尹威
中交二航局第四工程有限公司 安徽芜湖 241100
摘要:铁路工程施工中混凝土裂缝成因比较复杂,裂缝问题至今仍普遍存在,是铁路工程施工中名副其实的一个“顽疾”。解决混凝土裂缝控制技术问题十分迫切,裂缝控制技术的改良与优化,是当前铁路工程混凝土施工的研究重点。只有有效的控制混凝土裂缝的产生、有效的应对混凝土裂缝的出现,才能保证铁路工程的耐久性和安全性。所以,无论是设计方还是施工方,都应当严肃看待这一问题,认真思考铁路工程施工中混凝土裂缝出现的深层原因和机理,寻找并应用有效措施,最大限度减少铁路工程施工中裂缝问题的产生,降低其不良影响。关键词:铁路工程;混凝土裂缝;应对措施
1铁路工程施工中混凝土的裂缝
1.1收缩和温度裂缝
混凝土在硬化的过程中会产生诸多物理化学变化,由于混凝土在硬化的过程中流失了过多的水分,导致其水泥内部的胶体在第一时间凝结,并在收缩之后出现变形,产生裂缝。而且,外力会直接对其产生影响,使其产生的热量超过混凝土自身的抗拒力,进而使得干裂的现象变得更加严重。根据大量的工程实例研究结果,与收缩和温度相关的裂缝的产生几乎不存在任何规律。如果混凝土内部的温度发生了变化,温度应力的数值一旦超过了混凝土本身的强度,到达临界点后,就会产生温度裂缝。
1.2施工缝
在施工的过程中突然停水或停电,机器停止工作,混凝土施工进程被迫中断。如果混凝土浇筑的过程无法一次性、连续完成,自然也会产生施工缝。暂停浇筑的间隔时间太长,甚至超过混凝土初凝时间,又或者在进行二次浇筑前没有及时处理好接茬面,自然就会产生新的施工缝。
1.3荷载裂缝
由于模板连接不够牢靠,浇筑过程中或初凝前模板出现松动,很容易产生荷载裂缝。或者在混凝土还没有及时成形、达到设计要求的脱模强度前,就直接脱模,或者在脱模的过程中混凝土承受了过大的外力,未达到设计强度要求的混凝土本身也会发生状态的改变,形成荷载裂缝。尤其低龄期的混凝土极易产生荷载类型的裂缝,这些裂缝会对工程的质量产生较大的影响,甚至造成工程报废。
2铁路工程施工中混凝土裂缝的应对措施
2.1裂缝修补法应对收缩裂缝
运用裂缝修补的前提,首先是选择优质的原材料,特别是水泥。铁路工程施工中的水泥原材料都应按照专业配方烧制,选择资质可靠的供应源头;其次是科学选定施工时间;再者是优化施工工艺,严格把控施工的浇筑、振捣、抹面等环节。裂缝修补法施工比较方便,适用于多而细小的裂缝,对于不影响工程承载功能的较小的收缩裂缝,可以在裂缝表面涂填补材料。例如,可通过细致观察裂缝表面特征,提前判断裂缝结构,选择相适应的裂缝修补方法,提前准备合适的工具、材料。由于裂缝修补作用于混凝土表面,与外界复杂环境接触多,这就要求需对裂缝修补材料进行密闭、防水处理,以保证裂缝修补的效果。表面修补法中常见的涂抹材料包括:聚氨酯、树脂等;粘贴式所需材料包括纤维布、玻璃丝布等,可根据实际情况灵活选用。
2.2合理配比与养护应对碱性骨料反应裂缝
合理配比实现混凝土的高性能,以抑制碱骨料反应产生的裂缝。在施工前,要仔细研究同类型工程实例数据,施工中要对材料进行保护,确保品质不发生大变化。
从实际施工中来看,采用粉煤灰取代部分水泥可以降低碱骨料反应,提高其抗裂性能。在选择碎石和沙时,严格把控百分之一以内的含泥量,15%~20%的针片状物质,同时将颗粒的直径严格控制在40mm以内。铁路工程施工中,为减少裂缝的产生,对水的选择要格外注意,准确判断pH值与水灰比,同时精准计算称量用水量。铁路工程施工中的混凝土碱含量绝大多数源自水泥与外加剂,若要将含碱量控制在一个较低的水平,那么施工方应当尽可能采用符合国家标准的低碱原材料,并且可以在材料中加入一些抑制碱反应的添加制剂。随着工业技术不断发展,现在市场上也出现了一些化学合成材料,能够在一定程度上代替含碱材料,应用于混凝土施工中,最终达到减少碱性骨料反应裂缝的目的。
合理的配比能够使混凝土容易自干燥,同时早期的合理充分养护能抑制部分碱骨料反应,防止裂缝过早形成,提高其抗裂性能。在具体操作时,应注意控制湿润性,把握好湿润度,针对大体积的混凝土,亦可参考流水或蓄水养护的方法。
2.3灌浆法应对温度裂缝
在铁路工程施工中,温度造成的混凝土裂缝主要出现在表面,但这些裂缝对铁路工程混凝土的整体结构可造成较大的不良影响,裂缝的存在还会使外界潮湿的水分、污染物侵入到混凝土的内部,加速混凝土的钢筋锈蚀,降低耐久性。为减少温度裂缝的产生,施工时首先应当尽可能减少水泥材料的单位用量,同时坚决不混用不属于同一规格和批次的原材料。添加外加剂抑制温度变化时要注意适度适量,避免品类不清而盲目添加。对于温度裂缝,采用灌浆法解决这个问题十分必要。采用灌浆法,可使用压送设备把补缝浆液注进裂隙之中,达到填补裂缝的目的。这种办法虽然相对来说偏传统,但最终的效果比较理想。具体来说,灌浆修补时可以使用压浆泵,把胶黏性的灌浆材料泵入混凝土缝隙中,伴随着失水凝结,灌浆材料慢慢硬化,使混凝土从开裂状态重新展现为完整结构。铁路工程混凝土施工中通常的灌浆法有两种:化学式与水泥式,通常0.5mm以内的混凝土裂缝适用化学式灌浆法,超过0.5mm的混凝土裂缝适用水泥式灌浆法。
2.4结构加固法应对荷载裂缝
不同原因造成的裂缝出现,将会有损混凝土结构的防水性、耐久性和承载能力,同时有碍整体外观效果。尤其是在铁路施工中,铁路的桥梁、轨枕等处若出现混凝土结构裂缝,将对铁路运行安全产生严重不良影响。对于那些贯穿较深的荷载裂缝,在采用结构加固法时,可以根据实际情况,合理选择加大截面加固法、置换混凝土加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强塑料加固法、绕丝法等直接加固方法,或者预应力加固法、增加支承加固法等间接加固的方法,灵活应对,以此恢复出现裂缝的构件原有的设计承载力。
2.5健全业内施工标准应对施工缝
在铁路工程施工前,应当对混凝土施工总体设计制定科学合理规划;施工期间,施工人员应当兼顾总体设计规划与实际操作经验,对施工中出现的各种情况及时综合判断,同时严格把控材料的混合量。自始至终,应当对施工设备性能与水电的供应源头实时检查,以此确保连续作业。施工方要按照科学合理的施工进度有序推进各项工序,绝不能将进度随意缩短或者野蛮赶工而打乱施工节奏,对结构造成不可逆的损伤。
结束语
混凝土在发展强度的过程中会产生诸多裂缝,不仅会对混凝土的外观直接产生影响,还会影响工程实体质量。只有在施工过程中采用较为合理的施工技术,才能够减少混凝土裂缝的数量和宽度,使建筑物和构件更加安全、稳定的工作。
参考文献
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