公路工程混凝土裂縫的防治研究

1、公路工程混凝土裂縫的防治研究    摘要：對(duì)于公路工程而言，混凝土裂縫是一種難以克服的通病。它的出現(xiàn)會(huì)使鋼筋銹蝕、混凝土發(fā)生碳化，結(jié)構(gòu)遭到破壞，耐久性與強(qiáng)度降低。因此，應(yīng)加強(qiáng)公路工程混凝土裂縫的研究與分析，采取合理的措施預(yù)防與治理裂縫的產(chǎn)生。本文，根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，就工程混凝土裂縫的防治問(wèn)題展開(kāi)深入探討。 關(guān)鍵詞：公路工程；混凝土裂縫；防治 中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 1公路工程混凝土裂縫的分類 公路工程在自身因素與外部環(huán)境的共同作用下易形成不同的裂縫，按產(chǎn)生的形式分為淺層、表層、貫穿、縱深與斜向裂縫等。按時(shí)間穩(wěn)定性劃分可分為

2、活裂縫與穩(wěn)定性裂縫，穩(wěn)定性裂縫對(duì)公路的危害性較小，屬于無(wú)害裂縫；而活裂縫只能經(jīng)過(guò)相應(yīng)的穩(wěn)定處理之后才可按穩(wěn)定裂縫進(jìn)行處理。按產(chǎn)生的原因劃分，裂縫又分為結(jié)構(gòu)性裂縫與非結(jié)構(gòu)性裂縫。在公路工程混凝土施工過(guò)程中常見(jiàn)的裂縫有干縮裂縫、塑性收縮裂縫、沉陷裂縫、溫度裂縫、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫等。 2公路工程常見(jiàn)的混凝土裂縫類型與預(yù)防措施 2.1干縮裂縫及其預(yù)防措施 干縮裂縫多發(fā)生在混凝土澆筑完成后的一周左右。當(dāng)水泥漿中的水分蒸發(fā)時(shí)會(huì)發(fā)生干縮，且這種收縮不可逆轉(zhuǎn)。干裂縫的產(chǎn)生是因?yàn)榛炷羶?nèi)水分蒸發(fā)程度的不同而導(dǎo)致不均勻變形的結(jié)果。受外部環(huán)境影響，混凝土表面水分損失較快，發(fā)生的變形也較大，同時(shí)受到內(nèi)部的約束產(chǎn)生較

3、大的拉應(yīng)力而發(fā)生干裂。 干裂縫的主要預(yù)防措施有：(1)盡量選用收縮量較小的水泥，使用粉煤灰水泥與中低熱水泥，并降低水泥的用量。(2)混凝土的干縮在很大程度上受到水灰比的影響，因此在配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)控制好水灰比，并加入適量的減水劑。(3)在施工過(guò)程中，嚴(yán)格控制混凝土的配合比，用水量不能大于配合比設(shè)計(jì)所給出的需水量。(4)強(qiáng)化混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并盡量延長(zhǎng)其養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在冬季施工時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷一定量的養(yǎng)護(hù)劑。(5)在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)置相應(yīng)的收縮縫。 2.2塑性收縮裂縫的產(chǎn)生與預(yù)防措施 塑性收縮裂縫是因在混凝土凝結(jié)之前表面失水過(guò)快而產(chǎn)生的裂縫。該種裂縫在干熱或大風(fēng)天氣容易

4、出現(xiàn)，裂縫特點(diǎn)多為中間寬、兩端細(xì)且長(zhǎng)短不一。短裂縫長(zhǎng)度多在20cm30 cm之間，長(zhǎng)裂縫可達(dá)2m3 m，寬度多在1mm5 mm之間。影響塑性收縮縫產(chǎn)生的因素主要包括水灰比、外界溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度與混凝土的凝結(jié)時(shí)間等。當(dāng)混凝土還沒(méi)達(dá)到相應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，受高溫與較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水較快，使混凝土毛細(xì)管中產(chǎn)生較大負(fù)壓而發(fā)生急劇收縮，因混凝土強(qiáng)度較低，無(wú)法抵抗這種收縮而發(fā)生開(kāi)裂。 該種裂縫的主要預(yù)防措施有：(1)盡量選用收縮值較小且早期強(qiáng)度較大的硅酸鹽水泥。(2)對(duì)混凝土水灰比嚴(yán)格控制，加入適量的高效減水劑來(lái)控制混凝土的和易性與坍落度，并減少水泥與水的用量。(3)在開(kāi)始澆筑之前，應(yīng)將基層與模板用

5、水均勻濕透。(4)澆筑完成后，及時(shí)覆蓋塑料薄膜或草墊，保持混凝土表面的濕潤(rùn)。(5)在高溫或大風(fēng)天氣作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的遮陽(yáng)與擋風(fēng)措施，并進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)。 2.3沉陷裂縫的產(chǎn)生極其預(yù)防措施 當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)不勻、松軟或回填土不密實(shí)時(shí)會(huì)發(fā)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致沉陷裂縫的產(chǎn)生。尤其是在冬季，如將模版支撐在凍土上，當(dāng)凍土開(kāi)化之后會(huì)發(fā)生不均勻沉降，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。 該種裂縫的主要預(yù)防措施有：(1)在上部結(jié)構(gòu)施工前，應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)處理，以讓地基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的承載力。(2)確保模版有足夠的剛度與強(qiáng)度，并且要支撐牢固，確保地基受力均勻。(3)在混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)預(yù)防地基被水浸泡。(4)不能過(guò)早將模版拆

6、除，在拆除時(shí)也應(yīng)控制好先后順利。(5)當(dāng)在東涂上設(shè)置模版時(shí)，應(yīng)采取必要的預(yù)防措施。 2.4溫度裂縫的產(chǎn)生與預(yù)防措施 混凝土裂縫多發(fā)生在大體積與當(dāng)?shù)販夭钭兓^大的公路工程混凝土結(jié)構(gòu)中。因混凝土體積較大，大量的熱量會(huì)聚積在混凝土內(nèi)部，因熱量不易散發(fā)會(huì)造成混凝土溫度急劇上升。又因表面溫度下降較快，混凝土內(nèi)外部會(huì)產(chǎn)生較大的溫差，使其內(nèi)外部熱脹冷縮程度不同，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力。相關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差達(dá)到26左右時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生10MPa左右的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)抗拉極限時(shí)，會(huì)使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土結(jié)構(gòu)施工的中后期。 主要預(yù)防措施為：盡量選擇中低熱水泥，降低水

7、泥用量與水灰比；摻加適量的粉煤灰或高效減水劑來(lái)改善骨料級(jí)配，改善攪拌工藝，降低混凝土的結(jié)構(gòu)溫度；在混凝土中加入具有堿水、緩凝與增塑作用的外加劑，有效改善混凝土拌合物的保水性與轟動(dòng)性，降低水熱化并推遲熱峰的出現(xiàn)時(shí)間；在高溫天氣作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取必要的遮陽(yáng)措施，防止外界因素造成混凝土溫度的上升；改善施工工序，優(yōu)化施工方案，選擇分層、分塊的構(gòu)建措施，以利于混凝土的散熱。對(duì)于大體積的混凝土結(jié)構(gòu)而言，應(yīng)在其內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的冷卻管道，以冷氣或冷水的流通降低結(jié)構(gòu)在內(nèi)外部溫差。 2.5化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的裂縫及其預(yù)防措施 鋼筋銹蝕裂縫與堿骨料裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)裂縫。對(duì)于混凝土而言，在拌合之后會(huì)產(chǎn)生一定量的堿

8、性離子，這些離子會(huì)與一些活性骨料發(fā)生反應(yīng)吸水而使體積增加，從而造成混凝土松散、膨脹開(kāi)裂。這種裂縫多發(fā)生在混凝土結(jié)構(gòu)的使用期間，這種狀況一旦出現(xiàn)會(huì)很難彌補(bǔ)，因此應(yīng)當(dāng)在施工過(guò)程中采取相應(yīng)的措施加以預(yù)防。 該種裂縫的主要預(yù)防措施為：盡量選擇活性較小的骨料，選用低堿水泥與外加劑；選用合理的摻合料，防止其與堿骨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；在鋼筋采購(gòu)時(shí)，應(yīng)選擇抗腐蝕性較強(qiáng)的鋼筋。 3公路工程混凝土裂縫的后期處理 上文已經(jīng)提高，裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)影響到混凝土結(jié)構(gòu)的剛度與整體性，還會(huì)降低結(jié)構(gòu)的抗?jié)B能力與耐久性，因此應(yīng)根據(jù)裂縫的性質(zhì)與具體情況來(lái)有針對(duì)性地加以處理。 2.1表面修補(bǔ)法 此方法是一種操作簡(jiǎn)單、易行、常用的修補(bǔ)方法

9、，主要用來(lái)處理穩(wěn)定裂縫且對(duì)結(jié)構(gòu)承載力不造成影響的裂縫。具體的措施措施為，在混凝土結(jié)構(gòu)表面涂抹適量的水泥漿、環(huán)氧膠泥等，或涂刷油漆、瀝青及防腐材料等。在防護(hù)的同時(shí)，為防治其他因素的影響而造成結(jié)構(gòu)的繼續(xù)開(kāi)裂，應(yīng)在裂縫的表面粘貼適量的玻璃纖維。 2.2灌漿法與嵌縫封堵法 灌漿法主要用來(lái)處理對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有影響或有防滲要求的裂縫，它借助相應(yīng)的壓力設(shè)備，將水泥漿、甲基丙烯酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯等膠結(jié)材料壓入裂縫中，使其與混凝土成為一個(gè)整體，以起到封堵加固的作用。嵌縫法是另外一種常用的裂縫處理方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在其中嵌入相應(yīng)的塑性與剛性止水材料，以起到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有塑料油膏、丁基橡

10、膠、聚氯乙烯膠泥等等，聚合物水泥砂漿為常用的剛性止水材料。 2.3結(jié)構(gòu)加固法 當(dāng)裂縫的存在影響到混凝土的結(jié)構(gòu)性能時(shí)，就應(yīng)考慮用此種方法來(lái)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)加以處理。在結(jié)構(gòu)加固時(shí)常用以下幾種方法：增加結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)建角部包型鋼、使用預(yù)應(yīng)力加固方法、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。 2.4混凝土置換法 該方法多用于處理對(duì)混凝土破壞較為嚴(yán)重的裂縫，具體操作為先將損壞的混凝土剔除，然后再置換新的混凝土及其他材料。常用的置換材料有普通水泥砂漿、聚合物以及其他改性聚合物混凝土或砂漿。 結(jié)語(yǔ) 綜上所述，混凝土裂縫的出現(xiàn)會(huì)對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)、耐久性、滲透性等性能造成嚴(yán)重破壞，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)質(zhì)量的嚴(yán)重降低。為此，因加強(qiáng)對(duì)于裂縫預(yù)防與處理措施的分析與研究，采取合理的措施預(yù)防與克服裂縫所造成的不良影響。