高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫的原因及處理研究

文/謝勁松、謝盛陽(yáng)

1 前言

混凝土具有價(jià)格低廉、抗沖擊能力強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣等優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)建筑行業(yè)當(dāng)下最受歡迎的材料之一。然而，在高速公路橋梁施工中，混凝土裂縫的問(wèn)題極大影響了橋梁的質(zhì)量。由此可見(jiàn)，對(duì)高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫的原因及處理方法進(jìn)行探究是十分必要的，具體策略綜述如下。

2 橋梁混凝土裂縫成因分析

2.1 干縮裂縫

在混凝土的攪拌過(guò)程中，水是各種材料相互融合的關(guān)鍵。施工單位大多會(huì)在混凝土的攪拌過(guò)程中放入大量的水，以達(dá)到各種材料在攪拌過(guò)程中有效混合的目的。這一舉措雖然能夠?qū)崿F(xiàn)混凝土制作過(guò)程中多種材料混合的要求，但也因此產(chǎn)生了新的問(wèn)題。放入了大量的水后，混凝土中的含水量會(huì)大幅度提升，其與空氣的含水量之間會(huì)出現(xiàn)較大落差，進(jìn)而產(chǎn)生吸熱放熱現(xiàn)象，造成混凝土本身與自然溫度上的差異性，使混凝土凝結(jié)，在施工團(tuán)隊(duì)還未進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作時(shí)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生劇烈的水化熱反應(yīng)，混凝土水分蒸發(fā)過(guò)快、離析等問(wèn)題接連出現(xiàn)，在實(shí)際的高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土干縮裂縫的情況，極大降低高速公路橋梁的穩(wěn)固性，這不利于我國(guó)橋梁事業(yè)的長(zhǎng)久發(fā)展[1]。

2.2 施工因素

骨料是混凝土配料表中的一種材料，含有活性炭的成分，極容易與混凝土混合材料中的水泥、外加劑等材料相互反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)過(guò)度膨脹的情況，影響混凝土質(zhì)量。另外，在這一過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)有害物質(zhì)，讓混凝土發(fā)生器質(zhì)性的反應(yīng)，給后期高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫的現(xiàn)象埋下隱患。針對(duì)骨料的這一特殊性，施工單位大多會(huì)選擇在混凝土中加入減水劑進(jìn)行攪拌，以降低骨料與其他材料發(fā)生反應(yīng)的概率。但這一措施對(duì)混凝土攪拌技術(shù)具有較高的要求，攪拌技術(shù)人員必須準(zhǔn)確掌控?cái)嚢钑r(shí)間，如果技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)較少、能力較弱，將極容易導(dǎo)致攪拌的時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，大大降低減水劑在混凝土攪拌過(guò)程中的作用，最終不僅無(wú)法抑制骨料的負(fù)面作用，還會(huì)導(dǎo)致混凝土的離析、膨脹等問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，加劇高速公路橋梁施工中混凝土裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。

2.3 水泥水化熱

在高速公路橋梁施工中，混凝土澆筑工序結(jié)束后，出現(xiàn)水化熱情況的概率較大。以混凝土自身的特性來(lái)看，其無(wú)法將水化熱下出現(xiàn)的大量熱能導(dǎo)出，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土中的大量熱量隨著時(shí)間堆積的越來(lái)越多，產(chǎn)生溫差并引發(fā)溫度應(yīng)力作用，最終使混凝土因內(nèi)外壓力過(guò)大而出現(xiàn)裂縫。經(jīng)過(guò)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，如果混凝土出現(xiàn)裂縫的內(nèi)外溫差值為25℃，那么在混凝土攪拌過(guò)程中使用的水泥為較細(xì)的水泥時(shí)，會(huì)致使高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫的時(shí)間被縮短，并且出現(xiàn)裂縫的面積還會(huì)拓展，對(duì)高速公路橋梁工程的質(zhì)量造成較大影響[2]。

2.4 不均勻沉降

在高速公路橋梁施工中一旦出現(xiàn)不均勻沉降就會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，并且牽連出一系列的反應(yīng)，進(jìn)而影響高速公路橋梁工程的質(zhì)量。一方面，在高速公路橋梁工程施工過(guò)程中，澆筑是一項(xiàng)十分重要的工序。在這一環(huán)節(jié)如果技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)較少，沒(méi)有將混凝土澆筑位置搗密實(shí)，進(jìn)而使材料中的空隙較多，就會(huì)導(dǎo)致混凝土中的骨料吸收大量的水，若得不到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)，高速公路橋梁在后期使用中就會(huì)出現(xiàn)大面積的受凍裂縫，致使高速公路橋梁出現(xiàn)不均勻沉降。另一方面，在混凝土的配料中氯化物使用過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致高速公路橋梁中的鋼筋附近的氯化物逐漸聚集，最終超過(guò)鋼筋材料表面的承受能力，對(duì)其內(nèi)部構(gòu)成極大破壞，出現(xiàn)生銹等問(wèn)題，致使高速公路橋梁的部分位置出現(xiàn)不均勻沉降，并使橋梁的表面出現(xiàn)裂縫，如果得不到有效的養(yǎng)護(hù)與修繕，這些問(wèn)題會(huì)變得越來(lái)越嚴(yán)重，對(duì)橋梁的安全性與穩(wěn)定性造成傷害。

2.5 外界氣溫變化

高速公路橋梁工程對(duì)施工環(huán)境有一定的要求，當(dāng)施工單位在高溫環(huán)境下作業(yè)時(shí)，建筑材料中的混凝土?xí)霈F(xiàn)一系列反應(yīng)。在澆筑工作結(jié)束后的極長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效散熱；而此時(shí)如果溫度驟然下降，就會(huì)導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部溫度與外界環(huán)境的溫度差距過(guò)大，使兩者間形成梯度差，進(jìn)而出現(xiàn)混凝土裂縫問(wèn)題，對(duì)高速公路橋梁工程施工的質(zhì)量造成極大影響，給后期的養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)了極大壓力，同時(shí)也無(wú)法提升建筑企業(yè)在行業(yè)中的核心競(jìng)爭(zhēng)力。另外，在裂縫問(wèn)題的持續(xù)加劇下，高速公路橋梁的安全性會(huì)大大降低，極大威脅了車輛的行駛安全，給高速公路橋梁工程的社會(huì)形象帶來(lái)極大的負(fù)面影響。

3 高速公路橋梁施工中混凝土裂縫的防治措施

3.1 嚴(yán)格控制混凝土原料

混凝土的本質(zhì)是一種混合型的材料，其制作過(guò)程中使用的原材料是影響混凝土的質(zhì)量最為顯著的因素，因此對(duì)高速公路橋梁施工中混凝土裂縫的防治必須從嚴(yán)格控制混凝土原料的角度入手。建筑企業(yè)首先需要認(rèn)識(shí)到混凝土裂縫問(wèn)題與其原材料之間的必然關(guān)系，同時(shí)還要認(rèn)識(shí)嚴(yán)格控制混凝土原材料的重要性；其次，建筑企業(yè)需要確立嚴(yán)格控制混凝土原料的目標(biāo)，使防治工作更具方向性與效率性；最后，在實(shí)際的混凝土原材料的選擇中，工作人員需要以混凝土的原料控制目標(biāo)為中心依據(jù)，檢測(cè)材料質(zhì)量，引入符合國(guó)家固定質(zhì)量要求以及滿足高速公路橋梁施工中混凝土混合的實(shí)際要求的材料，進(jìn)而有效防治裂縫問(wèn)題。

3.2 加強(qiáng)對(duì)水的測(cè)試，合理選擇外加劑與骨料

水與外加劑在混凝土的攪拌過(guò)程中是必不可少的，要想有效控制高速公路橋梁施工中出現(xiàn)的混凝土裂縫問(wèn)題，就必須從水、外加劑以及骨料方面入手。首先，就水的控制來(lái)看，在實(shí)際的混凝土攪拌工作中，施工人員需要先檢測(cè)用于混凝土攪拌的水，在確定水質(zhì)符合混凝土的攪拌要求后，再投入使用，有效規(guī)避因水質(zhì)不達(dá)標(biāo)而導(dǎo)致混凝土整體質(zhì)量下降的情況；其次，就外加劑的選擇來(lái)看，施工工作人員需要充分考慮混凝土的種類、功能性、高速公路橋梁施工的具體條件等，并以這些信息作為依據(jù)，選擇合適的外加劑，控制外加劑的用量，規(guī)避外加劑用量過(guò)多或過(guò)少的問(wèn)題，保障外加劑能夠在混凝土攪拌過(guò)程中發(fā)揮其真正價(jià)值，提升混凝土質(zhì)量，降低高速公路橋梁施工混凝土裂縫的問(wèn)題出現(xiàn)的概率；最后，就骨料的選擇而言，工作人員應(yīng)當(dāng)將收縮性低、級(jí)配良好作為骨料的選擇標(biāo)準(zhǔn)，并在施工現(xiàn)場(chǎng)中選擇合理的混凝土攪拌技術(shù)，規(guī)范技術(shù)人員的操作流程與操作手法，降低人為因素對(duì)混凝土質(zhì)量的影響，進(jìn)而保障骨料的質(zhì)量符合高速公路橋梁施工中混凝土的混合要求，以達(dá)到減少高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)象的目的[3]。

3.3 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)控制力度

養(yǎng)護(hù)工作在提升高速公路橋梁施工質(zhì)量、降低混凝土裂縫問(wèn)題出現(xiàn)概率中占據(jù)了極為重要的位置；反之，如果工作人員對(duì)高速公路橋梁工程后期的養(yǎng)護(hù)工作做得不到位，就會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫問(wèn)題出現(xiàn)。因此，相關(guān)部門或單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)控制的重視程度，在高速公路橋梁工程建模結(jié)束后，充分考慮混凝土失水等問(wèn)題，定期在混凝土施工表面灑水，使混凝土表面的水分一直處于充足狀態(tài)，進(jìn)而有效規(guī)避因失水而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。此外，在混凝土養(yǎng)護(hù)工作中，養(yǎng)護(hù)人員還需對(duì)溫度這一重要影響因素進(jìn)行控制，將物理手段以及現(xiàn)代科技作為依托，讓混凝土施工能夠一直處于相對(duì)穩(wěn)定的溫度環(huán)境中，有效降低因內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致高速公路橋梁工程中混凝土出現(xiàn)裂縫的情況，為高速公路橋梁工程的質(zhì)量提供保障。

3.4 裂縫修復(fù)措施

受多種因素影響，高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫問(wèn)題的頻率相對(duì)較高。要想保障高速公路橋梁的正常使用，使其滿足國(guó)家規(guī)定的高速公路橋梁安全性與穩(wěn)定性的標(biāo)準(zhǔn)，施工單位就必須及時(shí)落實(shí)裂縫修復(fù)措施。隨著時(shí)代的進(jìn)步，人們對(duì)高速公路橋梁建設(shè)與應(yīng)用的重視程度越來(lái)越高。目前我國(guó)建筑行業(yè)中針對(duì)橋梁裂縫修復(fù)的措施相對(duì)較多，施工單位在選擇裂縫修復(fù)方法時(shí)應(yīng)充分考慮橋梁上實(shí)際的裂縫程度，找到具有針對(duì)性的修復(fù)方法，最大限度降低裂縫對(duì)高速公路橋梁工程質(zhì)量的影響。例如，在面對(duì)寬度較小的裂縫問(wèn)題時(shí)，施工單位可以應(yīng)用表面封閉法，先清理裂縫位置的殘土、垃圾等，保障裂縫表面的清潔度，然后利用環(huán)氧樹脂等修復(fù)材料涂抹于裂縫的兩側(cè)，將外部空氣與化學(xué)物質(zhì)阻隔開(kāi)，緩解裂縫問(wèn)題，最后使用膠泥將裂縫填平，進(jìn)一步提升修復(fù)位置的密封性，從而降低其對(duì)高速公路橋梁使用壽命的影響，保障高速公路橋梁正常使用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裂縫問(wèn)題對(duì)我國(guó)高速公路橋梁工程的施工效率以及后期使用都造成了一定的負(fù)面影響，因此相關(guān)單位與部門必須重視起來(lái)，明確目前我國(guó)高速公路橋梁施工中出現(xiàn)混凝土裂縫的原因，對(duì)這些原因進(jìn)行針對(duì)性研究，對(duì)癥下藥，逐一攻克，為提升我國(guó)高速公路橋梁工程施工質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，使其能夠更好地滿足人們的生活需求。