鐵路工程施工中混凝土裂縫的成因及改進建議探析

蘇 偉

（中鐵二十二局集團第一工程有限公司 黑龍江 哈爾濱 154007）

混凝土在硬化的過程中會產(chǎn)生諸多裂縫，這樣不僅會對混凝土的外觀直接產(chǎn)生影響，還會影響工程質(zhì)量。只有在施工過程中采用較為合理的施工技術(shù)，才能夠減少混凝土內(nèi)部的數(shù)量和寬度。文章首先分析了鐵路工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，然后提出了合適的改進措施，旨在有效減少混凝土中裂縫產(chǎn)生的概率。

1 鐵路工程施工中混凝土的裂縫

1.1 收縮和溫度裂縫

混凝土在硬化的過程中會產(chǎn)生諸多變化，由于混凝土在硬化的過程中流失了太多的水分，因此導致其水泥內(nèi)部的膠體在第一時間凝結(jié)，并在收縮之后出現(xiàn)變形。但是，外力會直接對其產(chǎn)生影響，使其產(chǎn)生的熱量超過混凝土自身的抗拒力，進而使得干裂的現(xiàn)象變得更加嚴重。與收縮和溫度相關(guān)的裂縫產(chǎn)生幾乎不存在任何規(guī)律。如果混凝土內(nèi)部的溫度發(fā)生了變化，自然會產(chǎn)生新的應(yīng)力；如果其溫度應(yīng)力的數(shù)值一旦超過了混凝土本身的強度，則到達臨界點后就會產(chǎn)生升溫裂縫；如果水泥內(nèi)部出現(xiàn)水遷移的現(xiàn)象，混凝土也會直接產(chǎn)生裂縫。

1.2 施工縫

如果在施工的過程中突然停水或停電，機器就會因為突然停止而出現(xiàn)故障。如果混凝土澆筑的過程沒有辦法一次性完成，自然也會產(chǎn)生施工縫[1]。停水、停電的時間太長，甚至超過混凝土凝固的時間，又或者在進行二次澆筑的過程中沒有及時處理表面的鑿毛，自然就會產(chǎn)生新的接茬縫。

1.3 荷載裂縫

因為模板不夠牢靠，所以很容易在短時間內(nèi)產(chǎn)生荷載裂縫。如果在混凝土還沒有及時成形時就直接脫模，或者在脫模的過程中承受了太大的外力，混凝土自身的形狀也會發(fā)生變化。其中，低齡期的混凝土非常容易產(chǎn)生荷載類型的裂縫，這些裂縫會對工程的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。

2 鐵路工程中產(chǎn)生混凝土裂縫的原因

2.1 原材料質(zhì)量不佳

多數(shù)施工單位會以工程質(zhì)量為代價來提升企業(yè)的效益，卻沒有直接控制原材料的質(zhì)量。諸多鐵路工程施工單位會在實際施工中采用質(zhì)量較低的產(chǎn)品，并經(jīng)常出現(xiàn)以次充好的現(xiàn)象[2]。如果在開始施工前，沒有辦法檢測合適的材料，那么多數(shù)不合格的混凝土材料久會被運用到施工過程中。不合格的材料越多，就會導致混凝土內(nèi)部的裂縫越大。如果在購買合適的材料后沒有全面保護原材料，或者在夏天施工的過程中將砂石材料堆放在外面，那么混凝土內(nèi)部的溫度會在短時間內(nèi)不斷地升高，這樣不僅會影響攪拌的過程，還會使混凝土變得非常不穩(wěn)定，進而誘發(fā)開裂的現(xiàn)象。

2.2 施工工藝不夠規(guī)范

如果在攪拌混凝土的過程中，沒有把控原材料的質(zhì)量，就會忽視混凝土內(nèi)部材料的比例，進而使水泥用量和混凝土內(nèi)部的含水量失衡，最終使混凝土本身變得不穩(wěn)定。一般水分含量較大的混凝土具有較強的干縮性，在攪拌的初期，專業(yè)人員需要嚴格測定其含水量、工程用水量和砂石材料，這樣才能防止材料出現(xiàn)質(zhì)量問題[3]。若在實際施工的過程中出現(xiàn)漏振或者不振搗的現(xiàn)象，則會增加混凝土內(nèi)部的氣孔；若在反應(yīng)的過程中內(nèi)部的氣體太多而沒有辦法排出，則自然會產(chǎn)生微裂縫，最終影響混凝土的質(zhì)量。

2.3 施工工藝極度不合理

在養(yǎng)護混凝土的過程中也會出現(xiàn)許多施工工藝不合理的問題。鐵路工程公司往往在還沒有生成混凝土之前就直接脫模，再運用強度較低的混凝土來配合較大的工程，最終使混凝土內(nèi)部本身的結(jié)構(gòu)被破壞。如果沒有及時養(yǎng)護混凝土，則內(nèi)部的水分就會在短時間內(nèi)蒸發(fā)，進而使得混凝土內(nèi)外收縮的現(xiàn)象變得非常嚴重。其性狀如果發(fā)生改變也會讓混凝土沒有辦法承受自身干縮的現(xiàn)象，進而誘發(fā)嚴重的開裂。在實際脫模后，若混凝土得不到有效的養(yǎng)護，則混凝土內(nèi)部的裂縫就會變得越來越大。

2.4 其他因素

第一，在強度較低和體積較大的混凝土中，專業(yè)人員并沒有在配好材料后對混凝土進行全面的養(yǎng)護，這樣不僅會使溫度收縮的現(xiàn)象變得更加嚴重，還會使混凝土內(nèi)部收縮的現(xiàn)象變得更加嚴重，進而導致混凝土內(nèi)部的表面應(yīng)力和寬度增大。第二，在實際施工的過程中，其實很難直接控制混凝土的離析現(xiàn)象，其也不會出現(xiàn)明顯干燥和收縮的現(xiàn)象，可以說其本身收縮的程度也會不斷增多。當水灰比值大于0.5時，其干燥的作用和收縮的程度其實是可以被直接忽略的；當水灰比值小于0.26時，體內(nèi)的濕度會在短時間內(nèi)降低至80%以下，自身的收縮和干燥比例會各自占據(jù)50%左右，此時收縮的裂縫就是兩者之和。

3 預防施工中混凝土裂縫的措施

3.1 全面保證混凝土原材料的質(zhì)量

在實際施工的過程中可以采用以下三種方式來控制混凝土本身的質(zhì)量：第一，所有的施工公司都應(yīng)該遵守雙方的利益，并簽訂合同。這樣專業(yè)人員就可以在分析合同內(nèi)部的材料后選擇合適的材料。第二，通過規(guī)范施工人員的操作和錄用制度讓施工過程變得更加合理和順利。第三，運用專業(yè)手段合理保護已經(jīng)購買的原材料。如果碰到天氣較為惡劣的情況，一定要先選擇合適的位置來堆放原材料，并在上面加蓋一層薄膜，避免在施工時出現(xiàn)原材料不合格的問題。

3.2 全面規(guī)范施工工藝

在嚴格調(diào)整混凝土配合比的過程中，專業(yè)人員需要按照實際要求嚴格設(shè)計配合比，合理把握混凝土內(nèi)部的水泥量和含水量，從而使更多的混凝土成品滿足鐵路施工的實際要求。同時，采用連續(xù)操作的方式澆筑，不要破壞混凝土內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。此外，還應(yīng)充分重視混凝土的養(yǎng)護工作，避免因內(nèi)部水分蒸發(fā)過多而使結(jié)構(gòu)被破壞。

3.3 嚴格控制混凝土內(nèi)部科學比例

只有全面控制混凝土內(nèi)部的材料比例，才能夠讓鐵路施工的過程變得更順利。在進行混凝土配比實驗的過程中，一定要保證所有的原材料都進入現(xiàn)場后，再將實際的樣本送入實驗室內(nèi)部，完成配置后就可以明確混凝土的配合比[4]。科學的配比方式不僅能夠提升混凝土內(nèi)部的強度，還可以讓混凝土變得更經(jīng)久耐用，最終更好地節(jié)省原材料。具體可以從以下六個方面來控制混凝土內(nèi)部材料的比例。

第一，因為施工現(xiàn)場多數(shù)存在普通硅酸鹽水泥，所以應(yīng)該在第一時間減少水泥的用量，不能將不同品牌、規(guī)格和批次的水泥混在一起。

第二，可以在分析管線的內(nèi)徑后選擇合適的碎石和鵝卵石，并將內(nèi)部泥沙的含量控制在1%，片狀的含量控制在15%。

第三，可以采用質(zhì)量過關(guān)的中砂配置混凝土。一方面將細度模數(shù)控制在15%～20%，另一方面將泥沙的含量控制在4%左右，這樣就能夠使得混凝土澆筑的過程更為便捷。

第四，將水加入混凝土內(nèi)部，并讓其pH值控制在4%左右。混凝土內(nèi)部的水灰比越大，其干燥收縮也就越大。而如果水灰比過小，其混凝土干燥和收縮之和也會變得越來越大。只有合理地控制混凝土用水量，才能夠減少裂縫。在施工中既要將水灰比值控制在0.46～0.56，又要將混凝土的坍落度控制在12cm。

第五，粉煤灰的灰水表面積較小，其需水量相對較低。這樣不僅能夠降低混凝土內(nèi)部干燥的收縮值，還能夠改善混凝土內(nèi)部的流動性和保水性。只有在水泥中線摻入合適的細煤灰后，才能夠更好地降低混凝土水泥內(nèi)部的水化熱，最終防止出現(xiàn)水化熱峰值[5]。一般而言，只有不斷地摻雜粉煤灰的量，才能夠使混凝土在施工的過程中得到更高效的應(yīng)用。

第六，注意通過摻雜適量的膨脹劑來補償混凝土收縮的現(xiàn)象，并在施工的過程中選擇合適的外加劑。

4 治理鐵路工程中混凝土裂縫的措施

多數(shù)混凝土由多樣化的建筑材料合成。在實際施工的過程中，廣大施工單位需要有效管理混凝土施工的整個過程，并全面控制混凝土的質(zhì)量，這樣就能夠在第一時間避免出現(xiàn)裂縫。如果確實在施工的過程中出現(xiàn)了裂縫，一定要讓專業(yè)的人員分析產(chǎn)生裂縫的原因；如果裂縫確實屬于有害裂縫，則需要在第一時間治理裂縫，避免再次出現(xiàn)裂縫。混凝土的表面出現(xiàn)眾多較為細小的裂縫，這些裂縫通常非常不穩(wěn)定。對此，專業(yè)人員一定要首先清潔裂縫表面，然后在上面涂上專業(yè)的環(huán)氧樹脂漿液，最后使用專業(yè)的涂抹料來處理混凝土表面，進而使混凝土變得更加整潔和美觀。一般情況下，需要專業(yè)人員有效配置環(huán)氧樹脂漿液。一方面要將乙二胺、二甲苯和稀釋劑的比例控制在90%、33%、18%和7.2%，另一方面在實際施工的過程中還要借助試驗來確定材料的比例。

5 結(jié)束語

由于鐵路施工過程中裂縫的存在會直接影響鐵路施工工程的質(zhì)量，因此施工單位必須對產(chǎn)生的裂縫引起高度的重視，同時，相關(guān)工作人員要對裂縫產(chǎn)生的原因進行深入分析，然后采取針對性的解決措施，從而更好地提升施工的質(zhì)量。