庾用橋

（浙江交工國(guó)際工程有限公司，浙江 杭州 310051）

1 溫度應(yīng)力的形成與影響

混凝土中溫度應(yīng)力的形成主要包含三個(gè)階段：早期階段，即從澆筑混凝土開(kāi)始至混凝土放熱結(jié)束期間。一般情況下這一階段的持續(xù)時(shí)間在30 d左右。在這一階段，水泥會(huì)釋放大量的水化熱，對(duì)混凝土的彈性模量產(chǎn)生較大程度的影響并使其發(fā)生劇烈變化，進(jìn)而促使混凝土的內(nèi)部生成應(yīng)力；中期階段指的是混凝土放熱結(jié)束至混凝土性質(zhì)趨于穩(wěn)定的階段。在這一期間，混凝土的彈性模量雖然不會(huì)發(fā)生十分明顯的變化，但溫度的變化會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，這一應(yīng)力與早期階段余下的應(yīng)力相互重疊而產(chǎn)生作用；晚期階段從混凝土完全冷卻開(kāi)始，這一階段溫度應(yīng)力的產(chǎn)生主要是由于外界溫度變化所以引起的，且晚期產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)與早期、中期產(chǎn)生的應(yīng)力發(fā)生重疊，共同作用于混凝土。溫度應(yīng)力對(duì)于混凝土的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一方面為約束應(yīng)力。外界因素會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的邊界造成一定程度的影響，并對(duì)其變形產(chǎn)生抑制作用，進(jìn)而產(chǎn)生應(yīng)力，這一類(lèi)型的溫度應(yīng)力往往會(huì)與干縮應(yīng)力相互結(jié)合，并共同會(huì)混凝土產(chǎn)生影響；另一方面為自生應(yīng)力。結(jié)構(gòu)的邊界沒(méi)有力量對(duì)其產(chǎn)生約束作用，致使混凝土結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，在這一狀態(tài)之下，當(dāng)其內(nèi)部發(fā)生非線(xiàn)性分布時(shí)由于結(jié)構(gòu)自身力量的相互制約便會(huì)形成溫度應(yīng)力。

2 公路橋梁工程混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 混凝土自縮

混凝土本身會(huì)出現(xiàn)一定的自縮現(xiàn)象，而自縮現(xiàn)象的產(chǎn)生存在著多種影響因素，主要包含如下幾個(gè)方面：①水泥因素：水泥在硬化的過(guò)程中會(huì)有大概20%左右的水分吸收或者消耗，剩下的水分則主要是通過(guò)蒸發(fā)吸水狀態(tài)所流失。一般情況下，水分的蒸發(fā)與混凝土的自縮兩者存在著一定的平衡關(guān)系，如果水分蒸發(fā)過(guò)多，超過(guò)了混凝土的自縮值，那么這一平衡狀態(tài)便難以維系，就會(huì)出現(xiàn)混凝土自縮現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。②外加劑因素：在混凝土制作的過(guò)程中，會(huì)人為添加一定的外加劑，外加劑會(huì)在一定程度上加速混凝土流動(dòng)速度，但與此同時(shí)混凝土的自縮值也會(huì)受到影響，不同的添加劑對(duì)于混凝土自縮值的影響也是有所差異的。③礦物材料因素：在施工的過(guò)程中，一些環(huán)節(jié)需要對(duì)礦物材料進(jìn)行添加，雖然材料本身不一定會(huì)混凝土的自縮值造成影響，但是因?yàn)樘砑恿康牟町?，水泥的自縮值仍會(huì)受到影響。因此，路橋工程中使用的混凝土發(fā)生一定的自縮現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

2.2 水熱化影響

水化熱指的是水泥在進(jìn)行攪拌的過(guò)程中會(huì)釋放熱能。在路橋工程施工過(guò)程中，運(yùn)用到的混凝土量較大，且范圍也十分廣泛。同時(shí)，混凝土構(gòu)造的路面相對(duì)較厚且表面防護(hù)體系會(huì)出現(xiàn)一定程度上的降低，這些問(wèn)題的存在最終會(huì)形成聚合作用，促使水熱化中釋放的熱量無(wú)法及時(shí)的散出，這樣一來(lái)，就會(huì)形成內(nèi)外結(jié)構(gòu)的溫度差，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。

2.3 外界環(huán)境變化

對(duì)于混凝土本身而言，雖然具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性與穩(wěn)固性，但是熱脹冷縮的現(xiàn)象無(wú)法避免，如果外界出現(xiàn)溫度驟降或者溫度在短時(shí)間突然升高的情況，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)必然會(huì)受到一定程度上的影響進(jìn)而發(fā)生變化，最終導(dǎo)致內(nèi)部作用力與外界阻礙形成一定的沖擊。一旦外界阻礙大于內(nèi)部應(yīng)力的作用，便會(huì)出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂的現(xiàn)象。

3 公路橋梁工程混凝土施工溫度與裂縫的防治策略

3.1 把控溫度應(yīng)力的影響

①控制水泥用量：文章中闡述了水泥在攪拌的過(guò)程之中會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，而水熱化現(xiàn)象導(dǎo)致這一熱量無(wú)法消散，最終導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)聚合大量的熱量而產(chǎn)生應(yīng)力。針對(duì)這一情況，應(yīng)當(dāng)對(duì)水泥的用量進(jìn)行科學(xué)合理的控制，從而對(duì)水泥水熱化的影響進(jìn)行一定程度上的減少；②溫度控制：溫度的變化會(huì)對(duì)混凝土的引力作用造成影響，因此，在對(duì)路橋工程施工的過(guò)程中，需要選擇合適的澆筑季節(jié)與時(shí)間；同時(shí)還需要做好防范措施，防止惡劣天氣對(duì)施工造成影響。只有控制好溫度，才能有效防止混凝土裂縫的產(chǎn)生；③除了上述的兩種方法，還可以采用一定的強(qiáng)制性措施，從而更為科學(xué)有效地對(duì)溫度進(jìn)行平衡。如可以采用人工注水的方式對(duì)溫度進(jìn)行一定程度的降低?？傊捎每茖W(xué)合理的方法對(duì)溫度應(yīng)力的影響進(jìn)行有效的控制，對(duì)于路橋施工質(zhì)量的提升具有十分重要的作用。

3.2 提升混凝土的抗裂性能

①添加劑的合理選擇：外加劑會(huì)在一定程度上加速混凝土流動(dòng)速度，但與此同時(shí)，混凝土的自縮值也會(huì)受到影響，不同的添加劑對(duì)于混凝土自縮值的影響也是有所差異。因此，選擇合適的添加劑可以對(duì)水泥或者混凝土的自縮值進(jìn)行科學(xué)有效的控制，避免出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂的現(xiàn)象。需要注意的是，在對(duì)添加劑進(jìn)行選擇時(shí)，需要嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行，在條件允許的情況下，可以引入一定的金屬纖維，從而對(duì)混凝土的抗裂性進(jìn)行有效的提升，最終提升路橋工程的施工質(zhì)量。②提升混凝土材料配置比例的合理性：在進(jìn)行混凝土調(diào)制之前，相關(guān)技術(shù)人員可以多次試驗(yàn)，并記錄好材料比例，通過(guò)對(duì)比分析不同配置比例調(diào)制而成的混凝土，確定混凝土配置的最優(yōu)比例。這樣一來(lái)，在施工的過(guò)程中，就能夠有效保障混凝土的質(zhì)量，將混凝土裂縫產(chǎn)生的情況降至最低，進(jìn)而有效提升施工質(zhì)量。

3.3 約束力把控

地基對(duì)于路橋工程的影響需要重視，一般情況下，如果地基在水平方向上發(fā)生位移或者在豎直方向上發(fā)生一定程度的沉降，都將會(huì)影響到路橋工程的施工質(zhì)量。因此，需要采取相關(guān)措施對(duì)約束力進(jìn)行科學(xué)有效的控制：①對(duì)混凝土的內(nèi)部約束力進(jìn)行一定程度的弱化，因溫度影響而導(dǎo)致的應(yīng)力會(huì)直接作用于約束力上，需要對(duì)溫度進(jìn)行合理而有效控制，必要時(shí)應(yīng)當(dāng)采用一定的保溫措施，這樣一來(lái)，就能夠?qū)炷两Y(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力造成，從而起到約束內(nèi)部約束力的作用；②有效把控外部地基的約束力，這一點(diǎn)可以通過(guò)降低澆筑層的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)。除此之外，還可以對(duì)移動(dòng)層進(jìn)行設(shè)置，但需要確保設(shè)置的合理性。這兩種方法可以對(duì)約束力產(chǎn)生一定程度的弱化作用。

3.4 做好養(yǎng)護(hù)工作

在對(duì)路橋工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時(shí)，主要的核心在于防止混凝土表面的失水，補(bǔ)充早期混凝土水化使用的水分，幫助水泥水化工程的進(jìn)行。在公路橋梁的路面進(jìn)行施工時(shí)，最為困擾的問(wèn)題就是塑性的收縮裂縫。在以前的施工中，會(huì)采用二次收漿的方式，之后在配合養(yǎng)護(hù)以便阻止塑性的收縮裂縫產(chǎn)生。但是在現(xiàn)在工程施工中，如果遇到風(fēng)大或者溫度較高的天氣，水分的蒸發(fā)量會(huì)不斷增加，使得混凝土的表面又會(huì)出現(xiàn)裂縫，這就必須在終凝之前進(jìn)行再次抹面將裂縫閉合。

4 結(jié)語(yǔ)

在公路橋梁工程中，混凝土施工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，對(duì)混凝土造成影響，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。相關(guān)施工單位應(yīng)當(dāng)充分了解混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，從溫度應(yīng)力把控、約束應(yīng)力把控、混凝土抗裂性能提升與做好養(yǎng)護(hù)工作等幾個(gè)方面對(duì)公路橋梁工程中混凝土裂縫進(jìn)行有效防治，進(jìn)而提升工程質(zhì)量。