论文部分内容阅读
摘要：社會在不断进步，我国的基础工程也在不断发展，公路建设水平也在日渐提升，但是混凝土耐久性问题仍是公路建设中最常出现的问题。一般情况下，混凝土在使用一段时间后会发生耐久性降低的现象，为公路的正常使用带来负面影响，同时造成维修费用的增加，因此研究公路混凝土耐久性有着十分重要的现实意义。本文主要分析关于混凝土和易性及耐久性的探究
关键词：混凝土;和易性;耐久性;施工技术
引言
在公路、桥梁与隧道等工程施工建设中，确保混凝土结构的和易性与耐久性较为重要，混凝土裂缝会影响混凝土结构的耐久性与工程安全质量。裂缝主要包括温度裂缝、塑性裂缝、沉降裂缝、干缩裂缝，文章将简单介绍这四种裂缝及其诱因，从精选施工材料、改善混凝土和易性、优化施工技术、做好混凝土浇筑作业等四个方面分层浅谈解决对策。
1、混凝土施工裂缝类型及其诱因
1.1温度裂缝
在路桥与隧道工程混凝土结构施工中，温度裂缝较为常见，外部温度与混凝土结构内部温差过大、昼夜温差过大、天气过于寒冷或过于炎热，混凝土的表面会收缩，在内部张力的作用下，表面出现裂缝，称为温度裂缝。从表象来看，温度裂缝呈蜘蛛网状，宽度存在差异，如果天气寒冷，裂缝宽度也会更大;如果天气炎热、气温较高，裂缝较窄，会呈现两端明显较细而中间较粗的样态。出现温度裂缝后，混凝土内部的钢筋会被锈蚀，如果不进行及时处理，会导致混凝土碳化。
1.2沉降裂缝
沉降裂缝又称为沉降收缩裂缝，路桥与隧道工程混凝土结构在施工过程中未完全压实土质、地基不稳、模板的刚度未达到标准要求或模板间的距离过大、支撑不稳，均会导致混凝土结构出现沉降裂缝。
1.3干缩裂缝
干缩裂缝通常出现在混凝土结构施工结束两周后，此时外层混凝土已经全部干涸，内部并未完全定型，内外水分流失不均匀，外部水分损失过大，导致混凝土结构表层出现干缩裂缝，严重影响混凝土结构的抗渗性能，加剧钢筋的腐蚀问题。
2、桥梁混凝土产生裂缝的原因
2.1温度变化引起的裂缝
如果环境温度过高或者过低，混凝土的内部结构会产生一定的应力，进而影响混凝土材料的抗拉强度。引起温度变化的主要因素主要有三点。当温度下降至低于零度时，混凝土中含有的水会变成冰，导致混凝土体积变大。在这种情况下，混凝土会产生膨胀应力。同时，由于混凝土中的冷水在结构中重新分布，进一步加大了膨胀应力，进而导致混凝土强度下降，裂缝出现。因此，在冬季施工时，如果太早去除保温层或者遇到寒潮，都会导致混凝土强度下降，从而产生裂缝。
2.2外部载荷引起二次应力裂纹
首先，受外部载荷设计的影响，因为桥梁运行的实际结构与常规计算有所不同，或者施工人员忽略了计算，从而在某些部位造成二次应力而导致结构裂纹。例如，两个铰接式拱桥的拱脚设计通常使用装饰的“X”形钢，同时需要减小应用力学和材料体积的截面尺寸。在设计铰链时，根据理论计算没有弯矩，但实际上铰链仍可以抗弯曲，结果会出现裂纹并引起钢的腐蚀。其次，在桥梁混凝土施工设计过程中，往往需要进行常规的计算并进行仿真，对数据的精确度要求极高。实践研究表明，当施工队伍在进行桥梁工程的开挖施工时，施工设备产生的力流会在混凝土周围造成衍射情况，进而形成较大的应力集中问题。
2.3收缩裂缝
通常情况下，裂纹的特征有如下几个方面。第一，中央张力所产生的裂纹。桥梁工程各部件的横截面积间隔方式存在差异，在连接时螺纹钢固定方式存在问题，会导致桥梁垂直应力方向发生改变，进而在钢筋附近产生二次裂缝。第二，中央压缩所产生的裂纹。桥梁工程的组件会在平行应力的作用下产生平行裂纹，进而影响工程整体的稳定性。第三，承受弯曲所产生的裂纹。由于垂直方向的拉力会在结构部件边缘产生拉力作用，并向四周方向扩散，进而降低钢结构的稳定性。在实际施工过程中，裂纹之间会存在较短的细裂纹，如果忽视对钢结构的加固，没有采取合适的措施控制裂纹，会给桥梁工程埋下一系列的安全隐患。混凝土的抗压性是根本形成裂纹的原因。第四，由于大偏心压缩导致裂纹。在应变区具有较少钢筋的大偏心受压构件，和小偏心受压构件及挠曲构件相似。
3、优化混凝土施工技术
3.1优化混凝土施工技艺
在部分路桥与隧道工程混凝土施工建设中，须做好孔道留设工作，在具体工作中应准确计算和控制孔道直径，确保预应力钢筋能穿入该孔道直径，以便后续施工的顺利开展。在孔道留设工作中，常会使用两种施工方法：抽芯法和预埋管法。其中，抽芯法分为钢管抽芯法、胶管抽芯法，前者常用于直线孔道留设作业，确保钢管材料的平整度、长度与表面光滑度。在浇筑混凝土或混凝土初凝期间，应结合时间进度匀速移动钢管，以免钢管和混凝土黏结。抽管时间应适宜，如果过早会导致混凝土坍塌，过晚会使钢管和混凝土黏为一体。在抽管过程中，应先抽出上方管，再抽出下方管，注意保持均匀的速度，抽完后应及时做好孔道清理工作。胶管具有良好的弹性，胶管抽芯法可应用于直线孔道、曲线孔道，应用时应向管内注入适量的压力，确保胶管强度。预埋管法是通过预埋良好的金属软管连接混凝土，优化孔道成型效果。
3.2提升混凝土耐久性及稳定性
高性能混凝土力学性能稳定、流动性高、早期强度高。稳定的力学性能和耐久性间关系密切。混凝土耐久性受到多种因素影响，如混凝土配合比、细骨料及粗骨料级配等，都会对高性能混凝土耐久性产生影响。为了防止混凝土耐久性降低，应合理选用集配良好的骨料及合适的水泥，延长混凝土使用年限。降低水胶比，可以提升混凝土抗渗性;合理应用外加剂与掺合料，还能提升混凝土耐久性与稳定性。此外，复合型外加剂能有效增加混凝土密实度，提升高性能混凝土强度与耐久性。
3.3材料层面
（1）在考虑构件的作用以及所处的环境后，采用适宜的水泥品种，尽量不要采用细度过细的水泥。（2）对石子等用料含泥量和级配均要认真检查，如果发现用料含泥量和级配不符合要求，要坚决禁止使用。（3）在选择掺合料之前，要慎重考虑其是否能减少水泥用量、是否能改善混凝土的和易性等，然后，按要求确定所加掺和料的实际占比。（4）混凝土制作环节要派专人检查用水量，不允许随意添加水分，若果需加入膨胀剂，则要根据试验来确定其在混凝土中的实际占比。（5）必须在考虑现场的具体情况后，来调整配合比，不能仅凭经验来确定配合比，并且要严格控制干缩率等指标。
结束语
综上所述，确保路桥与隧道工程混凝土和易性与耐久性，克服混凝土结构裂缝问题，提高混凝土施工技术，须精选混凝土原料，科学配置施工集料水灰比，全面优化施工技艺，做好混凝土结构浇筑工作。
参考文献
[1] 李国强.浅谈影响混凝土拌合物和易性的主要因素及调控措施[J].绿色环保建材，2019（11）：7-8.
[2] 冯陆军，张爱国，钱德玮.关于混凝土拌合物和易性测试方法的研究[J].江西建材，2018（3）：1.
[3]刘玉刚.高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].黑龙江科学，2020，11（10）：102-103.
1 山东省临沂市三源新型建材有限公司 山东 临沂
2 临沂天一混凝土有限公司 山东 临沂
关键词：混凝土;和易性;耐久性;施工技术
引言
在公路、桥梁与隧道等工程施工建设中，确保混凝土结构的和易性与耐久性较为重要，混凝土裂缝会影响混凝土结构的耐久性与工程安全质量。裂缝主要包括温度裂缝、塑性裂缝、沉降裂缝、干缩裂缝，文章将简单介绍这四种裂缝及其诱因，从精选施工材料、改善混凝土和易性、优化施工技术、做好混凝土浇筑作业等四个方面分层浅谈解决对策。
1、混凝土施工裂缝类型及其诱因
1.1温度裂缝
在路桥与隧道工程混凝土结构施工中，温度裂缝较为常见，外部温度与混凝土结构内部温差过大、昼夜温差过大、天气过于寒冷或过于炎热，混凝土的表面会收缩，在内部张力的作用下，表面出现裂缝，称为温度裂缝。从表象来看，温度裂缝呈蜘蛛网状，宽度存在差异，如果天气寒冷，裂缝宽度也会更大;如果天气炎热、气温较高，裂缝较窄，会呈现两端明显较细而中间较粗的样态。出现温度裂缝后，混凝土内部的钢筋会被锈蚀，如果不进行及时处理，会导致混凝土碳化。
1.2沉降裂缝
沉降裂缝又称为沉降收缩裂缝，路桥与隧道工程混凝土结构在施工过程中未完全压实土质、地基不稳、模板的刚度未达到标准要求或模板间的距离过大、支撑不稳，均会导致混凝土结构出现沉降裂缝。
1.3干缩裂缝
干缩裂缝通常出现在混凝土结构施工结束两周后，此时外层混凝土已经全部干涸，内部并未完全定型，内外水分流失不均匀，外部水分损失过大，导致混凝土结构表层出现干缩裂缝，严重影响混凝土结构的抗渗性能，加剧钢筋的腐蚀问题。
2、桥梁混凝土产生裂缝的原因
2.1温度变化引起的裂缝
如果环境温度过高或者过低，混凝土的内部结构会产生一定的应力，进而影响混凝土材料的抗拉强度。引起温度变化的主要因素主要有三点。当温度下降至低于零度时，混凝土中含有的水会变成冰，导致混凝土体积变大。在这种情况下，混凝土会产生膨胀应力。同时，由于混凝土中的冷水在结构中重新分布，进一步加大了膨胀应力，进而导致混凝土强度下降，裂缝出现。因此，在冬季施工时，如果太早去除保温层或者遇到寒潮，都会导致混凝土强度下降，从而产生裂缝。
2.2外部载荷引起二次应力裂纹
首先，受外部载荷设计的影响，因为桥梁运行的实际结构与常规计算有所不同，或者施工人员忽略了计算，从而在某些部位造成二次应力而导致结构裂纹。例如，两个铰接式拱桥的拱脚设计通常使用装饰的“X”形钢，同时需要减小应用力学和材料体积的截面尺寸。在设计铰链时，根据理论计算没有弯矩，但实际上铰链仍可以抗弯曲，结果会出现裂纹并引起钢的腐蚀。其次，在桥梁混凝土施工设计过程中，往往需要进行常规的计算并进行仿真，对数据的精确度要求极高。实践研究表明，当施工队伍在进行桥梁工程的开挖施工时，施工设备产生的力流会在混凝土周围造成衍射情况，进而形成较大的应力集中问题。
2.3收缩裂缝
通常情况下，裂纹的特征有如下几个方面。第一，中央张力所产生的裂纹。桥梁工程各部件的横截面积间隔方式存在差异，在连接时螺纹钢固定方式存在问题，会导致桥梁垂直应力方向发生改变，进而在钢筋附近产生二次裂缝。第二，中央压缩所产生的裂纹。桥梁工程的组件会在平行应力的作用下产生平行裂纹，进而影响工程整体的稳定性。第三，承受弯曲所产生的裂纹。由于垂直方向的拉力会在结构部件边缘产生拉力作用，并向四周方向扩散，进而降低钢结构的稳定性。在实际施工过程中，裂纹之间会存在较短的细裂纹，如果忽视对钢结构的加固，没有采取合适的措施控制裂纹，会给桥梁工程埋下一系列的安全隐患。混凝土的抗压性是根本形成裂纹的原因。第四，由于大偏心压缩导致裂纹。在应变区具有较少钢筋的大偏心受压构件，和小偏心受压构件及挠曲构件相似。
3、优化混凝土施工技术
3.1优化混凝土施工技艺
在部分路桥与隧道工程混凝土施工建设中，须做好孔道留设工作，在具体工作中应准确计算和控制孔道直径，确保预应力钢筋能穿入该孔道直径，以便后续施工的顺利开展。在孔道留设工作中，常会使用两种施工方法：抽芯法和预埋管法。其中，抽芯法分为钢管抽芯法、胶管抽芯法，前者常用于直线孔道留设作业，确保钢管材料的平整度、长度与表面光滑度。在浇筑混凝土或混凝土初凝期间，应结合时间进度匀速移动钢管，以免钢管和混凝土黏结。抽管时间应适宜，如果过早会导致混凝土坍塌，过晚会使钢管和混凝土黏为一体。在抽管过程中，应先抽出上方管，再抽出下方管，注意保持均匀的速度，抽完后应及时做好孔道清理工作。胶管具有良好的弹性，胶管抽芯法可应用于直线孔道、曲线孔道，应用时应向管内注入适量的压力，确保胶管强度。预埋管法是通过预埋良好的金属软管连接混凝土，优化孔道成型效果。
3.2提升混凝土耐久性及稳定性
高性能混凝土力学性能稳定、流动性高、早期强度高。稳定的力学性能和耐久性间关系密切。混凝土耐久性受到多种因素影响，如混凝土配合比、细骨料及粗骨料级配等，都会对高性能混凝土耐久性产生影响。为了防止混凝土耐久性降低，应合理选用集配良好的骨料及合适的水泥，延长混凝土使用年限。降低水胶比，可以提升混凝土抗渗性;合理应用外加剂与掺合料，还能提升混凝土耐久性与稳定性。此外，复合型外加剂能有效增加混凝土密实度，提升高性能混凝土强度与耐久性。
3.3材料层面
（1）在考虑构件的作用以及所处的环境后，采用适宜的水泥品种，尽量不要采用细度过细的水泥。（2）对石子等用料含泥量和级配均要认真检查，如果发现用料含泥量和级配不符合要求，要坚决禁止使用。（3）在选择掺合料之前，要慎重考虑其是否能减少水泥用量、是否能改善混凝土的和易性等，然后，按要求确定所加掺和料的实际占比。（4）混凝土制作环节要派专人检查用水量，不允许随意添加水分，若果需加入膨胀剂，则要根据试验来确定其在混凝土中的实际占比。（5）必须在考虑现场的具体情况后，来调整配合比，不能仅凭经验来确定配合比，并且要严格控制干缩率等指标。
结束语
综上所述，确保路桥与隧道工程混凝土和易性与耐久性，克服混凝土结构裂缝问题，提高混凝土施工技术，须精选混凝土原料，科学配置施工集料水灰比，全面优化施工技艺，做好混凝土结构浇筑工作。
参考文献
[1] 李国强.浅谈影响混凝土拌合物和易性的主要因素及调控措施[J].绿色环保建材，2019（11）：7-8.
[2] 冯陆军，张爱国，钱德玮.关于混凝土拌合物和易性测试方法的研究[J].江西建材，2018（3）：1.
[3]刘玉刚.高性能混凝土技术在道路桥梁工程施工中的应用[J].黑龙江科学，2020，11（10）：102-103.
1 山东省临沂市三源新型建材有限公司 山东 临沂
2 临沂天一混凝土有限公司 山东 临沂