市政橋梁工程大體積混凝土溫控與防裂措施

市政橋梁工程大體積混凝土溫控與防裂措施1.橋梁工程大體積混凝土溫度裂縫的危害大體積混凝土的溫度裂縫不論是對其應(yīng)力狀態(tài)還是其使用壽命，都危害極大，即使是一般的表面裂縫，對會影響混凝土的耐久性?；炷羶?nèi)部溫度應(yīng)力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力迭加，整個結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)變化，對今后使用階段具有不容忽視的影響。一旦形成基礎(chǔ)貫穿裂縫或深層裂縫，則危害十分嚴重，這兩類裂縫都破壞了結(jié)構(gòu)的整體性，改變了設(shè)計的應(yīng)力分布狀態(tài)及混凝土建筑物的受力條件，從而可能使局部或整體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。因此在設(shè)計大體積混凝土結(jié)構(gòu)時，可以說，溫控設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計同等重要。近年來，隨著施工技術(shù)水平的不斷提高，混凝土建筑物結(jié)構(gòu)尺寸越來越多地向高大方向發(fā)展，大體積混凝土在市政等工程中被廣泛采用，許多市政工程混凝土結(jié)構(gòu)物應(yīng)用向大型化發(fā)展，混凝土工程量巨大，市政橋梁工程作為城市交通設(shè)施中的咽喉工程，橋梁基礎(chǔ)工程的質(zhì)量對于橋梁的安全運營具有前提性的作用，而隨著大跨、高墩橋梁日益增多，基于對橋梁穩(wěn)定性的要求，橋梁基礎(chǔ)的尺寸也越來越大，基礎(chǔ)部位的溫度裂縫成為了橋梁設(shè)計和施工過程中必須重點考慮的問題之一，基礎(chǔ)部位一旦出現(xiàn)超出允許范圍的裂縫，必將留下嚴重的安全隱患，輕則導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)變形，無法正常使用，重則導(dǎo)致橋梁倒塌，造成巨大的生命財產(chǎn)損失，因此，如何防止大體積混凝土的溫度裂縫，值得關(guān)注。2.市政橋梁大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生機理一般而言，混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要包含如下幾種，即溫度裂縫、干縮裂縫、鋼筋銹蝕裂縫、堿-骨料反應(yīng)裂縫、超載裂縫等。大體積混凝土的溫度裂縫主要由混凝土水化熱引起的，且隨著一次性澆筑混凝土體量的增加，其內(nèi)部因溫度不均勻帶來的溫度應(yīng)力及開裂的現(xiàn)象會越來越嚴重，具體而言，可簡單分為以下兩個階段：第一階段為混凝土澆筑初期升溫階段。若外表溫度較低，內(nèi)部溫度持續(xù)升高，則混凝土一旦初凝以后，內(nèi)部混凝土升溫膨脹，就會造成大體積混凝土的表面開裂，而這種開裂常常會被誤認為是混凝土表面的灑水、養(yǎng)護不好造成的龜裂。第二階段為混凝土硬化后期的降溫階段。當核心混凝土進入降溫階段后，隨著溫度的降低，體積縮小，如果存在較大的內(nèi)外溫差，則內(nèi)部溫度下降時，外部降溫數(shù)值較小，這就會在核心混凝土中形成較大的拉應(yīng)力乃至拉裂縫。3.市政橋梁大體積混凝土溫控與防裂措施3.1合理選擇水泥，優(yōu)化混凝土配合設(shè)計以減少溫度變形高強高性能混凝土的材料選擇及配合比的優(yōu)化設(shè)計是降低溫差的重要環(huán)節(jié)，具體如下：1)優(yōu)先采用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥等。2)優(yōu)化混凝土配合比，盡量降低水灰比。利用雙摻技術(shù)來配制混凝土，即在混凝土中同時摻粉煤灰和高效減水劑，粉煤灰由于其火山灰活性及滾珠效應(yīng)，以提高混凝土的后期強度，降低水化熱等功能。高效減水劑可減少水泥用量，增強混凝土的可泵性，降低混凝土的水化熱。高效減水劑冬季選用普通型，夏季宜選用緩凝型，有利于減小混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力。3)嚴格控制骨料的質(zhì)量，石子宜采用連續(xù)級配，砂子宜采用中砂，并檢查骨料的堿活性，以防與水泥發(fā)生堿骨料反應(yīng)而導(dǎo)致裂縫。4)對于大體積混凝土基礎(chǔ)，根據(jù)設(shè)計荷載出現(xiàn)的時間，可利用混凝土的后期強度，如混凝土齡期60d或90d的強度。從而降低每立方米混凝土的水泥用量，進而減少水化熱。3.2改善約束條件和構(gòu)造設(shè)計，以減小溫度應(yīng)力1）采取合理的結(jié)構(gòu)形式和合理的分塊。設(shè)計階段應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)形式，施工階段的砼澆筑尺寸對溫度應(yīng)力有著重要影響。澆筑塊越大，溫度應(yīng)力越大，就越容易產(chǎn)生裂縫。實際經(jīng)驗和理論分析表明，當澆筑尺寸控制在15×15m左右時，溫度應(yīng)力比較小，基礎(chǔ)約束高度3m～4m。2）合理設(shè)置分布鋼筋，盡量采用小直徑密間距布置；采用直徑8～14mm的鋼筋和10～15cm間距是較合理的，全截面配筋率不小于3%，宜在3%～5%之間，受力筋能滿足構(gòu)造要求的，不再增加溫度筋，構(gòu)造筋不能起到抗約束作用的，應(yīng)增配溫度筋，變截面處配置加強分布筋。3）在改善結(jié)構(gòu)物的約束條件不影響使用時（如承壓式基礎(chǔ)），宜在混凝土墊層上設(shè)置滑動層，如采用一氈二油。3.3采取合理施工措施，做好混凝土的溫度控制3.3.1在高溫季節(jié)、高溫時段澆筑的措施。1)除水泥水化溫升外，混凝土本身的溫度也是造成體積變化的原因，有條件的應(yīng)盡量避免在夏季澆筑。若無法做到，則應(yīng)避免在午間高溫時澆筑。2)高溫季節(jié)施工時，設(shè)混凝土攪拌用水池(箱)，拌和混凝土?xí)r，拌和水內(nèi)可以加冰屑(可降低3～4℃)和冷卻骨料(可降低10℃以上)，降低攪拌用水的溫度。3)高溫天氣時，砂、石子堆場的上方設(shè)遮陽棚或在料堆上覆蓋遮陽布，降低其含水率和料堆溫度。同時提高骨料堆料高度，當堆料高度大于6m時，骨料的溫度接近月平均氣溫。4)向混凝土運輸車的罐體上噴灑冷水、在混凝土泵管上裹覆濕麻袋片控