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摘要:工程建设中混凝土应用最广泛,混凝土结构具有灵活、成本低、抗压强度高等优点,在施工中可以变为不同形状,并且其耐火候性较好,建筑的维护成本较低,因此混凝土是应用最普遍的建材。混凝土结构的缺点是:抗拉性能较差、会出现裂缝。本文主要探讨路桥施工中混凝土裂缝产生原因和处理方法,以供大家参考。
关键词:路桥施工;裂缝;成因;处理方法
一、混凝土结构裂缝成因
1地基变形导致的裂缝,原因是基础出现竖向不均匀的沉降或发生位移,混凝土结构不能承受结构应力,使结构出现开裂。因为地基变形导致的裂纹通常出现在建筑上部,会造成结构性变化,一般在混凝土浇筑10min-3h出现。地基出现不均匀沉降的原因是混凝土出现不均匀沉降,导致局部变形以及混凝土出现约束裂缝。因为重力影响使混凝土重的下沉,轻的上浮,当钢筋和模板接触到混凝土时就会出现裂缝。
2混凝土自身质量以及混凝土保护层厚度不能满足相应的要求,会导致混凝土结构出现裂缝,长时间后会对混凝土中的钢筋造成腐蚀。空气中的二氧化碳会对钢筋混凝土保护层造成腐蚀,使钢筋混凝土碱性度下降,混凝土附近具有较高含量的氯离子时,会导致钢筋表面出现氧化,然后钢筋会由于氧气和水分出现腐蚀,钢筋在氧化以后其体积会超出原来的2-4倍,从而提高了混凝土保护层膨胀应力,使混凝土出现开裂,裂缝会随着钢筋向外扩张。
3因为热膨胀和温度变化导致混凝土出现裂缝,外部或内部温度变化不均匀时会导致混凝土出现变形,出现裂缝,当变形受限时会出现结构应力,当混凝土抗拉强度不能承受应力时就会导致裂缝出现。温度裂缝的特点是出现在混凝土表面没有规律,是一种深部裂缝,通常和主筋平行;裂缝宽度不同,受到天气变化的影响。现浇混凝土通常在1-2d内出现表面温度裂缝,而深度温度裂缝通常出现在现浇混凝土21d,产生温度裂缝的原因是混凝土在凝固时表面温差不均匀。当大体积混凝土厚度在2m以上时出现水化热,由于内部温度较高会导致出现表面裂缝。冬季施工时,将绝缘层过早去除,或因为寒潮影响,会降低混凝土强度导致开裂。还有部分裂缝是因为自身结构具有温差和外部约束力导致。如支撑或刚性大体积基础进行混凝土现浇时,当直接在坚硬的地面上浇筑时,由于没有采用隔离措施对约束进行放松或缩缝间距较大。膨胀混凝土在浇筑时会因为温度变化导致出现混凝土裂缝,如果外部温度或混凝土内部温度出现变化就导致变形出现,一旦变形受到约束,就产生结构应力,超过混凝土自身抗拉强度。另外,构件预制过程中,因为冷却速度太快或拆模过快,都会使混凝土表面出现裂缝。而裂缝出现的原因是混凝土温度过高,或温度变化不均匀,从而形成外部约束力。混凝土在浇筑时由于温度比较高,会出现水化反应产生很高的热量,使混凝土温度升高。而大体积混凝土在冷却过程中又会产生收缩应力,导致出现收缩裂缝。
二、防治路桥施工中混凝土裂缝的措施
1使用材料对裂缝直接填充,一般用于宽裂缝修复(0.3mm),操作简便。0.3mm以下宽度浅裂缝和普通深裂缝可以使用V槽进行填充。桥梁出现的裂缝可以采用喷射施工法。78cm的裂缝可以根据裂缝宽度,采用砂轮、钢丝刷同石灰混合没然后注射环氧树脂进行粘附,从而对混凝土裂缝进行填补,避免钢筋出现锈蚀和混凝土老化。
2采用加固方法处理混凝土裂缝,因为混凝土耐久性比较高,因此当混凝土桥梁出现裂缝后,承受很长时间载荷后没有对其进行维修,会造成桥梁裂缝出现扩张,对桥梁强度造成影响,可以通过对结构进行加固的方法,桥梁加固采用锚杆加固和预应力法,并且还可以采用灌浆的方法。同时还要对混凝土裂缝处理效果实施检验,如抽样检测、检测压力等。混凝土裂缝的表面修复采用树脂保护膜进行填充。首先使用钢结构刷对混凝土表面进行清洁,然后使用干净的水进行清洁,等干燥后在混凝土表面凹槽中填充树脂,然后贴上相应的涂片。表面处理一般用于比较细的裂缝和比较浅的裂缝,适合没有漏水的情况,而防水表面修复主要用于大面积水泄漏。
3采用微膨胀混凝土避免出现裂缝。由于裂缝产生通常因为应力收缩,因此可以采用化学混凝土对收缩进行补偿,当混凝土出现水化反应和逐渐硬化时,水泥会具有水化反应,因此出现混凝土膨胀。在此过程中,使用微膨胀混凝土可以在约束程度不同的情况下获得足够扩展。因此在出现水化反应以及混凝土硬化后,不因为应力变化导致出现裂缝。
4钢纤纤维修复裂缝
钢纤维混凝土施工成本较高,并且目前合成纤维在工程中得到了推广。钢纤维具有阻裂效应,能够对混凝土硬化过程中裂缝扩展进行阻止,并且混凝土硬化开裂后还会具有相应的抗拉强度,因此钢纤维具有的阻裂效应能够提升混凝土硬化过程中的变形能力,使混凝土受到破坏后还具有相应的延展性。目前合成纤维,如聚丙烯腈和聚丙烯纤维广泛用于混凝土施工,同样起到了抗裂作用,作用原理是避免了混凝土裂缝继续出现和延伸,降低了混凝土塑性收缩。
5采用合成纤维修复裂缝
针对大体积混凝土,更适合采用合成纤维混凝土,可以避免混凝土出现大面积裂缝。将合成纤维加入混凝土后,会对混凝土整体性能造成影响,能够提升混凝土稳定性。能够提升混凝土早期稳定性,避免混凝土出现收缩裂缝,提高混凝土使用价值,从而避免混凝土出现收缩裂缝。
合成纤维以及钢纤维的成本较高,当前合成纤维在工程中比较普遍。合成纤维同钢纤维的不同是:钢纤维能够对混凝土在硬化时裂缝扩展进行阻止,保持混凝土硬化时的抗拉强度,从而提升混凝土变形能力,提升其抗裂性能,当混凝土韧性下降后,还会维持一个整体。聚丙烯腈和聚丙烯两种纤维都能起到阻裂效应,能够防止混凝土出现早期裂缝,避免裂缝出现扩展,使混凝土塑性收缩大大降低。同大体积混凝土相比较,合成纤维混凝土更加适合用于混凝土中面积较大的结果,能够防止混凝土较大面积的结构出现裂缝。在混凝土中加入合成纤维,能够全面提升混凝土性能,既能够保持混凝土早期机构稳定性,还能防止出现早期裂缝开裂,从而使混凝土使用价值大大提高。
结语:
混凝土结构路桥在施工中,需要严格控制混凝土凝固时间,由于桥梁构件通常为体积比较大的混凝土结构因此,其热量释放比较快,因此要针对这个情况合理安排混凝土水化时间。混凝土放入模具时间也要控制好,在早期要严格控制水泥温度,并且还要对砂子、砾石和水的配比进行合理搭配,采取更好的措施,避免混凝土温度超过28摄氏度。综上,要采取多种预防措施,避免混凝土裂缝出现,从而提高混凝土结构的使用价值。
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