論文導讀:混凝土變形裂縫的成因復雜、繁多、有時多種因素互相影響,但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要因素。本文對鋼筋混凝土橋梁變形裂縫的成因及預防處理方法作一簡要介紹。在混凝土收縮種類中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。2.1.2橋梁工程所有水泥多為普通硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥水化熱高,混凝土蒸發(fā)收縮凝固較快,使混凝土表面產生裂縫,為緩解混凝土急劇收縮可適當摻入緩凝劑。

關鍵詞:橋梁工程,混凝土裂縫,變形裂縫,原因,預防處理

  0 前言

   大量工程實踐及理論分析證明,鋼筋混凝土橋梁構件基本上都是帶裂縫工作的,只是有些裂縫很細,一般對結構危害不大,允許其存在,但是裂縫在使用荷載或在外界物理和化學因素作用下,不斷產生和發(fā)展,引起混凝土碳化、保護層剝落及鋼筋銹蝕,耐久性降低,嚴重時甚至發(fā)生垮塌事件,危害結構和人民生命財產的安全。混凝土變形裂縫的成因復雜、繁多、有時多種因素互相影響,但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要因素。發(fā)表論文。本文對鋼筋混凝土橋梁變形裂縫的成因及預防處理方法作一簡要介紹。

  1 橋梁施工變形裂縫的形成原因

   由變形引起的裂縫,又稱為非結構性裂縫,如溫度變化、混凝土收縮等因素引起的結構變形受到限制時,在結構內部就會產生自應力,當此應力達到混凝土抗拉強度極限值時,即會引起混凝土裂縫,裂縫一旦出現(xiàn),變形得到釋放,自應力也就消失了;炷恋姆墙Y構性裂縫的產生受混凝土材料組成、澆筑方法、養(yǎng)護條件和使用環(huán)境等多因素影響。施工中混凝土非結構性裂縫產生的主要原因,大致可劃分如下幾種:

  1.1溫度變化引起的裂縫

  混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環(huán)境或結構內部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。引起溫度變化的主要施工因素有:

  1.1.1 水化熱 出現(xiàn)在施工過程中,大體積混凝土(厚度超過2.0m)澆筑之后由于水泥水化放熱,致使內部溫度很高,內外溫差太大,致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中應根據(jù)實際情況,盡量選擇水化熱化的水泥品種,限制水泥單位用量,減少骨料人模溫度,降低內外溫差,并緩慢降溫,必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內部散熱,或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。

  1.1.2 蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當 混凝土驟冷驟熱,內外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。

  1.1.3焊接施工不當 預制T梁時橫隔板安裝,支座預埋鋼板與調平鋼板焊接時,若焊接措施不當,鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱法張拉預制應力構件時,預應力鋼材溫度可升高至350℃,混凝土構件也容易開裂。

  1.2 收縮引起的裂縫

   在實際工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。

  1.2.1 塑性收縮 發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4h~5h左右,此時水泥水化反應激烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā),混凝土失水收縮,同時骨料因自重下沉,因此時混凝土尚未硬化,稱為塑性收縮,塑性收縮所產生量級很大,可達1%左右。發(fā)表論文。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫。

  1.2.2 縮水收縮(干縮) 混凝土結硬以后,隨著表層水分逐漸蒸發(fā),濕度逐步降低,混凝土體積減小,稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失很快,內部損失慢,因此產生表面收縮打、內部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時,便產生收縮裂縫。

  1.3 鋼筋銹蝕引起的裂縫

   由于混凝土質量較差或保護層厚度不足,混凝土保護層受侵蝕炭化至鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土堿度降低,或由于氯化物介入,鋼筋周圍氯離子含量較高,均可引起鋼筋表面氧化膜破壞,鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應,其銹蝕物氧化鐵體積比原來增長約2倍,從而對周圍混凝土產生膨脹應力,導致保護層混凝土開裂、剝離,沿鋼筋縱向產生裂縫,并有銹跡滲到混凝土表面,由于銹蝕,使得鋼筋有效斷面面積減小,鋼筋與混凝土握裹力削弱,結構承載力下降,并將誘發(fā)其他形成的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導致結構破壞。要防止鋼筋銹蝕,施工時應控制混凝土的水灰比,加強振搗,保證混凝土的密實性,防止氧氣侵入。

  1.4施工材料質量引起的裂縫

   混凝土主要由水泥、砂、骨料與拌合水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格,可能導致結構出現(xiàn)裂縫。

  1.5施工工藝質量引起的裂縫

   在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理、施工質量低劣,容易產生縱向的、橫向的等各種裂縫,特別是細長薄壁結構更容易出現(xiàn)。

  2混凝土裂縫的防治

  2.1 施工預防措施

  在25℃-30℃的高溫環(huán)境下進行混凝土澆注施工時, 必須充分重視高氣溫、高蒸發(fā)對混凝土質量的影響。在施工過程中除嚴格按照國家有關技術標準和公路橋梁施工技術規(guī)范外,還應根據(jù)現(xiàn)場的實際情況及混凝土拌合物特征條件,采取行之有效的措施。

  2.1.1 混凝土配合比設計 對混凝土配合比設計,應考慮高溫,高蒸發(fā)引起拌和物塌落度的損失;適當調整混凝土配合比,增加用水量,加大水灰比,為避免混凝土塌落度下降可添加適量的高效減水劑。

  2.1.2 橋梁工程所有水泥 多為普通硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥水化熱高,混凝土蒸發(fā)收縮凝固較快,使混凝土表面產生裂縫,為緩解混凝土急劇收縮可適當摻入緩凝劑。

  2.1.3 酷署高溫 混凝土拌合用水均在30%以上,為改善混凝土澆注后溫度過高,可在水中加水塊降低混凝土拌合用水的溫度,或者在夜間施工,避過高溫烈日。

  2.1.4 減低砂、石料的使用溫度 砂、碎石等材料在混凝土中所占比例80%左右,因此在高溫下必須采取遮陽灑水措施來降低砂、石料的使用溫度。

  2.2 混凝土表面養(yǎng)護措施

  (1)高溫下,鋼模板安裝后,由于裂縫在烈日暴曬下,溫度很高,所以在澆注混凝土前,對鋼模板外側灑水養(yǎng)護是必須的。降溫后,使混凝土表面不易粘模確保混凝土表面光潔;

  (2)混凝土表面澆注完畢后由于混凝土水化熱反映,鋼模板溫度很高,在鋼模板外壁采用草袋覆蓋,灑水降溫,效果也較為明顯;

  (3)拆模后混凝土表面就立即用草袋覆蓋灑水養(yǎng)護,保證混凝土表面濕潤,對橋梁墩柱混凝土可采取塑料薄膜包裹養(yǎng)護,不因失水過多過快而產生裂縫。

    2.3 施工工藝措施

  2.3.1 材料的控制 施工工藝是保證混凝土構件質量的關鍵,施工操作應嚴格按照施工技術規(guī)范的有關規(guī)定進行,對原材料(鋼筋、水泥、砂、碎石、水等)應進行嚴格的抽樣檢驗。

  2.3.2 混凝土拌和澆注 混凝土應嚴格按配合比計量投料,拌和時間≮1min-2min,使和易性好,不離析,不析水,運輸時間短,澆注時分層澆注,分層厚度≯30cm。振搗時應讓振搗棒插入前層5cm-10cm,振搗時間為1min左右,直至排出氣泡為止。發(fā)表論文。

  2.3.3 混凝土運輸 混凝土運輸是混凝土施工過程中的一道工序,運輸工具保證不滲漏,不析水避免日曬雨淋。在運輸過程中,混凝土不能離析,運輸時間≯30 min,在高溫下運輸應及時檢測混凝土坍落度,以確保由于蒸發(fā)而造成的水分損失,并及時調整坍落度。

  2.3.4 混凝土坍落度的控制 混凝土坍落度是混凝土施工檢測手段之一,用于評價混凝土拌和物的和易性。

  2.3.5 混凝土養(yǎng)生養(yǎng)生的目的是減少混凝土內外溫差。在橋梁施工中多采用灑水和薄膜兩種養(yǎng)生方法。在混凝土澆注完畢后,應立即對混凝土構件進行覆蓋,保持濕潤。養(yǎng)生時間≮7d。

  3 結語 

  混凝土橋梁發(fā)生變形裂縫的主要原因有以上幾種,采取一定的設計和施工措施來克服和控制大的裂縫產生,是每一個工程技術人員都應該加強研究和及時預防的。因此,嚴格按照國家有關規(guī)范、技術標準進行設計、施工和監(jiān)理,是保證結構安全耐用的前提和基礎。在施工管理過程中,進一步深化對裂縫的預防和處理的研究,是十分有意義的。

參考文獻:

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