1 桥梁施工中混凝土裂缝概述一般来说,桥梁施工中的混凝土裂缝可分为温度引起的裂缝、收缩引起的裂缝、钢筋腐蚀引起的裂缝、沉降引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、建筑材料质量引起的裂缝和施工裂缝。
温度变化引起的裂缝 混凝土具有热胀冷缩的性质,当外部环境或结构内部温度发生变化时,混凝土就会变形。
一旦变形被阻挡,结构内部就会产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂纹。
在一些大跨度桥梁中。 温度应力可以达到甚至超过活荷载应力。
收缩引起的裂缝 收缩裂缝是混凝土中因收缩而发生的体积变化,主要包括塑性收缩裂纹和干缩裂纹。
塑性收缩裂纹主要发生在初凝初期和固化前。 此时,水泥水化反应剧烈,会出现水分和水分的急剧蒸发,混凝土会失去水分而收缩。
收缩时,表层受到深层混凝土、模板和钢筋的限制,引起拉应力,使塑性混凝土由软由硬产生拉应力,从而形成微裂纹。
收缩裂缝多发生在混凝土硬化前后。 此时,混凝土表层的水分消散快,内部消散缓慢,因此表面收缩的不均匀收缩较大,内部收缩较小。
表面收缩变形受内部混凝土的约束,使表面混凝土受到拉力,当表面混凝土上的拉应力超过其抗拉强度时,就会发生收缩裂纹。
沉降引起的裂缝由于地基的垂直不均匀沉降或水平位移而在结构中引起额外的应力。 当它超过混凝土结构的抗拉强度时,结构就会开裂。
钢筋腐蚀引起的裂纹是由于混凝土质量差或保护层厚度不足,混凝土保护层被二氧化碳侵蚀并碳化到钢筋表面,降低了钢筋周围混凝土的碱度, 或由于氯化物的干预,钢筋中铁离子含量高,可引起钢筋表面氧化膜的破坏。
钢筋中的铁离子与侵入混凝土的氧气和水分一起腐蚀,被腐蚀的氢氧化铁体积比原来增加约24倍,导致周围混凝土产生膨胀应力,导致保护层混凝土开裂和剥落,沿钢筋纵向开裂, 铁锈渗入混凝土表面。
由于腐蚀,钢筋的有效截面积减小,钢筋与混凝土之间的夹持力减弱。 结构的承载力下降,会诱发其他形式的裂纹,这将加剧钢筋的腐蚀,导致结构失效。
当混凝土在吸水饱和状态下的温度低于0时,内部水分冻结,体积膨胀9%,使混凝土因膨胀而产生拉应力,引起裂缝。
冬季施工时,如果预应力孔灌浆后不采取保温措施,也可能沿管道方向出现冻胀裂纹。
低于0的温度和混凝土的饱和吸水率是发生冻胀破坏的必要条件。
此外,当混凝土中的骨料空隙多且吸水性强时,骨料中含有过多的杂质,例如土壤
混凝土水灰比大,振动不密实;
养护不充分会使混凝土在前期冻结,可能导致混凝土出现冻胀裂缝。
2 裂纹控制措施分析加强温度控制,改善混凝土裂缝充分改善骨料的配置,适当增加添加剂,桥梁施工尽量采用干硬混凝土,使混凝土中的水泥成分得到有效降低。
在混凝土搅拌过程中,适时将水洒在砾石上,以达到冷却砾石的目的,从而降低混凝土浇筑的温度。
特别是在夏季施工中,需要减少混凝土的浇筑厚度,并利用浇筑层的面积充分散热。
在适当条件下,可以在混凝土内部铺设冷却水管,以达到混凝土全面冷却的目的。
对于施工过程的安排,时间必须合理。 对于混凝土的裸露区域,它应该是合适的。
选用高性能混凝土,增加抗裂效果,避免表面干燥收缩程度较大的混凝土用于桥梁施工。
塑性沉降裂缝在施工中屡见不鲜,因此在施工中必须加强地基处理,合理布置支座。
对于支架,必须采用面积法测量表面力,并采取预紧措施,以减少非弹性变形的发生。
在混凝土中加入高效减水剂,这样可以避免漏水,增加混凝土保护层的厚度,在桥梁施工中,需要采取二次抹灰。
对于塑性收缩裂缝,主要的防治方法是加强混凝土的早期养护,然后降低混凝土中水分的增长速度。
具体来说,这种方法用麻袋和海绵等物质覆盖混凝土结构的表面,并浇灌混凝土。
温度裂缝的防治措施主要是加强对施工中混凝土浇筑时间和速度的重视,控制浇筑过程中的温度。
在夏季,必须洒上混凝土骨料,而在冬季施工中,混凝土表面必须进行保温。
2.2 施工控制严格控制混凝土施工的配合比,根据混凝土强度等级和质量检验、混凝土和易性的要求确定配合比,严格控制水灰比和水泥用量,要求严格监督控制。
控制质量,选用级配好的石材,控制砂粒度和含量,适当降低孔隙率,减少混凝土的收缩,从而加强混凝土的抗裂强度。
养护实践证明,混凝土的养护是整个施工过程中非常重要的一环,忽视混凝土的养护不仅会降低混凝土的强度,而且容易使其在硬化过程中失去水分而得不到及时补偿而产生裂缝。
更重要的是,在高温施工中,应经常浇水和养护,这样可以减少温度引起的裂缝,并减少混凝土收缩引起的约束应力,有效控制裂缝。
3 裂纹修复表面修复裂缝的修复方法通常是表面修复,具有明显的优势,常处理表面裂缝和深裂缝,对混凝土的结构承载力影响不大。
表面修复法作为裂缝修复的常用技术,一般来说,是表面灌浆的方法,即在混凝土裂缝表面涂上水泥浆。
在一些桥梁工程中,表面涂装采用环氧水泥,为了满足防腐的需要,在裂缝灌浆后,采取涂装措施。
有时,在表面修复完成后,混凝土裂缝由于应力的存在而继续开裂,可以将玻璃纤维布粘附在裂缝表面,以确保裂缝修复完成。
灌浆法当裂缝对桥梁结构造成严重影响,或桥梁对防渗有一定要求时,表面修复已不能满足相关要求,必须采用灌浆法处理。 所谓注浆法,一般说来就是利用真空加压设备将浆料压入裂缝中,浆料会随着时间的流逝而达到硬化,硬化的灌浆料与混凝土形成一个整体,结构稳定,避免裂缝的存在,并具有一定的密封性能。 通常浆料种类繁多,工程中一般采用水泥浆或环氧聚合物,严重裂缝可采用甲基丙烯酸酯和聚氨酯作为浆料。 填缝填缝是裂纹修复方法中一种非常有效的方法。 所谓填缝法,就是在混凝土的裂缝处开槽,在开槽处填充止水材料,这样可以堵住裂缝,有利于裂缝外观的平滑。 结构加固方法在许多桥梁工程中,一些裂缝的出现会严重改变混凝土结构的性能,对桥梁的寿命和性能产生严重影响。
此时,对于桥梁的混凝土裂缝,必须采用结构加固法对混凝土进行加固。
结构加固方法一般包括增加混凝土结构截面积、预应力加固、支点加固和混凝土加固。