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摘 要:在公路与桥梁工程建设的过程当中,经常会有混凝土裂缝问题的发生,主要是因为相关设计工作者以及施工人员并没有深刻认识到混凝土施工温度与裂缝之间存在的关系。在公路与桥梁工程的施工过程中,如若经常出现裂缝问题,不仅会影响到公路桥梁的使用美观性,而且还会对其耐用性带来一定的影响,严重的甚至会发生坍塌,直接危及到人们的生命安全。因此,加强对公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝的防治具有重要的现实意义。
关键词:公路桥梁;混凝土;施工温度;裂缝防治
一、混凝土施工温度与裂缝因素探析
1、温度应力的形成
混凝土温度应力的形成需要经过一个漫长的过程,在经过长期的温度转化之后,其应力才能够真正的形成,而混凝土温度应力形成所要经历的阶段包括早期、中期、晚期。在早期阶段,混凝土由浇筑开始到放热完成为止,所需要的时间为一个月,在这期间中,混凝土要经过大量的热量释放过程,混凝土中的水泥与水充分的融合后,会出现水化热的现象,从而使得混凝土中具有较高的热量,在热量释放到一定阶段后,混凝土的弹性模量会发生一定的变形,从而使得建筑内部出现应力。在中期阶段,混凝土释放的热量逐渐变少,混凝土的性质也趋于稳定,在这一时期,受到热量值降低的影响,混凝土弹性模量也趋于稳定,在变化上也不明显,因此不会产生新的应力,但是在早期阶段中产生的应力还存在于混凝土内部,在收到内外温差的影响下,使得应力出现重叠的状况。在晚期阶段,混凝土的热量已经不再释放,且受到外部冷空气的影响,混凝土的温度急剧下降,出现冷却现象。在這一阶段中,温度应力主要是由于外部环境的温度变化而产生的,在这一时期所产生的温度应力会与中期和早期的应力发生重叠。
2、裂缝产生的原因
其一,混凝土准备阶段。很多的施工单位在混凝土的准备工作中,没有严格按照混凝土配比的要求对水泥和水量进行有合理的配比,从而使得混凝土内部的水量和水泥处于不平衡的状态,混凝土的性质不够稳定,这样就会使得在具体的浇筑施工过程中,容易出现水泥和水分离的现象,从而无法使得混凝土保持完整,从而造成裂缝的产生。
其二,外部气温的影响。在混凝土浇筑和养护的过程中,如果外部气温温差过大,就会在混凝土表面的形成一定的拉应力,在混凝土外部拉应力超过混凝土的最大承受力时,就会造成混凝土出现裂缝。另外,混凝土在浇筑的过程中,水泥和水会充分的融合,从而产生物理反应,释放大量的热量,使得混凝土内部的温度过高,在与外部的冷空气相接处后,就会在混凝土的表面形成一定的拉应力,在拉应力不断加大的情况下,就会使混凝土表面出现严重裂缝问题。
二、公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝的防治措施
在公路与桥梁混凝土工程的施工和养护期间,由于混凝土会释放大量的水化热,以而导致混凝土内部的温度骤升,使得混凝土表面突然形成较大的拉应力;而在公路与桥梁混凝土工程的后期降温历程中,又由于受到其持力结构或构件的约束,以而在公路与桥梁混凝土内部形成较大的拉应力。这些情况都有可能导致公路与桥梁混凝土温度裂缝的形成。下面具体探讨一些公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝的防治措施。
1、公路与桥梁混凝土施工前的原材料及配合比优化措施
根据结构要求选择合适的公路与桥梁混凝土强度等级及其相应的水泥品种与等级,尽量避开采取强度高的水泥。另外,注意选用质量合格的砂、石等原材料,按照规范要求合理进行掺合料以及外加剂的添加。另外,还需要掌握好公路与桥梁混凝土补偿收缩技术的正确运用策略。
2、公路与桥梁混凝土施工中的温控防裂措施
为了防止温度裂缝的形成,可以在混凝土施工现场采取以下措施:改善骨料级配,用干硬性混凝土掺混合料,加引气剂或塑化剂等,减少公路与桥梁混凝土中的水泥用量;搅拌混凝土时加水或用水将碎石冷却,降低公路与桥梁混凝土的浇注温度;在炎热天气下浇注公路与桥梁混凝土时应尽量减少浇筑厚度,最好制约在五十厘米以内,以便于表面散热;第二层浇筑应在第一段混凝土初凝前浇筑完毕前;根据公路与桥梁混凝土的浇注面积,在其混凝土上中下部设置一定数量测温管,定时测定内外温度,前四天每两个小时测一次,五到七天每四个小时测一次,八到十五天每天测一次,并及时记录,确保公路与桥梁混凝土内外温差制约在二十五摄氏度以内,做到及时观察,出现温度超偏,可通过调整养护方式来降低温差;规定合理的拆模时间,以免混凝土表面发生温度骤变的现象,加强保温养护措施,在公路与桥梁混凝土浇注后可以先覆盖一层塑料薄膜,用装锯末的麻袋(厚度为八到十厘米)进行中层覆盖,最后覆盖一到两层十厘米厚的岩棉被;另外,夏季施工中对于长期暴露在外面的混凝土部分进行撒水养护工作,避开因为公路与桥梁混凝土内部水分蒸发过快而导致裂缝的产生。
3、公路与桥梁混凝土养护中的冷却管降温措施
为了避开公路与桥梁混凝土在硬化历程中的内部温度过大,可以在其混凝土结构内部预先铺设冷却管路,并在其混凝土浇注完成之后立即进行通水循环冷却。管内的水流量通常制约在每小时一千五百升左右(进水温度低于十摄氏度时),若进水温度偏高,则水流量也应加速。冷却管的出水应排放到不影响施工的部位,当公路与桥梁混凝土整体初凝之后则可视情况利用该出水进行蓄水保温养护。当然在公路与桥梁混凝土养护完成之后,为了不使中空的冷却管对其混凝土结构的强度及其他性能产生不利影响,由此应对其进行注浆和压浆的工作,通常采取真空压浆。
4、改善公路与桥梁混凝土的约束条件
(1)对公路与桥梁混凝土进行合理的分块。当环境气温发生变化时,公路与桥梁混凝土也会随着环境温度的变化而发生结构温度变化,产生形变,此时,如果设计、施工过程中对公路与桥梁进行了合理的分块,给混凝土留下足够的热胀冷缩的空间,将会大大减小公路与桥梁混凝土受到的约束应力,从而减小温度应力对其的影响,防止裂变的发生。
(2)避免公路与桥梁的路基过大的起伏。平整的路基,能够使公路与桥梁的混凝土具有更大的抗裂能力,过大的起伏将减小混凝土的抗约束力,从而容易产生裂变。
(3)合理安排施工工序,避免侧面长期暴露和存在过大的高差。此外,为了保证公路与桥梁的工程质量,提高公路与桥梁混凝土的性能,提高抗裂能力,必须加强公路与桥梁进行后期养护,以防止表面干缩产生裂变。公路与桥梁的裂变防治工作必须以预防为主,一旦出现裂缝,将难以修复至其原有的性能。
三、结束语
综上所述,针对当前我国的国情,虽然对于公路与桥梁混凝土的施工温度与裂缝防治的看法各不相同, 裂缝产生的原因与计算方法还存在着不同的理论流派,但是,就实际的施工温度与裂缝防治的常用措施的看法基本上还是一致的,并且在实际的工程施工过程中积累了大量的经验,这些经验都取得十分好的防治效果。在公路与桥梁混凝土的设计与施工进程中,设计、施工管理人员应从多角度、全方位进行观察、思考和比较,对于工程中现象的问题也要认真的分析,发科学、发展的眼光来贯彻落实施工温度与裂缝防治措施,从而最大程度的避免因施工温度产生的裂缝对整个工程所产生的一系列不良影响。
参考文献
[1] 宋瑞方,赵向丽.针对混凝土施工温度与裂缝的探讨[J].科技致富向导,2012,09(23):196.
[2] 严伏华.桥梁混凝土的施工温度与裂缝控制[J].科技信息,2011,05(10):329.
[3] 甘霖.谈混凝土的施工温度与裂缝[J].企业科技与发展,2013,02(13):107-109.
关键词:公路桥梁;混凝土;施工温度;裂缝防治
一、混凝土施工温度与裂缝因素探析
1、温度应力的形成
混凝土温度应力的形成需要经过一个漫长的过程,在经过长期的温度转化之后,其应力才能够真正的形成,而混凝土温度应力形成所要经历的阶段包括早期、中期、晚期。在早期阶段,混凝土由浇筑开始到放热完成为止,所需要的时间为一个月,在这期间中,混凝土要经过大量的热量释放过程,混凝土中的水泥与水充分的融合后,会出现水化热的现象,从而使得混凝土中具有较高的热量,在热量释放到一定阶段后,混凝土的弹性模量会发生一定的变形,从而使得建筑内部出现应力。在中期阶段,混凝土释放的热量逐渐变少,混凝土的性质也趋于稳定,在这一时期,受到热量值降低的影响,混凝土弹性模量也趋于稳定,在变化上也不明显,因此不会产生新的应力,但是在早期阶段中产生的应力还存在于混凝土内部,在收到内外温差的影响下,使得应力出现重叠的状况。在晚期阶段,混凝土的热量已经不再释放,且受到外部冷空气的影响,混凝土的温度急剧下降,出现冷却现象。在這一阶段中,温度应力主要是由于外部环境的温度变化而产生的,在这一时期所产生的温度应力会与中期和早期的应力发生重叠。
2、裂缝产生的原因
其一,混凝土准备阶段。很多的施工单位在混凝土的准备工作中,没有严格按照混凝土配比的要求对水泥和水量进行有合理的配比,从而使得混凝土内部的水量和水泥处于不平衡的状态,混凝土的性质不够稳定,这样就会使得在具体的浇筑施工过程中,容易出现水泥和水分离的现象,从而无法使得混凝土保持完整,从而造成裂缝的产生。
其二,外部气温的影响。在混凝土浇筑和养护的过程中,如果外部气温温差过大,就会在混凝土表面的形成一定的拉应力,在混凝土外部拉应力超过混凝土的最大承受力时,就会造成混凝土出现裂缝。另外,混凝土在浇筑的过程中,水泥和水会充分的融合,从而产生物理反应,释放大量的热量,使得混凝土内部的温度过高,在与外部的冷空气相接处后,就会在混凝土的表面形成一定的拉应力,在拉应力不断加大的情况下,就会使混凝土表面出现严重裂缝问题。
二、公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝的防治措施
在公路与桥梁混凝土工程的施工和养护期间,由于混凝土会释放大量的水化热,以而导致混凝土内部的温度骤升,使得混凝土表面突然形成较大的拉应力;而在公路与桥梁混凝土工程的后期降温历程中,又由于受到其持力结构或构件的约束,以而在公路与桥梁混凝土内部形成较大的拉应力。这些情况都有可能导致公路与桥梁混凝土温度裂缝的形成。下面具体探讨一些公路与桥梁混凝土施工温度与裂缝的防治措施。
1、公路与桥梁混凝土施工前的原材料及配合比优化措施
根据结构要求选择合适的公路与桥梁混凝土强度等级及其相应的水泥品种与等级,尽量避开采取强度高的水泥。另外,注意选用质量合格的砂、石等原材料,按照规范要求合理进行掺合料以及外加剂的添加。另外,还需要掌握好公路与桥梁混凝土补偿收缩技术的正确运用策略。
2、公路与桥梁混凝土施工中的温控防裂措施
为了防止温度裂缝的形成,可以在混凝土施工现场采取以下措施:改善骨料级配,用干硬性混凝土掺混合料,加引气剂或塑化剂等,减少公路与桥梁混凝土中的水泥用量;搅拌混凝土时加水或用水将碎石冷却,降低公路与桥梁混凝土的浇注温度;在炎热天气下浇注公路与桥梁混凝土时应尽量减少浇筑厚度,最好制约在五十厘米以内,以便于表面散热;第二层浇筑应在第一段混凝土初凝前浇筑完毕前;根据公路与桥梁混凝土的浇注面积,在其混凝土上中下部设置一定数量测温管,定时测定内外温度,前四天每两个小时测一次,五到七天每四个小时测一次,八到十五天每天测一次,并及时记录,确保公路与桥梁混凝土内外温差制约在二十五摄氏度以内,做到及时观察,出现温度超偏,可通过调整养护方式来降低温差;规定合理的拆模时间,以免混凝土表面发生温度骤变的现象,加强保温养护措施,在公路与桥梁混凝土浇注后可以先覆盖一层塑料薄膜,用装锯末的麻袋(厚度为八到十厘米)进行中层覆盖,最后覆盖一到两层十厘米厚的岩棉被;另外,夏季施工中对于长期暴露在外面的混凝土部分进行撒水养护工作,避开因为公路与桥梁混凝土内部水分蒸发过快而导致裂缝的产生。
3、公路与桥梁混凝土养护中的冷却管降温措施
为了避开公路与桥梁混凝土在硬化历程中的内部温度过大,可以在其混凝土结构内部预先铺设冷却管路,并在其混凝土浇注完成之后立即进行通水循环冷却。管内的水流量通常制约在每小时一千五百升左右(进水温度低于十摄氏度时),若进水温度偏高,则水流量也应加速。冷却管的出水应排放到不影响施工的部位,当公路与桥梁混凝土整体初凝之后则可视情况利用该出水进行蓄水保温养护。当然在公路与桥梁混凝土养护完成之后,为了不使中空的冷却管对其混凝土结构的强度及其他性能产生不利影响,由此应对其进行注浆和压浆的工作,通常采取真空压浆。
4、改善公路与桥梁混凝土的约束条件
(1)对公路与桥梁混凝土进行合理的分块。当环境气温发生变化时,公路与桥梁混凝土也会随着环境温度的变化而发生结构温度变化,产生形变,此时,如果设计、施工过程中对公路与桥梁进行了合理的分块,给混凝土留下足够的热胀冷缩的空间,将会大大减小公路与桥梁混凝土受到的约束应力,从而减小温度应力对其的影响,防止裂变的发生。
(2)避免公路与桥梁的路基过大的起伏。平整的路基,能够使公路与桥梁的混凝土具有更大的抗裂能力,过大的起伏将减小混凝土的抗约束力,从而容易产生裂变。
(3)合理安排施工工序,避免侧面长期暴露和存在过大的高差。此外,为了保证公路与桥梁的工程质量,提高公路与桥梁混凝土的性能,提高抗裂能力,必须加强公路与桥梁进行后期养护,以防止表面干缩产生裂变。公路与桥梁的裂变防治工作必须以预防为主,一旦出现裂缝,将难以修复至其原有的性能。
三、结束语
综上所述,针对当前我国的国情,虽然对于公路与桥梁混凝土的施工温度与裂缝防治的看法各不相同, 裂缝产生的原因与计算方法还存在着不同的理论流派,但是,就实际的施工温度与裂缝防治的常用措施的看法基本上还是一致的,并且在实际的工程施工过程中积累了大量的经验,这些经验都取得十分好的防治效果。在公路与桥梁混凝土的设计与施工进程中,设计、施工管理人员应从多角度、全方位进行观察、思考和比较,对于工程中现象的问题也要认真的分析,发科学、发展的眼光来贯彻落实施工温度与裂缝防治措施,从而最大程度的避免因施工温度产生的裂缝对整个工程所产生的一系列不良影响。
参考文献
[1] 宋瑞方,赵向丽.针对混凝土施工温度与裂缝的探讨[J].科技致富向导,2012,09(23):196.
[2] 严伏华.桥梁混凝土的施工温度与裂缝控制[J].科技信息,2011,05(10):329.
[3] 甘霖.谈混凝土的施工温度与裂缝[J].企业科技与发展,2013,02(13):107-109.