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加外加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量
【摘要】在桥梁混凝土领域,一个相当普遍的质量问题就是结构裂缝,如何提高混凝土的外观质量、减少施工裂缝亦成为建设单位、监理部门及施工企业亟待解决的重点问题。本文作者就混凝土桥梁施工裂缝产生的不均匀沉降的主要原因有:地质勘察精度不够,试验资料不准;地基地质、结构基础类型差异太大;土地冻胀;桥梁基础基于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质时,可能造成不均匀沉降。

混凝土具有热胀冷缩性质,当外部环境或内部温度发生变化,混凝土将发生变形,若变形遭到约束,则在结构内产生应力,当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中,温度应力可以达到甚至超出荷载应力。温度裂缝的主要特性是随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要因素有:年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。

大气气温低于0℃时,吸水饱和的混凝土出现冰冻,游离的水转变成冰,体积膨胀9%,因而混凝土产生膨胀应力;同时混凝土凝胶孔中的过冷水使混凝土中膨胀力加大,混凝土强度降低,并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重,成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。

在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向、横向等各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现裂缝。

要防止钢筋锈蚀,设计时应根据规范要求控制裂缝宽度,采用足够的保护层厚度,保护层不能太厚,否则构件有效高度减小,受力时将加大裂缝宽度;施工时应控制混凝土的水灰质量比,加强振捣,保证混凝土的密实性,防止氧气侵入,同时严格控制含氯盐的外加剂用量,沿海地区或其他存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。
2 预防裂缝的措施和建议
控制荷载裂缝的措施
根据笔者的丁程经验,要有效预防和控制荷载引起的裂缝,关键是让桥梁构件合理受力,不破坏桥梁的正常受力模式。因此在桥梁施工过程中要做到:①不可在桥梁上任意堆放东西,要按照规定对构件操作。②不得随便对桥梁结构的受力构件进行凿槽、开洞、设置牛腿等。工程经验表明,若在桥梁结构受力构件进行开洞等,将会在洞n附件产生应力集中。因此,要特别注意在大跨预应力连续梁跨内钢束截断处的处理。③桥梁在施工过程中,若出现斜裂缝就应加强观察。如果裂缝发展缓慢并限制在受拉区。同时裂缝宽度在限值内,这是允许的。但只要裂缝接近受压区,则应及时对其加固处理。
2. 2合理选择和控制施工材料
首先,要根据设计和施工要求合理选择和控制水泥的品种、标号和用量,同时选择合适的骨料品种,减少水灰比,并添加保水性好的外掺剂。其次,应按照相关要求对原材料进行严格的抽样检验,对混凝土配合比进行对比试验,高温或雨后施工要对砂、碎石进行含水量实验,及时调整施工配合比,确保混凝土的施工质量。
优化设计,避免结构性裂缝的产生
在条件许可的情况下,设计者应尽量少用或不用非预应力结构。预应力结构锚垫板、螺旋筋的埋设必须符合设计