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摘要:当前社会经济发展对公路工程提出了更高的建设质量要求,及时有效地分析并解决公路工程施工中混凝土的裂缝问题,能有效提高公路施工质量。公路工程中的混凝土是由多种建筑材料混合形成的非均质脆性材料。因混凝土施工工艺和本身结构问题,无法避免会产生一些微裂缝,这些微裂缝经过温度等其他因素的影响会发展为有害裂缝。造成混凝土裂缝的原因较多,必须分析裂缝成因,采取有效的应对措施,使混凝土裂缝得到控制。因此,本文主要针对高速公路施工中混凝土裂缝的类型及危害性、高速公路施工中混凝土裂缝成因进行分析,进一步分析探讨高速公路施工中混凝土裂缝的应对措施,期望能为相关人员提供一些可靠的参考依据。
关键词:高速公路;混凝土;裂缝
引言
随着我国社会经济水平的发展,公路里程数不断增加,高速公路工程的建设规模也在不断扩大。很多新的施工工艺的出现,有效提高了高速公路工程的施工质量与施工效率。但在公路桥梁施工过程中存在一些影响因素,导致部分高速公路结构较易出现裂缝问题,在一定程度上降低了高速公路使用的安全性,缩短了高速公路的使用寿命。
1混凝土裂缝的危害性
第一,破坏高速公路的结构。在高速公路施工中出现混凝土裂缝后,除了混凝土受损,公路的刚柔性能及抗弯度也将大大降低,进而影响到工程的强度,使得公路的正常使用受到影响,增大了群众出行的安全隐患,且造成了较大的损失。同时,在混凝土裂缝不能得到解决的情况下,混凝土内部的钢筋将出现锈蚀的情况,给公路的使用留下隐患,无法保证公路的使用安全及使用寿命。第二,加剧混凝土的破损。在高速公路施工中出现混凝土裂缝后,将影响到结构的强度及耐久性,使得混凝土结构失去保护,进一步加剧混凝土的破损。若无法解决混凝土裂缝,将直接影响到公路的使用安全及使用寿命,这就必须制定合理的控制措施,降低各种因素对工程施工的影响,避免混凝土裂缝进一步扩散,从而保证高速公路的正常使用,维护群众的生命安全及财产安全。
2混凝土裂缝成因
2.1水泥水化热作用
水泥是混凝土中的关键原材料,在浇筑期间伴有明显的水泥水化热现象,产生的热量在内部大量聚集,相比之下混凝土表层温度散发效率较高,内外部温差增加,可达到20~30℃甚至更高,且此现象在大体积混凝土中体现得尤为明显。温差的出现不利于混凝土的有效成型,随之出现温差裂缝。通常,水泥的品种和用量是决定其水化热程度的关键因素,因此,需要将水泥材料的选型和用量控制作为突破口,尽可能缓解水泥水化热。
2.2施工工艺不合理
高速公路施工集多项环节于一体,包含混凝土拌制、运输、浇筑、振捣、养护等,某处所采取的施工工艺不合理时,均容易诱发裂缝等质量问题。以混凝土浇筑前,未对支架的承载力、刚度等做全面的检查,导致质量不达标的装置被投入施工中,混凝土的浇筑质量达不到设计要求;拆模具有一定的破坏性影响,过早拆模时,该阶段的混凝土尚未有效成型,容易出现裂缝,或在混凝土未达到终凝要求时便于该处施加荷载,此时受外力作用而出现裂缝。
2.3混凝土养护方法不合理
混凝土的弹性模量较高而抗拉强度较低,即便存在小幅度的收缩变形现象,也将产生明显的拉应力,而该值超过混凝土的抗拉强度时,将有开裂的迹象。因此,加强现场养护至关重要,在有效的控制措施下,给混凝土的成型创设良好的条件。但在部分高速公路工程中,混凝土浇筑后并未及时覆盖、洒水养护,此时表面水分在短时间内快速散发,随之出现收缩裂缝。若现场环境温度较高、风速较大,将有更为明显的干缩现象。在养护全过程中,未及时洒水或单次洒水量不足时,混凝土也将收缩开裂。
3高速公路混凝土裂缝修整技术
3.1严格控制原材料的质量
公路工程施工时,对原材料质量的管控是保证混凝土质量的基础。选取水泥材料时,应避免使用稳定性差、强度不够的氧化钙水泥,最好使用收缩量小以及产热量小的中低热水泥和粉煤灰水泥,避免混合使用不同标号或者批次的水泥,防止混凝土结构出现裂缝。在配比混凝土材料时,尽量控制水灰比的选用,水分越多,混凝土结构的干缩便越大,因此混凝土的用水量绝对不能大于配合比设计所给定的用水量,一般须将用水量控制在1%以内,同时在材料中添加2%之内的减水剂和矿物掺和料,降低水灰比,减小混凝土结构中的含水量。
3.2加强施工中对温度和水分的控制
高温极易造成公路裂缝,对公路质量的影响不容忽视。因此在公路工程施工中,须通过控制温度以加强对混凝土结构的控制。首先为保护混凝土结构,在混凝土入模时应将入模温度控制在30℃以下,同时采用冷却水循环的方式对混凝土结构的内部温度进行控制。具体的操作方法是:在混凝土结构的内部插入可以循环冷水的管子,为避免在使用中发生管道损坏,需将管道固定在混凝土中,将进水口和出水口都安装在混凝土的上方位置,为方便散热,将进水口设置在中间,出水口设置在周围,待混凝土彻底凝固后通水循环。为降低混凝土产生裂缝的可能性,最好将混凝土内外部的温度差控制在20℃以内。
3.3合理使用外加剂
公路工程施工中,合理使用外加剂,可以有效地预防混凝土干缩裂缝,但是大体积公路混凝土施工时,若外添加剂的添加标准不合理,会降低公路工程的建设质量,在大体积混凝土施工建设时,可以添加定量的碱水防裂外加剂,减少混凝土材料用水量的同时减少水泥用量,再利用骨料补充其他材料,不仅可以有效控制施工材料成本,还能增强水泥浆液与骨料之间的黏度,提高混凝土的和易性,有效改善混凝土的性能,进而避免干缩裂缝的产生。
3.4规范混凝土施工标准
混凝土工程施工中,严格规范混凝土的施工流程,遵守施工的技术要求,可以有效预防混凝土产生裂缝。尤其是进行分层浇筑等技术性强的工艺时,应杜绝施工人员根据经验施工,避免影响整体工程质量。具体操作时,需要多次浇筑,且为强化混凝土弹性,需要在施工中对混凝土进行二次模压。同时,为避免混凝土出现逐层凝固,影响整体结构的完整与稳定,需要对混凝土的浇筑高度预计浇筑时间做出合理的把控,最好在下层初凝前进行上层浇筑,避免因时间间隔过长出现裂缝。在施工中规范操作,既能预防混凝土结构发生裂缝,又能获得理想的施工效果,是每位施工人员应该遵守和执行的施工准则。
3.5做好混凝土结构的维护工作
混凝土结构的后期养护极为重要,若不重视养护工作,混凝土结构使用后期会频繁出现裂缝问题。公路工程竣工后,养护单位需结合工程建设要求,针对混凝土公路制定科学合理的养护方案,保证后期养护工作的顺利开展。具体执行时,须结合公路实际使用情况以及所处环境的温度和湿度情况,采取针对性的养护方案。公路工程施工多为夏季,工程竣工后,考虑夏季高温干燥的因素,应对混凝土湿度加强控制,采取对混凝土路面喷水或者在表面覆膜进行保湿处理的养护措施,减缓水分蒸发,避免混凝土出现干缩裂缝。加强对混凝土公路后期的保养,可以有效减少混凝土裂缝。
结束语
混凝土是一种非均质的材料,施工时,受原材料质量、施工技术、作业人员水平、养护措施及质量等多方面的原因影响,均会使得混凝土存在各种类型的缺陷,最主要且最难避免的缺陷是裂纹。因此,混凝土作业需在满足条件的情况下进行施工并做好早期养护,加快混凝土早期强度的形成。在施工前做出预案,分别找出主因制定对策,对易产生的混凝土裂缝,要制定标准化的处置流程,进行缺陷修整,保证工程质量和安全。
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