馬進麗
摘 要:目前,公路橋梁建設(shè)的范圍越來越廣,主體工程仍以混凝土施工為主?;炷潦撬?、石料和水的結(jié)合體,具有熱膨脹和冷縮的特點,施工過程中易受溫度的影響,產(chǎn)生后期裂縫,影響混凝土的穩(wěn)定性,損壞公路或橋梁的主體,它嚴重影響公路橋梁的整體質(zhì)量和使用壽命。施工溫度是引起混凝土裂縫的重要因素,因此在混凝土施工中必須重視施工溫度,消除溫度對混凝土質(zhì)量的影響,保證公路橋梁的穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:公路橋梁混凝土;施工溫度;防裂;分析;研究
1路橋混凝土溫度應(yīng)力的產(chǎn)生及其影響
是路橋施工中最重要的材料,但由于混凝土本身具有熱膨脹和冷縮的特性,因此其自身的溫度將直接影響路橋的質(zhì)量?;炷恋臏囟葢?yīng)力可分為三個階段,貫穿于公路橋梁工程的全過程。第一個是早期階段,從混凝土澆筑開始到混凝土放熱階段結(jié)束,一般持續(xù)一個月左右,在此期間混凝土逐漸由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),在轉(zhuǎn)變過程中產(chǎn)生大量的水化熱,它對混凝土本身的彈性模量有很大的影響,使混凝土內(nèi)部發(fā)生很大的變化,從而導(dǎo)致混凝土的內(nèi)應(yīng)力,是指混凝土從放熱結(jié)束到逐漸升溫的過程。在這個階段,混凝土的彈性模量不會有明顯的變化,但由于其內(nèi)部溫度的變化,也會有一定的應(yīng)力,最后階段就是最后階段,是指混凝土完全冷卻后發(fā)生的所有過程,在這一過程中,由于外界溫度的變化而產(chǎn)生溫度應(yīng)力,隨著中期、早期應(yīng)力疊加在混凝土上,一旦溫度應(yīng)力的總和超過混凝土的抗剪強度,就會導(dǎo)致混凝土開裂。溫度應(yīng)力對混凝土路面的影響可分為約束應(yīng)力和自生溫度應(yīng)力,兩者共同作用。
2混凝土裂縫原因
2.1準備不足。
配合比是影響混凝土質(zhì)量、產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。由于施工單位在施工準備階段沒有嚴格按照混凝土配合比標準施工,水泥或水的用量不合理,在這種情況下,會嚴重影響混凝土的穩(wěn)定性,出現(xiàn)水灰相間的現(xiàn)象。此時,混凝土結(jié)構(gòu)將不具有完整性特征,進而出現(xiàn)裂縫。另外,在混凝土配置階段,由于施工方?jīng)]有考慮拉力的影響因素,一旦施工人員操作失誤,混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力,隨著拉應(yīng)力的不斷增大,當混凝土達到極限強度時,開裂的概率急劇增加。
2.2影響環(huán)境溫度的因素。
當混凝土外部溫度與內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫差較大時,混凝土表面會形成巨大的拉應(yīng)力,當拉應(yīng)力值超過混凝土的承載能力時,混凝土表面會出現(xiàn)大面積的裂縫。另外,由于水與水泥發(fā)生物理水熱反應(yīng),在這個過程中,混凝土本身會釋放大量熱量,使內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度迅速升高,混凝土出現(xiàn)裂縫。另外,在混凝土養(yǎng)護階段,施工方需要對混凝土進行冷卻處理,但是,由于混凝土內(nèi)部溫度總是很高,當冷水遇到高溫時,會產(chǎn)生很大的溫差,混凝土產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力,加速了開裂過程。
3混凝土施工中溫度和裂縫的防治措施
3.1混凝土原材料和配合比在配制階段的完善措施。
在整個混凝土施工過程中,裂縫的發(fā)生頻率較高。裂縫產(chǎn)生的原因是原材料與混凝土的配合比不匹配。因此,必須做好施工前的準備工作。在確定混凝土配合比的過程中,需要充分了解整個混凝土工程,并對內(nèi)容進行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整,充分考慮混凝土的承載力。工作人員應(yīng)根據(jù)有關(guān)資料優(yōu)化選擇混凝土配合比,并根據(jù)工程的具體需要選擇水泥的種類和標號。如果水泥標號過低,會影響混凝土的剛度和強度,不能保證公路橋梁的整體施工質(zhì)量。如果水泥標號過高,混凝土本身會釋放更多的水化熱,從而促進混凝土開裂。在選擇膨脹劑的過程中,要充分結(jié)合公路橋梁混凝土工程的具體情況,選擇合理的混凝土配合比,保證膨脹劑的種類能滿足工程的施工要求。
3.2嚴格控制混凝土溫度。
施工現(xiàn)場管理人員應(yīng)合理安排施工時間,避免在熱天或冷天施工,防止影響施工效率和施工質(zhì)量。在惡劣的氣候條件下,混凝土結(jié)構(gòu)存在較大的溫差,這也是拉壓應(yīng)力增大導(dǎo)致開裂的主要原因。加強引進先進技術(shù)和設(shè)備,實時監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化,當溫度變化時及時采取有效措施,有效防止裂縫問題的發(fā)生。另外,拆模施工要進行合理的監(jiān)理,防止內(nèi)外溫差過大。
3.3標準結(jié)構(gòu)。
為減少裂縫,控制澆筑溫度,應(yīng)規(guī)范混凝土施工,合理使用工藝。公路橋梁混凝土施工面積大,混凝土施工宜采用分段施工,分層澆筑。這種施工方法最大的優(yōu)點是允許有足夠的時間來保證它能得到較好的反應(yīng)和固化,同時也有助于散熱、控制裂縫的作用。夏季氣溫一般較高,澆筑混凝土時可在模板上安裝冷卻管,在其發(fā)熱時打開閥門,這樣可以把溫度降下來。這里要注意的是,根據(jù)水溫,控制水的流速。在水溫降到10度以下時,流量需要為1500升/月1。這樣既不會因為流量過快而對混凝土結(jié)構(gòu)造成影響和損壞,也會帶走內(nèi)部產(chǎn)生的熱量。水溫在10度以上,根據(jù)需要合理提高水流量?;炷晾鋮s后,冷卻管應(yīng)填滿。采用灌漿。
3.4約束力把控。
一般來說,如果水平方向或豎向方向上的地基有一定程度的沉降,就會影響路橋區(qū)工程的施工質(zhì)量。因此,有必要采取相關(guān)措施,科學有效地控制粘結(jié)力:(1)要在一定程度上削弱混凝土的內(nèi)約束力,溫度影響產(chǎn)生的應(yīng)力會直接作用于粘結(jié)力,有必要合理有效地控制溫度,必要時采取保溫措施。這樣可以引起混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力,從而起到抑制內(nèi)約束力的作用(2) 有效控制外基礎(chǔ)的粘結(jié)力,可通過減小澆筑層厚度來實現(xiàn)。此外,還可以設(shè)置運動層,但需要確保設(shè)置合理。這兩種方法都能在一定程度上削弱結(jié)合力。
3.5混凝土工程的早期維護。
混凝土裂縫最常見的原因是早期結(jié)構(gòu)溫差,而混凝土工程的早期養(yǎng)護也是避免混凝土裂縫的重要解決方法之一,控制溫度條件,可以充分體現(xiàn)在兩個方面:第一方面,有效降低溫差可以改善因溫差對混凝土原材料的影響,避免熱膨脹和冷縮現(xiàn)象;水泥的水化作用可以使混凝土的強度達到預(yù)期的水平。理論上,混凝土澆筑后的含水量可以滿足水泥水化的要求,但由于外界因素,部分水分會蒸發(fā),水泥水化不能充分發(fā)揮作用,因此早期養(yǎng)護非常重要。
4結(jié)論
目前,我國公路橋梁混凝土施工技術(shù)相對成熟,積累了大量的實踐經(jīng)驗。人們應(yīng)進一步加強研究,深入分析混凝土構(gòu)件裂縫與施工溫度的關(guān)系,明確施工溫度控制的意義。公路橋梁工程施工單位應(yīng)充分了解工程所在地區(qū)的氣候特點、氣溫變化等因素,提高混凝土配合比設(shè)計的合理性,按設(shè)計標準控制混凝土配合比的性能和用量。在施工過程中,要嚴格遵守操作規(guī)范,科學選擇混凝土澆筑工藝,加強施工溫度監(jiān)測。同時,要做好混凝土構(gòu)件的養(yǎng)護工作,避免裂縫的產(chǎn)生,保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。
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