關于混凝土和易性及耐久性的探究

（甘肅路橋第三公路工程有限責任公司，甘肅蘭州 730000）

在公路、橋梁與隧道等工程施工建設中，確保混凝土結構的和易性與耐久性較為重要，混凝土裂縫會影響混凝土結構的耐久性與工程安全質量。裂縫主要包括溫度裂縫、塑性裂縫、沉降裂縫、干縮裂縫，文章將簡單介紹這四種裂縫及其誘因，從精選施工材料、改善混凝土和易性、優化施工技術、做好混凝土澆筑作業等四個方面分層淺談解決對策。

1 混凝土施工裂縫類型及其誘因

1.1 溫度裂縫

在路橋與隧道工程混凝土結構施工中，溫度裂縫較為常見，外部溫度與混凝土結構內部溫差過大、晝夜溫差過大、天氣過于寒冷或過于炎熱，混凝土的表面會收縮，在內部張力的作用下，表面出現裂縫，稱為溫度裂縫。

從表象來看，溫度裂縫呈蜘蛛網狀，寬度存在差異，如果天氣寒冷，裂縫寬度也會更大；如果天氣炎熱、氣溫較高，裂縫較窄，會呈現兩端明顯較細而中間較粗的樣態。出現溫度裂縫后，混凝土內部的鋼筋會被銹蝕，如果不進行及時處理，會導致混凝土碳化。

1.2 塑性裂縫

滋生塑性裂縫的主要原因是混凝土完全凝固前表面水分流失過快，此時，混凝土結構表面與內部拉伸力并不均等，導致混凝土結構出現塑性裂縫。

如果天氣過于炎熱或處于大風天氣，混凝土水灰比配置不當，都會滋生塑性裂縫。塑性裂縫不會互相交叉，中間較寬，兩邊較細，長短不一，最長達3 m，較短的裂縫在20～30 cm左右。

1.3 沉降裂縫

沉降裂縫又稱為沉降收縮裂縫，路橋與隧道工程混凝土結構在施工過程中未完全壓實土質、地基不穩、模板的剛度未達到標準要求或模板間的距離過大、支撐不穩，均會導致混凝土結構出現沉降裂縫。

1.4 干縮裂縫

干縮裂縫通常出現在混凝土結構施工結束兩周后，此時外層混凝土已經全部干涸，內部并未完全定型，內外水分流失不均勻，外部水分損失過大，導致混凝土結構表層出現干縮裂縫，嚴重影響混凝土結構的抗滲性能，加劇鋼筋的腐蝕問題。

2 優化混凝土施工技術

2.1 精選施工材料

優化路橋與隧道工程混凝土施工技術，確保混凝土結構的完整性與安全性，首先，應精選施工材料，從基礎做好施工質量保障工作。目前，公路、橋梁與隧道工程的混凝土結構常用材料主要包括水泥材料、鋼筋材料、粗骨料、細骨料、混凝土添加劑等。水泥材料由水泥和膠結材料組成，質量檢測工作主要使用化學試驗檢測其凝結速度、膠結特性與安定特性。鋼筋材料包括原材料和連接性鋼筋，在質檢工作中需要采用物理力學檢測方法檢測其張拉強度、抗彎曲能力、抗拉性能、伸縮率等是否符合標準要求。粗骨料由鵝卵石、碎石和毛石組成，須采用物理試驗檢測骨料的粒徑、表觀密度和含泥量。細骨料主要材質是細砂，在質檢工作中須采用物理檢測法檢驗其堆積密度、表觀密度、含泥量和篩分。混凝土添加劑包括速凝劑、防凍劑和減水劑等，在質檢工作中需要采用化學試驗檢測Cl-離子含量與坍落度。確保水利工程施工建設質量，須全面做好施工材料張拉強度的試驗檢測工作，制定科學可行的檢測方法，提高施工材料控制技術，加強施工現場試驗工作流程管理工作和施工材料質檢力度，可確保水利混凝土施工質量。

2.2 改善混凝土和易性

混凝土和易性的基本定義是指水泥、砂石、原材料、瀝青混合料、骨料等混凝土外加劑相互融合的質量。在融合過程中，須確保原材料的性質與混凝土整體性能在融合后，混凝土結構外形發生變化，應確保其整體性能不發生改變。

從微觀層次來分析，混凝土和易性體現在三個方面：第一，流動性?；炷两Y構的流動性表現在攪拌混凝土過程中產生的作用力，混凝土會在此作用下發生流動，通過流動填滿模具。第二，黏聚性?；炷琉ぞ坌允窃诨炷两Y構施工過程中各種材料間存在凝聚力，最終使混凝土結構可黏聚在一起。第三，保水性。保水性指在混凝土攪拌過程中，確保材料具有保水性，以免出現泌水問題。混凝土混合過程中時常會發生透水，如果材料具有良好的保水性，可減少縫隙，避免出現嚴重的滲水與裂縫問題。改善混凝土和易性，須全面分析影響混凝土和易性的重要因素。

以瀝青公路工程建設為例，影響混凝土和易性的主要因素包括原材料、瀝青混合料、水泥特性、骨料和混凝土外加劑。原材料除瀝青外，還包括砂石集料。砂石可增強瀝青的穩定性，支撐效果良好。在瀝青公路路面施工作業中，須嚴格檢測瀝青與砂石等原材料的性能及原材料在水中的質量與物體密度，確保合格再投入使用。應借助磨光機處理砂石，確定摩擦系數與磨光值。在選用瀝青混合料時，應嚴格檢測其混合性能，根據具體施工環境選擇適宜的混合材料。水泥特性是指水泥的品種、礦物質含量、配置過程中含水量對混凝土和易性的影響。骨料對混凝土和易性的影響來自骨料顆粒的形狀、級配、內部含泥量和吸水率。如果骨料質量合格，將其拌入混凝土中可提高混凝土的流動性，保持良好的黏聚性與保水性，可降低坍落度的損失，增加混凝土結構強度，克服裂縫缺陷。混凝土外加劑主要包括高效減水劑、普通減水劑和泵送劑，外加劑可降低混凝土的泌水性，改善其流動性、黏聚性與耐久性，有效提高混凝土結構的強度，維護大體積混凝土的安全。

其次，在公路、橋梁與隧道等大型工程施工建設中，改善混凝土和易性，須做好集料配置工作。施工技術人員應采取科學的試驗檢測方法科學配置混凝土集料，應注意外在施工環境溫度與濕度，根據天氣和運輸距離，科學控制水泥劑量。如果在晴天運輸且運輸距離較長，應將水泥劑量控制在0.5%～1%之間。

某高速公路工程施工建設在水泥劑量試驗檢測工作中采用了EDTA滴定方法和四分取樣法，通過試驗對水泥劑量各項指標進行了嚴格控制。施工技術人員采用了負壓篩法將細度參數控制為≤10%。在混凝土集料拌和與運輸環節，須兼顧水分散失問題，將混合集料含水率控制在1%～2%之間。應將混合集料存儲于較為干燥的倉儲內，以免受潮，如果施工區域正處于多雨季節，需要設置防雨排水設施。初步完成混合集料拌和作業后，應嚴格檢測其質量，判斷其壓碎值是否符合水利工程建設標準要求，如果發現壓碎值不達標，應及時分析原因，根據具體原因調整級配，對施工集料進行重新拌和，并予以質檢，檢驗合格后再投入使用。

2.3 優化混凝土施工技藝

在部分路橋與隧道工程混凝土施工建設中，須做好孔道留設工作，在具體工作中應準確計算和控制孔道直徑，確保預應力鋼筋能穿入該孔道直徑，以便后續施工的順利開展。在孔道留設工作中，常會使用兩種施工方法：抽芯法和預埋管法。其中，抽芯法分為鋼管抽芯法、膠管抽芯法，前者常用于直線孔道留設作業，確保鋼管材料的平整度、長度與表面光滑度。在澆筑混凝土或混凝土初凝期間，應結合時間進度勻速移動鋼管，以免鋼管和混凝土黏結。抽管時間應適宜，如果過早會導致混凝土坍塌，過晚會使鋼管和混凝土黏為一體。在抽管過程中，應先抽出上方管，再抽出下方管，注意保持均勻的速度，抽完后應及時做好孔道清理工作。膠管具有良好的彈性，膠管抽芯法可應用于直線孔道、曲線孔道，應用時應向管內注入適量的壓力，確保膠管強度。預埋管法是通過預埋良好的金屬軟管連接混凝土，優化孔道成型效果。

在設置工作井和接收井時，應使用挖掘機科學開挖基坑，工作井和接收井基坑體積通常為1.2 m3，應依次完成混凝土與底板的澆筑工作。待混凝土的強度滿足標準要求后，需要在井口架設桁車，并借助鋼管將其吊進工作井內，正確啟動頂管設備，可依次做好頂進施工作業。

在開展管道內的土方作業時，應充分發揮頂管掘進機的作用，采取掘進式開挖技術，將多余的泥漿全部排到井外。

待泥水完全分離后，將所有的沉渣裝進自卸汽車內并將其運輸到規定的棄土區。對于混凝土基礎面層上的導軌，須確保其定位的準確性、穩固性，在頂進過程中，應確保導軌在各種荷載的作用下不發生移位、變形和沉降問題。

2.4 做好混凝土澆筑作業

維護路橋與隧道工程混凝土結構的穩固性與安全性，應做好混凝土澆筑作業在采用置換澆筑技術的過程中。重新澆筑的混凝土結構抗壓強度應在25.5 MPa以上，相較于原結構（沒有開展置換澆筑結構），此時混凝土強度等級通常會低一個等級。板置換混凝土深度應在42 mm以上，不同澆筑作業工藝存在不同的梁柱標準要求，人工澆筑深度、噴射法作業深度分別在62、52 mm及以上。通過對現場不同混凝土強度等級的測量，根據相關要求確定置換長度。

3 結語

綜上所述，確保路橋與隧道工程混凝土和易性與耐久性，克服混凝土結構裂縫問題，提高混凝土施工技術，須精選混凝土原料，科學配置施工集料水灰比，全面優化施工技藝，做好混凝土結構澆筑工作。