混凝土桥梁裂缝的质量控制?

混凝土桥梁裂缝的质量控制非常重要。知道了裂缝的损伤才能更好的解决实际问题,每一个细节的处理都很关键。仲达咨询将为您讲解混凝土桥梁裂缝的质量控制。

桥梁施工过程中容易出现裂缝。混凝土裂缝影响工程质量甚至直接导致桥梁垮塌的案例不在少数,工程技术人员必须对裂缝给予足够的重视。

一、裂缝的原因分析

广义来说,裂缝有两种原因:一种是荷载引起的,我们称之为结构裂缝,是承载力不足的结果;另一种是约束变形引起的,称为非制度性裂缝,如温度变化、混凝土收缩、地基不均匀沉降等因素引起的变形。

(一)混凝土的收缩

在实际工程中,收缩引起的混凝土裂缝是最常见的。收缩裂缝常见的有:构件竖向变截面处沿腹板方向的裂缝,如T梁、箱梁腹板及顶底板交接处;板状构件沿短边方向均匀分布在相邻两根钢筋之间,且方向与钢筋平行;对于高度较大的钢筋混凝土梁,由于腰部水平钢筋间距过大,在腰部(或腹板)产生竖向收缩裂缝,但大部分集中在构件中间,中间宽两端薄,在梁的上下边缘附近逐渐消失,梁底一般不出现裂缝;大体积混凝土平面上有很多收缩裂缝,侧面也有一些裂缝。收缩裂缝对构件的承载能力影响不大,主要影响结构的外观和耐久性。

(2)建筑材料质量引起的裂缝

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水和添加剂组成。用于制备混凝土的不合格材料可能导致结构出现裂缝。

1.水泥

水泥安定性不合格,水泥中游离氧化钙含量超标。氧化钙在凝结过程中的水化非常缓慢,在水泥混凝土凝结后仍继续水化,可破坏硬化的水泥石,降低混凝土的抗拉强度。水泥潮湿或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。当水泥的碱含量较高(如0.6%以上),同时使用含碱活性的骨料时,可能会引起碱-骨料反应。

2.砂石骨料

砂石粒径过小,级配不良,空隙率大,会导致水泥和拌和用水量增加,影响混凝土的强度,增加混凝土的收缩。如果超限量使用超细砂,后果会更严重。砂石中云母含量高会削弱水泥与骨料的粘结力,降低混凝土的强度。砂石中的高含泥量不仅会增加水泥和拌合水的用量,还会降低混凝土的强度、抗冻性和抗渗性。砂石中过多的有机物和轻物质会延缓水泥的硬化过程,降低混凝土的强度,尤其是早期强度。

3.混合水和添加剂

当拌合水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时,对钢筋的腐蚀影响较大。

(3)施工和现场维护不当造成的裂缝

1.现浇混凝土时,振捣或插入不当、漏振、过振或振捣棒抽出过快都会影响混凝土的密实性和均匀性,诱发裂缝。

2.在高空浇筑混凝土时,风速过大,阳光暴晒,混凝土收缩值大。

3.大体积混凝土浇筑,水化计算不准确,现场混凝土冷却保温不到位,导致混凝土内部温度过高或内外温差过大,造成混凝土出现温度裂缝。

4.现场养护措施不到位,混凝土早期脱水造成收缩裂缝。

(D)温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩的特性。当外部环境或结构内部温度发生变化时,混凝土会发生变形。如果限制变形,结构中就会产生应力,当应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。引起气温变化的主要因素有:年温差;阳光;突然降温;水合热;蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当,混凝土急冷急热,内外温度不均,易产生裂缝;预制T梁之间的隔板安装时,支座预埋钢板与调平钢板焊接时,如果焊接措施不当,铁件附近的混凝土容易烧伤开裂。

二、施工裂缝的预防措施

(一)材料的控制

施工技术是保证混凝土构件质量的关键。除施工外,施工作业应严格按照施工技术规范的有关规定进行,原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等。)应严格抽样检验。混凝土配合比应进行对比试验。高温或雨后施工时应对砂石进行含水量测试,及时调整施工配合比,确保混凝土施工质量。

(2)温度控制

1.降低混凝土的入模温度。

降低进入搅拌机的原料温度就是降低水温;粗细骨料遮阳,洒冷水降温;散装水泥要提前储备,避免新水泥温度过高;夏季混凝土运输车加装隔热套或喷洒冷水冷却罐体;混凝土泵送管道的防晒。控制浇筑温度,要调整施工时间,尽量选择低温和夜间施工;考虑到冷损对浇注过程影响较大,需要加快运输,缩短浇注时间。

2.降低混凝土的水化热

选用中低热水泥,优先选用矿渣硅酸盐水泥。掺入一定比例的粉煤灰。加入超塑化剂。添加缓凝剂。炎热天气浇筑混凝土时,减少浇筑厚度,利用浇筑层散热。

3.控制混凝土的出料温度。

石料和水的温度对混凝土的温度影响较大,其次是砂的温度,水泥的温度影响最小。气温高的时候,为了防止阳光直射,要给砂堆配备遮阳棚,并喷洒冷水降温。搅拌用水可加冰,使水温控制在5℃,混凝土出口温度控制在18-20℃。

4.设定合理的拆模时间

混凝土养护后,强度达到规定要求后,即可拆除模板。建议先拆除非承重模板,再拆除承重模板。

(3)非结构性防裂措施

防止塑性沉降裂缝的措施包括地基处理、支架搭设的科学设计和严格施工。全面积预压支架,消除非弹性变形;在混凝土中加入减水剂,可以减少混凝土泌水,保证混凝土保护层厚度,并在混凝土施工时进行二次抹灰。防止塑性收缩裂缝的措施包括加强混凝土早期养护,以降低混凝土中水的蒸发率。方法是用袋子、海绵等覆盖结构的暴露表面。防止温差裂缝的措施包括合理安排混凝土浇筑顺序和浇筑速度,消除混凝土浇筑过程中的局部温差。

防止干缩裂缝,浇筑后尽快养护混凝土。混凝土初凝时,对混凝土表面浇水养护,水量随着混凝土强度的增加而逐渐增加;混凝土终凝后,表面要蓄水养护,养护时间3天左右,浇水养护仍需14天。此外,还需要及时揉头发、施加压力。抹灰应在混凝土初凝后终凝前进行。第一遍一般用抹灰来消除裂缝。第二遍要重点找裂缝,用木抹子敲打,使混凝土愈合裂缝,不产生裂缝。掌握抹灰的时间很重要。

(3)混凝土施工过程控制

1.混凝土的搅拌

每盘混凝土的搅拌时间应控制在2 ~ 3分钟左右,搅拌时间不宜过长或过短。太短会混合不均匀,太长会破坏物质结构。混凝土浇筑过程中,应多次进行坍落度试验,并严格控制施工水灰比。

2.混凝土浇筑

浇筑混凝土时,除少量塑性混凝土可用人工捣实外,应使用振捣器捣实。如果采用附着式振动器,其布置间距也应根据梁、板的形状和振动仪器的性能通过试验确定。混凝土浇筑应连续进行。如因故必须中断,中断时间应小于前一层混凝土的初凝时间或重塑时间。如需设置施工缝,应留在剪力和弯矩较小且便于施工的地方,并在下次施工时妥善处理好施工缝。

3.混凝土养护

当施工温度超过30℃时,梁中的水分会蒸发得很快,梁的侧面也不容易吸水。如果梁表面的水分被蒸发,梁表面的混凝土就会发生水泥的水化硬化反应,吸收梁内部的水分,从而加速混凝土的干燥收缩。为了使梁有足够的水进行水泥的水化硬化反应,需要及时对预应力构件喷水养生。规范要求浇水养护间隔时间至少2h,必要时可减少到1.5h一次。

第三,结论

虽然混凝土梁板的施工裂缝一直是施工中最常见、最难以克服的弊病,但只要在施工中严格控制每个环节和工艺,采取适当的预防措施,很多裂缝是可以克服和控制的。桥梁工程技术人员应进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识,制定相应的质量预防措施,尽量避免工程出现有害裂缝。

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