础不良的建筑是没有的”, 基层是公路的基础, 只有处理好了基层, 才能有高质量的公路。但在实际中, 由于铺设时控制不严导致二次补加层, 而补加层与下层结合不紧密, 导致基层松散, 引起路面的破裂。此外, 地基的沉降均匀也是路面平整的重要因素, 一旦路基填料混杂, 压实不牢, 容易产生不均匀的沉降, 导致路面厚度不一, 当负载时, 里面应力集中, 一旦应力超过限制, 路基比较薄的地方就会产生裂缝。
1.3 温度的影响
水泥混凝土由于其组成结构的特点, 具有热胀冷缩的特性, 在其硬化期间会释放大量的热量, 但不同部位的散热速度却不一样, 表面降温快于内部和底部, 如此就在内外形成了温度差。内部温度高, 向外膨胀, 而外部温度低, 向内收缩, 表面形成拉应力。而在施工中, 通常会采用板块对混凝土进行约束, 若拉应力超过混凝土本身的弯拉强度, 就导致裂缝的产生。
1.4 水泥混凝土自身及施工工艺的影响
在车辆不断增加的时代里, 公路路面的荷载量不断增加, 对公路路面的结构要求级别不断提高, 这就需要设计和施工企业使用高型号的水泥。但实际中, 不少企业为了节约成本, 本该使用高型号水泥却使用了低型号, 导致路面的强度无法满足实际需要, 导致路面裂开;在搅拌过程中, 若时间控制不当, 也会引起开裂, 比如搅拌时间过短, 会因搅拌不均匀, 导致面层强度差过大, 硬化时间及收缩量不同而产生裂缝, 而搅拌时间过长, 又会造成分层, 形成不均匀的强度而产生裂缝;集料配备质量也是导致裂缝产生主要原因之一, 如果集料过细, 不仅强度达不到要求, 而且会加大混泥土的比表面积, 从而埋下了裂缝隐患。而集料过粗, 则会改变混泥土的抗弯拉强度和抗折强度, 降低整体强度, 最终因强度无法满足需要而产生裂缝。
1.5 后期养护的影响
水泥混凝土路面的后期养护对早期强度增强和预防收缩裂缝极为关键, 良好的养护能够有效的减少裂缝的产生, 但若缺乏正确、及时的养护, 比如高温和风速大时, 混凝土表面水分蒸发快, 若不及时给予补充水分, 就容易形成干缩裂缝。
2 水泥混凝土路面裂缝防治措施
导致水泥混凝土路面裂缝的原因众多, 在处理时, 首先要分析其导致的原因, 在针对“病症”制定相应措施。
2.1 提高设计质量, 防范于未然
路面厚度合理的设计, 能够从很大程度上减少裂缝的产生。在设计前, 要结合当地实际情况, 比如通过对当地车辆的统计及生活消费水平的考察, 估算路面的承载量和未来几年内车辆的增加量, 以这些为依据, 进行路面厚度的设计, 避免路面投放使用时就无法满足车辆承载量。
2.2 处理好基层
基层对于路面来说十分重要, 它既是道路修筑质量的开始, 也是决定道路使用寿命长短的关键, 因此对于基层要使其达到高实密度、足够的强度和较高水稳定性。在填方时, 要严格按照有关规定进行, 填筑、碾压、测试必须分层进行, 确保每层都达到要求, 以保证基层的稳定性、均匀性。对于软地基, 要做相应的加固处理方法, 以使基层的寸土寸方都达到预期要求。
2.3 控制好温度及水灰比
水泥混凝土内外形成的温度差是产生裂缝的重要原因, 若能降低温度差的形成, 定能减少裂缝的产生。首先, 要避免在高温、风速大的时刻施工, 防止表面水分流失过快, 若必须施工, 要采取措施保持水分, 如洒水。其次是水泥的选择, 要想控制大温差的形成, 从水泥本身来说, 就是要降低水泥混泥土的水化热, 因此在施工中宜选用水化热较低的水泥, 如低热矿渣硅酸盐水泥。
水灰比是混凝土收缩值及强度的决定因素, 一旦水灰比过高, 则容易引发裂缝的产生, 因此施工中必须控制好水灰比。根据多年的工作经验, 人工摊铺的水灰比应小于0.45, 机械摊铺的水灰比应小于0.5。此外, 降低水泥的用量也是减少水灰比的途径之一, 比如可以选用极配好的大粒径材料, 或者使用添加剂, 来实现减少水泥用量的目的, 从而降低水灰比值。
2.4 提高施工工艺质量
在施工过程中, 要严格按照规范进行操作, 比如安装传力杆装置时, 要保证其自由端的绝对自由, 并垂直截面。在施工前检查所有的机械是否正常运行, 避免在施工过程中因机械临时和未预见性的故障而影响施工进程和质量, 导致浇筑混凝土无法连续性作业, 比如水、电的供应, 道路的畅通等。浇筑完后, 要适时的进行收水抹面, 提高表面实密度, 减少细小裂缝的产生。
2.5 加强养护
混凝土产生的裂缝很大一部分原因是由于养护不当造成的, 因此良好的养护是预防裂缝的重要步骤。首先要合理安排施工时间, 避免在高温、暴晒下进行;其次施工前, 对基层的表面采取洒水的措施保湿降低因干燥而致使路面过分失水;最后在施工完后, 对路面及时遮盖保湿, 对无法遮盖的, 要每天洒水进行保养, 保持路面的湿润, 保养时间不得少于2周。
总之, 水泥混凝土路面裂缝的产生因材料、工地、气候、地质、施工条件等不同而产生的裂缝也千差万别, 裂缝及时路面的常见病, 也是通病, 只要做好各个环节的工作, 方可减少其发生率。
参考文献
[1]郑玉民, 关庆昌, 等.水泥混凝土路面特点分析和施工工艺概述[J].科技信息, 2008 (30) :56～57.
[2]谢广慧.水泥混凝土路面施工及新技术[M].北京:人民交通出版社, 2000.
公路混凝土裂缝探秘 篇9
1 混凝土裂缝特性及产生的原因
1.1 温度变化引起的裂缝
混凝土具有热胀冷缩的性质, 当外部环境或结构内部温度发生变化, 混凝土将发生变形, 若变形遭到约束, 则在结构内将产生应力, 当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝的特征主要是表面裂缝的走向一般无规律性, 深层或贯穿裂缝的走向一般与主筋平行或接近平行;裂缝宽度大小不一, 受温度变化的影响热细冷宽。表面温度裂缝常出现在现浇混凝土1d-2d之间, 深层温度裂缝与贯穿温度裂缝常开始出现在现浇混凝土21d后。引起温度变化主要原因有:1) 表面温度裂缝多是由于温差较大引起的。如大体积混凝土 (厚度超过2m) 浇筑之后由于水泥水化放热, 致使内部温度很高, 内外温差太大, 导致表面会出现裂缝。2) 深层贯穿裂缝多由于结构降温差值大, 受外界的约束而引起的。如现浇桥台混凝土或大体积刚性扩大基础, 浇筑在坚硬的地基上, 未采取隔离等放松约束措施或收缩缝间距过大。在混凝土浇筑时, 温度很高, 加上水泥水化热的温度升高很大, 使温度更高。当混凝土冷却收缩大拉应力, 进而产生降温收缩裂缝;这类裂缝有时成贯穿状。
1.2 地基基础变形引起的裂缝
由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移, 使结构力超出混凝土结构的抗拉能力, 导致结构开裂。地基基础变形引起的裂缝常出现在钢筋上方, 结构变化处, 常开始出现在现浇混凝土10min到3h内。基础不均匀沉降的主要原因有:1) 由于混凝土在塑性状态下其基础、支架等有不均匀沉降, 使局部混凝土变形受约束而产生裂缝。2) 由于重力作用使混凝土中较重颗料下沉而使水泥浆上浮, 当这种下沉受到钢筋、模板作用时就会产生裂缝。
1.3 钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2倍~4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝。
1.4 钢筋锈蚀引起的裂缝
由于混凝土质量较差或保护层厚度不足, 混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面, 使钢筋周围混凝土碱度降低, 或由于氯化物介入, 钢筋周围氯离子含量较高, 均可引起钢筋表面氧化膜破坏, 钢筋中铁离子与侵入到混凝土中氧气和水分发生锈蚀反应, 其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2倍~4倍, 从而对周围混凝土产生膨胀应力, 导致保护层混凝土开裂、剥离, 沿钢筋纵向产生裂缝。
2 对混凝土裂缝的处理建议
2.1 表面处理法
采用表面处理法进行修补, 在混凝土表面沿裂缝涂抹树脂保护膜。施工时先用钢丝刷除去混凝土表面的附着物, 再用清水清洗, 干燥后, 用油灰状树脂填充混凝土表面的凹瘪部分后, 再进行必要的涂抹。表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法, 表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝, 深度未达到钢筋表面的发丝裂缝, 不伸缩的裂缝以及不再活动的裂缝。表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。
2.2 填充法
用修补材料直接填充裂缝, 一般用来修补较宽的裂缝 (0.3mm) , 作业简单, 费用低。宽度小于0.3mm, 深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采用取开V型槽, 然后作填充处理。对于桥面板中间带上下贯通的裂缝, 其上部采用注入施工法进行处理。沿裂缝7~8cm宽度的范围内, 用砂轮机和钢丝刷去混凝土表面的游离石灰和灰尘等, 并用洗净剂清洗, 然后加压注入具有渗透性和粘着性的环氧树脂, 以此来填充混凝土裂缝, 提高桥面板的防水性, 防止钢筋锈蚀及混凝土老化。
2.3 结构补强法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法。此外, 还可以采用灌浆法等。同时, 要加强混凝土裂缝处理效果的检查, 包括修补材料试验;钻芯取样试验;压水试验;压气试验等。
3 防止混凝土裂缝的主要控制技术
3.1 使用膨胀混凝土
膨胀混凝土以其化学能———膨胀能作功, 发挥补偿收缩的作用, 贯穿于混凝土水化硬化的全过程。膨胀混凝土的膨胀源主要是水化过程中生成钙钒石。膨胀混凝土成功的关键是根据不同的约束状态要有足够的膨胀能。由于混凝土的膨胀反应贯穿于混凝土水化硬化的全过程, 所以自收缩可以不考虑。
3.2 掺加合成纤维
由于钢纤维混凝土价格昂贵, 近几年合成纤维逐步在工程中应用。它与钢纤维的区别在于:钢纤维的阻裂效应主要体现在阻止硬化混凝土破坏时的裂缝扩展上, 使硬化混凝土在开裂后仍保持一定的抗拉强度, 阻裂效应作用的结果是提高了硬化混凝土的变形能力, 使混凝土基材在破坏后仍保持一定的延性。聚丙烯腈纤维和聚丙烯纤维属于合成纤维, 阻裂效应主要体现在消除或减轻了早期混凝土中原生裂隙的发生和发展, 使混凝土的塑性收缩减小。相对于大体积混凝土来说, 合成纤维混凝土更适用于大面积混凝土结构中。合成纤维的加入, 对混凝土性能的影响是全面的、综合性的;其对早龄期混凝土体积稳定性的提高, 进而降低混凝土早期收缩裂缝这一特点的应用价值最高。
4 施工措施的进一步优化
1) 混凝土凝结时间要求必须严格执行由于桥梁部件普遍由大体积混凝土组成, 混凝土的凝结时间对混凝土水化热的放热规律有着明显的影响。凝结时间过短, 混凝土存在早强问题, 明显加快水泥的水化速率, 造成混凝土达到最高中心温度的时间缩短, 峰值提高。2) 混凝土入模温度严格控制在前期控制水泥温度的同时, 进一步采取砂、石淋水, 同时加冰的综合措施, 控制混凝土入模温度不超过28℃ (7~8月份高温季节不超过30℃) 。在工程实践中, 公路桥梁混凝土产生裂缝很常见, 对易出现裂缝的部位, 通过施工过程的严格控制, 尽可能地避免开裂或减少裂缝的数量, 减少裂缝的长度和宽度, 通过对裂缝的妥善处理, 使裂缝不至于对结构产生危害, 保证结构的正常使用。
摘要：在公路桥梁的建造和使用中, 常常因出现裂缝而严重影响工程质量甚至会出现桥梁垮塌的现象。所以克服和控制裂缝仍是亟待解决的问题。本文通过对公路混凝土桥梁裂缝产生的原因进行分析, 并提出了可行性的处理方法。
关键词：公路桥梁,混凝土,裂缝,处理方法
参考文献
[1]路明.混凝土桥梁裂缝产生的原因及预防控制措施[J].山西建筑.2007.