摘要:桥梁混凝土裂缝是混凝土建筑结构常见也是难以避免的一种质量通病,混凝土结构裂缝、孔隙的存在使混凝土内部钢筋产生锈蚀,降低了钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力,不仅影响建筑物的使用寿命,甚至威胁建筑物的安全性能。
关键词:混凝土裂缝;原因;质量问题;病害防治
引言
水泥、石、水和天然砂等材料可以组成普通的混凝土,适当的添加掺合几个外加剂可以提高混凝土的品质。混凝土在硬化过程中处理不好会导致裂缝的存在,水泥石和集料间的粘结强度为水泥石抗拉强度的40%-70%。这些微裂缝在荷载或其它物理化学作用下,在集料和水泥石的接触面上传播和发展。
1 混凝土裂缝产生的原因
混凝土收缩会引起混凝土裂缝的产生,一般来讲,总结起来有以下几个因素:
1.1 水泥性能的影响
水泥的抗裂性能的降低导致了混凝土收缩的增大,碱在水泥中的含量越高,水泥细度越细,C3S含量的超标也会导致抗裂性能的降低。
1.2 外加剂的影响
泵送混凝土不可缺少的材料之一是高效减水剂,而它的性能将直接影响混凝土的收缩性能。由于泵送混凝土比非泵送混凝土、现场搅拌混凝土加更多的高效减水剂,所以其更容易产生裂缝。
1.3 硬化前的收缩影响
实验研究证明,硬化前的收缩率和硬化的收缩率是10-30倍之差。因此,在浇筑桥体混凝土时,桥体表面温度相对较高,混凝土中的水量蒸发很大,导致其很快硬化,而内部混凝土却为硬化。当未硬化的混凝土变形到一定程度时,表层硬化就被拉裂。
1.3.1 混凝土结构受力裂缝
在荷载作用下的混凝土构件,特别是混凝土梁下部受拉区比较容易出现裂缝,加之混凝土抗拉能力相对较弱,这使得局部的拉伸就会产生裂缝,钢筋保护层的开裂虽然不影响结构的安全,但是钢筋的锈蚀却是不可避免,会导致使用年限降低。
1.3.2 混凝土化学反应导致裂缝产生
氯离子及氯盐广泛的存在于混凝土的原料中,比如水泥、外掺料、细骨料、粗骨料、外加剂和水等等,容易形成连续的化学反应。钢筋表面在被锈蚀过后,容易产生纵向裂缝,严重的裂缝会是外面的水汽渗入内部,加速钢筋的腐蚀,导致其保护层脱落、剥离。同时,碱骨料也会导致裂缝的产生,二氧化硅发生的化学反应的生成物导致体积膨胀,从而引发裂缝。
1.3.3 温度裂缝
对于大体积混凝土在浇筑后,初凝过程中因水化热得不到及时散发和排放,导致混凝土内部温度较高,内外温差较大,使混凝土的变形超过极限引起裂缝。
2 混凝土裂缝的病害防治措施
混凝土中有裂缝表明结构的力学性能或使用功能或工程整体性受到某种伤害,甚至警示人们将要发生破坏。在某些特定条件下,混凝土内部的某种化学反应膨胀也能引起工程表面开裂,情节严重的甚至可使结构的使用功能或工程耐久性受到损害。因此,非常有必要采取有效地病害防治措施。
2.1 预防裂缝的措施
为了确保不发生沉降,要做好模板、支架及各支撑处基础和地基处理。如果有条件,桥梁墩台混凝土应一气浇灌,不设施工缝。在混凝土初凝前,进行二次振捣。在满足使用要求的基础上,建筑平面早些力求简单;其次,严格控制建筑物的长高比,调整不均匀的沉降能力和增加整体刚度。第三,正确适当的设置沉降缝、变形缝,位置宽带。第四,控制混凝土保护层的厚度,不宜过厚或过薄。第五,应采用加筋砌体来构建砖混结构底层窗台下。第六,构件配筋要合理,间距要适当。第七,对于跨度和厚度较大的现浇板,上面中心部位宜配置构造钢筋。
2.2 砼配合比设计及原材料的控制
第一,严格控制选用水泥的品种。这不仅要考虑水泥的抗裂性能,还要求控制含碱量。低水化热的水泥品种能够有效地降低水化热、减少内外温差,实验证明,矿渣硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等效果比较好。第二,掺合料和外加剂。为了提高混凝土的流动性、粘聚性及泵送性能,同时具有较强的抗渗性能,必须选用具有减水、增强和缓凝的外加剂。通常,减水剂和膨胀剂是泵送混凝土主要采用的形式,采用具有减水、分散功能的高效减水剂的泵送混凝土能够提高混凝土的泵送性能,降低水化热,降低水泥和水的用量,减少温度裂缝。第三,骨料的选择。在增大粗骨料比例的基础上,并保持骨料良好的级配,减少孔隙率,增加密实度,这可以有效地减少胶结材料的数量,降低水化热和减少收缩,提升整体性能。第四,水灰比的控制。为了保证混凝土的泵送性能,水灰比一般控制在0.4~0.6之间,不宜过小,同时单方用水量控制在170kg/m3以内。对抗裂有较高要求的,可采用在混凝土中加入纤维如钢纤维、杜拉纤维等提高混凝土抗裂性能。
2.3 施工过程工艺控制
为了保证预拌混凝土的质量,必须在桥梁施工中,提高混凝土的密实性、均匀性,减少混凝土的收缩。商品混凝土泵送施工是桥梁混凝土施工采用的最广泛的方式,施工时首先严格保证商品混凝土的质量,同时把关原材料的质量,通过高质量,高效率的原材料和掺合剂,混凝土搅拌均匀从而保证商品混凝土质量。其中重点做好掺合料、外加剂保存、计量工作,保证混凝土的均匀性。坍落度和温度的控制。商品混凝土要严格控制混凝土坍落度,到施工现场后应逐车检查泵车泄料口混凝土坍落度,对坍落度大的混凝土车坚决退场,以保证砼半成品的质量。控制混凝土车运输、停留时间,防止因运输、停留时间过长造成坍落度损失。对于面积较大的版面,对浇筑后混凝土在振动界限前用平板振动器给予二次振捣,能够防止采用振动棒振捣导致的局部密实不均匀,同时能够排除凝土在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土的抗裂性能和密实度。
2.4 加强混凝土的保湿保温养护
从养护的角度着手,在减少混凝土内部温升的基础上,通过提高混凝土的表面温度,加强对大体积混凝土的养护,以保持适宜的温度和湿度条件,减少混凝土表面的热扩散,减少内外温差。在初凝到终凝之间的时间段,使用木抹拍打,使混凝土的浆液渗出;然后再用力进行抹压,直至抹压平整;完毕后不宜立即浇水,防止混凝土表面温度降低而导致内外温差比较大的情况,引起早期收缩裂缝,当混凝土浇筑完后的3-5d内,可用一至二层塑料薄膜覆盖,按计算的厚度覆盖保温材料,水化热高峰期过后即应浇水保温保湿养护,时间不少于两周,养护工作要派专人负责。
3 结束语
由于混凝土在桥梁建筑中,多作为基础、承台或者梁柱等重要结构部分,因此其控制混凝土施工裂缝的产生对于确保建筑物或者构筑物施工质量,提高其可靠性具有重要的作用。合理的选择混凝土生产原材料,科学的选择设计方法进行配比设计,并提高混凝土的施工工艺水平,完善养护检测手段是预防大体积混凝土裂缝的有效途径,对于提高桥梁整体施工质量也具有非常重要的作用。
参考文献
[1]潘金生,楼杨.混凝土施工阶段的温度与裂缝控制[J].山西建筑,2008,34(4).
[2]周玉选,周燕.浅谈混凝土施工的质量控制[J].甘肃科技,2008,13.
[3]刘龙飞,王爱涛,乔松青.混凝土早期温度裂缝的成因与预防[J].华东公路,2007.
[4]黄家兴.建筑施工裂缝探讨与分析叨.新世纪论丛,2007,(03).
[5]白宝荚.浅谈混凝土施工中的温度裂缝及预防措施明.太原城市职业技术学院学报,2006,(03).
[6]张行茂.混凝土温度裂缝田.科教文汇(上半月),2006,(02).
1、最快当天审稿 最快30天出刊
易品期刊网合作杂志社多达400家,独家内部绿色通道帮您快速发表(部分刊物可加急)! 合作期刊列表
2、100%推荐正刊 职称评审保证可用
易品期刊网所推荐刊物均为正刊,绝不推荐假刊、增刊、副刊。刊物可用于职称评审! 如何鉴别真伪期刊?
都是国家承认、正规、合法、双刊号期刊,中国期刊网:http://www.cnki.net 可查询,并全文收录。
3、八年超过1万成功案例
易品期刊网站专业从事论文发表服务8年,超过1万的成功案例! 更多成功案例
4、发表不成功100%全额退款保证
易品期刊网的成功录用率在业内一直遥遥领先,对于核心期刊的审稿严格,若未能发表,全额退款! 查看退款证明