在施工过程中,引起热胀冷缩的主要原因有:(1)体积较大的混凝土块在硬化时,水化热产生的裂缝,体积较大的混凝块一般是指高度超过2m时,混凝土中的水泥和水发生反应,这种凝结过程会放出大量的热,即水化热,会使混凝土内部产生大量的热,而环境温度相对较低,混凝土内部应力以及约束力超过混凝土的拉伸力时,混凝土就会变形产生裂缝。在实际施工过程中,必须采取一定的措施避免出现这种不良现象,根据当时的施工状况,适当每隔一段距离设一伸缩缝,或者分层去施工。在材料的选择过程,尽量选择水化热较小的水泥,在施工过程中,适量加入掺合料,或者在混凝土中埋设冷水管道等。(2)一般浇筑混凝后需要良好的养护,但是如果养护不当会使混凝土出现裂缝。在施工期间,如果采取了不恰当的措施,引起混凝土内部和外部的温度差,也很容易出现裂缝。(3)在安装某些钢筋或钢板预制构件时,对构件进行焊接,焊接时温度很高,就会导致金属构件周围的混凝土被灼烧开裂。在金属构件的焊接过程中,温度一般可高达350摄氏度,所以经常会出现这种现象。
混凝土收缩产生裂缝的原因
在桥梁工程中,收缩缝是一个常见的专业词汇,那也就是说明因为混凝土的收缩而产生裂缝是很常见的现象。一般引起混凝土变形产生裂缝主要有两种原因:缩水性收缩和塑性收缩。缩水性收缩也称为干性收缩。缩水性收缩是指混凝土在凝固的过程中,首先是表面的水分渐渐蒸发、凝固,表面体积变小的过程。混凝土中水分的蒸发速度很快,所以表面水分很快风干,而混凝土内部还含有大量的水分,所以表面和内部收缩速度不一致,导致表面会受到内部传来的应力,这样混凝土表面承载一定的伸力,当伸力超过混凝土所能承受的抗拉力时,就会在混凝土表面产生裂缝。混凝土在硬化过程中都会产生缩水性收缩现象。特别是在钢筋混凝土中。这种现象比较明显。当混凝土硬化收缩时,钢筋不会因为混凝土的收缩而收缩,所以很容易在混凝土的表面出现不规则的裂缝。缩水性收缩的特点是出现的裂缝多而且细,绝大部分出现在混凝土的表面,而且没有规律。塑性收缩。塑性收缩是指在混凝土浇筑大概四小时到五小时的时间内,混凝土内的化学反应最激烈的时候,水泥逐渐与水发生强烈的化学反应,分子链正在不断完成,此时混凝土会出现大量水分以及大量的水分蒸发,混凝土凝固收缩,混凝土中的掺合物在不断下沉,此时混凝土并没有完全硬化,就会出现裂缝现象。塑性收缩产生的裂缝比缩水性收缩严重,一般能达到百分之一。
桥梁建设中对裂缝的控制措施
1.设计环节中的控制措施桥梁中好的设计,可以大大减小裂缝出现的可能性。在设计过程中,要尽量减少断面突变,如果在某一节点处必须设置突变,则尽量将断面用混凝土密封或者用混凝土设计成渐变的形式。在配有钢筋的混凝土设计中,要将钢筋尽量裹住。构造配筋是一种很好的解决混凝土收缩裂缝的好方法,可以增加混凝土的抗拉强度。在桥梁设计中,要严格按照设计规范设计裂缝的大小,根据情况采取不同的措施,在靠近空气的外层混凝土要做好防腐工作。
2.施工环节中的控制措施
(1)绑扎钢筋在桥梁建设过程中,绑扎钢筋不但是一个需要体力的工作,也是一个需要认真按照图纸规范实施的工作。在绑扎钢筋之前,必须将钢筋做彻底的除锈,以保证结构的使用年限。在进行施工以前,一定要检查钢筋的型号、配比、量、尺寸等,严格按照设计图纸进行安装、绑扎,并做好接头实验。钢筋的间距对桥梁的使用强度影响很大,特别是对混凝土的荷载有很大影响。在潮湿、水汽很大的环境中,钢筋层之间应该留很大的空间,保证混凝土块层足够大、足够的厚度,才能使混凝土达到一定的强度。
(2)正确安装和拆除模板在混凝土浇筑过程中,模板是必要的手段之一。不同的工程,应该做不同的模板及支架,认真检查其稳定性及荷载,不能所有工程都照搬同一模式。脚手架必须稳定、牢靠,在施工过程中,要提前对脚手架进行检查、预压,避免脚手架发生非弹性形变。在模板的安装过程中,必须保证不透水、不渗浆、连接紧密,这样混凝土才能不流动,尽快硬化。拆除模板及脚手架时,必须按照严格的技术流程,在混凝土凝固、硬化之前不能拆除。
(3)正确浇筑混凝土浇筑混凝土是一个关键的步骤,混凝土浇筑前,要对模板、脚手架进行细致的检查,绑扎钢筋、预埋件位置及结构完全无误后,便可以开始浇筑。混凝土浇筑也有其要求规范,浇筑过程中必须严格遵守。同时要避免模板、钢筋、预埋件等错位。体积很大的混凝土还要注意分层,分别捣实,每一层保证散热通畅,防止混凝土内外产生温度差,避免热胀冷缩产生裂缝。
(4)正确的养护混凝土浇筑混凝土后,要正确的养护,才能保证混凝土密实的硬化,在养护过程中要及时洒水、覆盖薄膜、喷雾,避免出现表层急剧干燥引起的缩水性收缩裂缝。一般对于普通硅酸盐水泥配制的混凝土,养护期最少不得少于7天。对于有特殊要求(抗渗等)的混凝土而言,养护期最少不得少于14天。在冬季混凝土养护过程中,要对混凝土进行薄膜保温,浇水时要浇在薄膜上。
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