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浅析桥梁工程预制箱梁混凝土裂缝产生及防治

 摘要:本文对桥梁工程中预制箱梁混凝土裂缝的产生进行探讨,并提出行之有效的防治措施,以供参考。 

  关键词:桥梁工程;预制箱梁;裂缝;防治 

  中图分类号:U445文献标识码: A 文章编号: 

  1. 引言 

  当今时代,高速公路建设方兴未艾,而桥梁工程则是其中的重中之重。在桥梁的建设中,预制箱梁施工方法因速度快,施工方便、造价低等因素被施工单位广泛的应用于工程实践当中。但预制箱梁的结构形式在混凝土一旦浇注成型,其外观出现的缺陷(诸如蜂窝、漏洞、裂缝等)将难以弥补,甚至给工程质量安全留下隐患。因而,有必要对其缺陷(本文主要针对裂缝)的产生和防治措施进行研究和分析,以达到经济实惠,安全可靠,有一定的可靠度,使实用性能高的目的。 

  2. 裂缝产生机理 

  钢筋混凝土结构的裂缝包括收缩裂缝、温度裂缝等,其主要是由于原材料使用不当、配合比不合适、养护不善以及结构受力造成的。 

  2.1 原材料 

  (1)水泥品种及骨料 

  水泥品种对混凝土的收缩影响较大,对纯熟料水泥,水泥净浆收缩主要取决于C3A、SO3、石膏的含量及水泥细度等,C3A 含量大,细度较细的水泥收缩较大;石膏的含水量不足的水泥,具有较大的收缩;水泥中SO3 的含量对混凝土收缩也具有显着的影响。而骨料也是影响混凝土干缩的主要因素之一。粗骨料体积含量越大,混凝土收缩越小,在保证混凝土性能的情况下,增加粗骨料的含量,选用连续级配,针片状颗粒含量不宜大于15%,含泥量少的骨料,可以减小混凝土收缩,预防混凝土裂缝的产生。 

  (2)粉煤灰掺合料 

  在混凝土中掺入料煤灰可以改善混凝土的和易性,降低气温,减少收缩,提高混凝土抗浸蚀性具有良好的效果。水泥水化作用是放热反应,因其内部产生的水化热造成温度急剧上升,与混凝土表面形成温度梯度,故内部产生拉应力,它们都能使混凝土开裂。如能采取技术措施将混凝土温度的顶峰温度加以限制,则能避免开裂。采用冷却措施降低温度,这样费用增加较多,用粉煤灰代替部分水泥,对混凝土温度起到缓解作用。但对低级粉煤灰,当掺量过多时,早期强度较低,温差较大时,不利于混凝土的抗裂,在温度变化较大时,不宜过量掺用,应选择优质的粉煤灰。 

  (3)外加剂 

  (1)减水剂:一般混凝土外加剂会增加混凝土的收缩,对混凝土抗裂不利; 

  (2)膨胀剂:膨胀混凝土拌合物粘稠,无离析和泌水现象,因此泵送性较好,适应泵送施工,由于不泌水,容易产生早期塑性收缩裂缝。混凝土充分养护是保证膨胀剂应用的重要条件,否则会产生不良的后果。 

  2.2 配合比 

  在混凝土原材料一定的情况下,配合比对混凝土收缩裂缝产生有重要影响,对配合比的控制主要有以下几点:(1)不同季节、不同的施工环境应采用不同的配合比;(2)原材料变化时应重新确定配合比;(3)加强原材料的计量与控制,特别要加强雨季砂、石含水量的控制;(4)通过试验,混凝土的水灰比宜为0.32~0.40,砂率宜为35%~ 4 0 %,最小水泥用量宜为300kg/m3。因此,不良配合比会产生混凝土收缩加大,引起开裂。 

  2.3 施工过程及养护 

  (1)混凝土应有足够的搅拌时间,否则容易导致混凝土自身的和易性较差,且在浇注过程中。应防止局部振捣深度、时间不够甚至漏振,或者混凝土在运送、传递过程中发生离析等现象; 

  (2)预制箱梁的钢模板缝隙应堵严,防止水泥浆严重流失,且箱梁局部钢筋不宜过密,特别是腹板、腹板与底板交接的位置; 

  (3)应考虑混凝土的初凝、终凝时间,防止过早地拆除模板; 

  (4)模板要浇水,振捣要密实,过份振捣也会导致混凝土收缩增大产生表面的收缩裂缝。 

  3. 防治措施  

  (1)在浇筑混凝土时,要严格控制组成材料的质量,选用合适的水泥品种和水泥标号,选用级配良好的石子,减小孔隙率,选用合适的中粗砂和合格的外加剂;认真优选配合比,在确保规定强度等级外,要满足施工要求的稠度,按配合比规定认真计量,控制用水量及搅拌时间,搅拌要均匀;正确掌握混凝土振捣工艺,不宜多振、少振和漏振。在混凝土初凝前应进行2次振捣,提高混凝土的抗裂强度;在夏季高温、湿度低或风速大的环境中施工,混凝土浇筑后的裸露表面,应及时用潮湿材料覆盖,使其保湿养生不少于7 d。一般可采用喷洒养护、塑料薄膜覆盖、蓄水养护等方法; 

  (2)当预制箱梁局部钢筋过密时,特别是腹板、腹板与底板交接的位置;应根据现场实际情况,适当的调整混凝土的坍落度,一般控制在8 cm~10cm,这样可以减少混凝士发生离析; 

  (3)根据试验室测定的混凝土初凝、终凝时间,并结合现场实际情况,适当调整模板的拆除时间,即T(拆除时间)=To(混凝土初凝时间)+(±0.5~1.0h); 

  (4)安装模板前,在模板的接缝处用双面胶条或其它材料进行密封。并且在涂抹脱膜剂前人工对局部变形的钢模板进行修复,确保钢模板接缝处紧密结合。在拆模时,一般在施工现场采用专用的脱膜剂+柴油或机油+柴油做脱膜剂在钢模板表面涂抹两遍,拆模后效果较好。 

  4. 结语 

  本文通过桥梁工程中预制箱梁混凝土裂缝产生原因和机理的分析,提出了相应行之有效的防止措施,以期对相关工程起到参考和借鉴作用,具有一定的理论意义和实际意义。    

  参考文献: 

  [1]宁浩,张晓磊.水工混凝土裂缝成因与修补[J].现代农业科技,2010(12):233-234. 

  [2]魏国强.混凝土工程常见的质量问题及防治措施[J].现代农业科技,2010(12):232. 

  [3]赵立云,董伟,胥姗姗.水工混凝土裂缝成因及控制[J].山西建筑,2010(9):162-163. 

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