在施工過程中,引起熱脹冷縮的主要原因有:(1)體積較大的混凝土塊在硬化時,水化熱產(chǎn)生的裂縫,體積較大的混凝塊一般是指高度超過2m時,混凝土中的水泥和水發(fā)生反應(yīng),這種凝結(jié)過程會放出大量的熱,即水化熱,會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的熱,而環(huán)境溫度相對較低,混凝土內(nèi)部應(yīng)力以及約束力超過混凝土的拉伸力時,混凝土就會變形產(chǎn)生裂縫。在實際施工過程中,必須采取一定的措施避免出現(xiàn)這種不良現(xiàn)象,根據(jù)當(dāng)時的施工狀況,適當(dāng)每隔一段距離設(shè)一伸縮縫,或者分層去施工。在材料的選擇過程,盡量選擇水化熱較小的水泥,在施工過程中,適量加入摻合料,或者在混凝土中埋設(shè)冷水管道等。(2)一般澆筑混凝后需要良好的養(yǎng)護(hù),但是如果養(yǎng)護(hù)不當(dāng)會使混凝土出現(xiàn)裂縫。在施工期間,如果采取了不恰當(dāng)?shù)拇胧鸹炷羶?nèi)部和外部的溫度差,也很容易出現(xiàn)裂縫。(3)在安裝某些鋼筋或鋼板預(yù)制構(gòu)件時,對構(gòu)件進(jìn)行焊接,焊接時溫度很高,就會導(dǎo)致金屬構(gòu)件周圍的混凝土被灼燒開裂。在金屬構(gòu)件的焊接過程中,溫度一般可高達(dá)350攝氏度,所以經(jīng)常會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
混凝土收縮產(chǎn)生裂縫的原因
在橋梁工程中,收縮縫是一個常見的專業(yè)詞匯,那也就是說明因為混凝土的收縮而產(chǎn)生裂縫是很常見的現(xiàn)象。一般引起混凝土變形產(chǎn)生裂縫主要有兩種原因:縮水性收縮和塑性收縮?s水性收縮也稱為干性收縮?s水性收縮是指混凝土在凝固的過程中,首先是表面的水分漸漸蒸發(fā)、凝固,表面體積變小的過程;炷林兴值恼舭l(fā)速度很快,所以表面水分很快風(fēng)干,而混凝土內(nèi)部還含有大量的水分,所以表面和內(nèi)部收縮速度不一致,導(dǎo)致表面會受到內(nèi)部傳來的應(yīng)力,這樣混凝土表面承載一定的伸力,當(dāng)伸力超過混凝土所能承受的抗拉力時,就會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。混凝土在硬化過程中都會產(chǎn)生縮水性收縮現(xiàn)象。特別是在鋼筋混凝土中。這種現(xiàn)象比較明顯。當(dāng)混凝土硬化收縮時,鋼筋不會因為混凝土的收縮而收縮,所以很容易在混凝土的表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫。縮水性收縮的特點是出現(xiàn)的裂縫多而且細(xì),絕大部分出現(xiàn)在混凝土的表面,而且沒有規(guī)律。塑性收縮。塑性收縮是指在混凝土澆筑大概四小時到五小時的時間內(nèi),混凝土內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)最激烈的時候,水泥逐漸與水發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng),分子鏈正在不斷完成,此時混凝土?xí)霈F(xiàn)大量水分以及大量的水分蒸發(fā),混凝土凝固收縮,混凝土中的摻合物在不斷下沉,此時混凝土并沒有完全硬化,就會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。塑性收縮產(chǎn)生的裂縫比縮水性收縮嚴(yán)重,一般能達(dá)到百分之一。一般在摻合物下沉過程中,若有鋼筋的阻礙,就會沿著鋼筋的方向形成裂縫。在混凝土與鋼筋或金屬構(gòu)件接觸的橫截面處,也會產(chǎn)生沿某一構(gòu)件的平面方向形成裂縫。為盡量較少這種塑性收縮現(xiàn)象,應(yīng)該在施工過程中注意水泥和水的比例,攪拌時間不要過長,振搗盡量密實,在鋼筋構(gòu)件與混凝土接觸的橫截面處采用分層澆筑的形式。建筑基礎(chǔ)不穩(wěn)定產(chǎn)生的裂縫若在橋梁的基礎(chǔ)的建設(shè)過程中出現(xiàn)土方?jīng)]有夯實,產(chǎn)生下沉或者發(fā)生水平方向的移動,你都會使混凝土收到一定的附加應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉伸程度時,便會產(chǎn)生裂縫。一般橋梁基礎(chǔ)不穩(wěn)定可能是由以下幾種原因?qū)е碌模涸跇蛄航ㄔO(shè)之前,沒有對地形進(jìn)行認(rèn)真地勘測,或者沒有針對資料進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治;基礎(chǔ)土方土質(zhì)不均勻;基礎(chǔ)上方荷載存在差異;橋梁不同位置采用不同形式的基礎(chǔ),荷載不同,就會產(chǎn)生不同程度的下沉;基礎(chǔ)下方土層的凍脹;地質(zhì)條件的差異也會造成下沉。被腐蝕的鋼筋產(chǎn)生的裂縫現(xiàn)代橋梁建設(shè)過程中為了增加橋梁的耐性、使用年限,一般會采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),但是若鋼筋處于潮濕、陰暗、水汽重的環(huán)境中,或者是混凝土的結(jié)構(gòu)不夠密實,那么混凝土中的鋼筋構(gòu)件會產(chǎn)生氧化作用,在鋼筋構(gòu)件表面生銹,生銹后的鋼筋體積會比原來的構(gòu)件體積大,這時會對包圍在鋼筋周圍的混凝土產(chǎn)生一個擠壓作用,當(dāng)這種作用力大于混凝土本身的抗拉力時,混凝土就會產(chǎn)生裂縫,一般裂縫的方向與鋼筋的方向一致,這種裂縫叫做“順筋裂縫”。若產(chǎn)生這種裂縫很容易推測出原因。若發(fā)生這種裂縫,就會使鋼筋接觸空氣,鋼筋會進(jìn)一步快速氧化,最終嚴(yán)重的后果是混凝土成片掉落。鋼筋被腐蝕后,與混凝土的接觸會松動,荷載大大減小,隨著鋼筋逐步腐蝕,最終會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的破壞。若要防止這種順筋裂縫現(xiàn)象,需要在施工過程中注意水泥與水的比例,將砼混凝土搗實,防止水汽、氧氣的侵入,在沿海地區(qū)特別要注重含氯鹽外加劑的使用劑量;炷敛牧腺|(zhì)量問題產(chǎn)生的裂縫在混凝土進(jìn)行配比時,不但要注重比例,而且還要嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量,質(zhì)量差得材料收縮性差,配成混凝土后密實性差,很容易產(chǎn)生空隙、吸濕,進(jìn)而引起混凝土裂縫。
橋梁建設(shè)中對裂縫的控制措施
1.設(shè)計環(huán)節(jié)中的控制措施橋梁中好的設(shè)計,可以大大減小裂縫出現(xiàn)的可能性。在設(shè)計過程中,要盡量減少斷面突變,如果在某一節(jié)點處必須設(shè)置突變,則盡量將斷面用混凝土密封或者用混凝土設(shè)計成漸變的形式。在配有鋼筋的混凝土設(shè)計中,要將鋼筋盡量裹住。構(gòu)造配筋是一種很好的解決混凝土收縮裂縫的好方法,可以增加混凝土的抗拉強(qiáng)度。在橋梁設(shè)計中,要嚴(yán)格按照設(shè)計規(guī)范設(shè)計裂縫的大小,根據(jù)情況采取不同的措施,在靠近空氣的外層混凝土要做好防腐工作。2.施工環(huán)節(jié)中的控制措施(1)綁扎鋼筋在橋梁建設(shè)過程中,綁扎鋼筋不但是一個需要體力的工作,也是一個需要認(rèn)真按照圖紙規(guī)范實施的工作。在綁扎鋼筋之前,必須將鋼筋做徹底的除銹,以保證結(jié)構(gòu)的使用年限。在進(jìn)行施工以前,一定要檢查鋼筋的型號、配比、量、尺寸等,嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行安裝、綁扎,并做好接頭實驗。鋼筋的間距對橋梁的使用強(qiáng)度影響很大,特別是對混凝土的荷載有很大影響。在潮濕、水汽很大的環(huán)境中,鋼筋層之間應(yīng)該留很大的空間,保證混凝土塊層足夠大、足夠的厚度,才能使混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度。(2)正確安裝和拆除模板在混凝土澆筑過程中,模板是必要的手段之一。不同的工程,應(yīng)該做不同的模板及支架,認(rèn)真檢查其穩(wěn)定性及荷載,不能所有工程都照搬同一模式。腳手架必須穩(wěn)定、牢靠,在施工過程中,要提前對腳手架進(jìn)行檢查、預(yù)壓,避免腳手架發(fā)生非彈性形變。在模板的安裝過程中,必須保證不透水、不滲漿、連接緊密,這樣混凝土才能不流動,盡快硬化。拆除模板及腳手架時,必須按照嚴(yán)格的技術(shù)流程,在混凝土凝固、硬化之前不能拆除。(3)正確澆筑混凝土澆筑混凝土是一個關(guān)鍵的步驟,混凝土澆筑前,要對模板、腳手架進(jìn)行細(xì)致的檢查,綁扎鋼筋、預(yù)埋件位置及結(jié)構(gòu)完全無誤后,便可以開始澆筑;炷翝仓灿衅湟笠(guī)范,澆筑過程中必須嚴(yán)格遵守。同時要避免模板、鋼筋、預(yù)埋件等錯位。體積很大的混凝土還要注意分層,分別搗實,每一層保證散熱通暢,防止混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫度差,避免熱脹冷縮產(chǎn)生裂縫。(4)正確的養(yǎng)護(hù)混凝土澆筑混凝土后,要正確的養(yǎng)護(hù),才能保證混凝土密實的硬化,在養(yǎng)護(hù)過程中要及時灑水、覆蓋薄膜、噴霧,避免出現(xiàn)表層急劇干燥引起的縮水性收縮裂縫。一般對于普通硅酸鹽水泥配制的混凝土,養(yǎng)護(hù)期最少不得少于7天。對于有特殊要求(抗?jié)B等)的混凝土而言,養(yǎng)護(hù)期最少不得少于14天。在冬季混凝土養(yǎng)護(hù)過程中,要對混凝土進(jìn)行薄膜保溫,澆水時要澆在薄膜上。
正確處理混凝土裂縫
1.表層處理一般表層處理包含兩種方法:表面涂抹法和貼補(bǔ)法。表面涂抹法就是將涂抹漿填充入裂縫,一般適用于細(xì)且小的裂縫,伸縮性不強(qiáng)的裂縫,以及鋼筋沒有裸露在外的裂縫。表面貼補(bǔ)法也是將漿材填充入裂縫,但是此法適用于縫隙較大,或者面積很大的縫隙。2.填充法用修補(bǔ)材料直接填充裂縫,一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫(0.3mm),作業(yè)簡單,費(fèi)用低。寬度小于0.3mm,深度較淺的裂縫以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采用取開V形槽,然后作填充處理。3.結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法因超荷載產(chǎn)生的裂縫,裂縫長時間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低,火災(zāi)造成裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法,錨固補(bǔ)強(qiáng)法,預(yù)應(yīng)力法等;炷翗蛄喊l(fā)生裂縫的主要原因有以上幾種,如何采取一定的設(shè)計和控制措施來克服和控制大的裂縫產(chǎn)生,是每一個工程技術(shù)人員應(yīng)該遵循的原則。因此,嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計、施工和監(jiān)理,是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。