公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治策略

王海龍

【摘要】當前，公路與橋梁的建設對國家經濟的發展發揮著越來越重要的作用。雖然人們采取了各種防治措施，但是公路與橋梁混凝土出現裂縫一直是公路與橋梁建設過程中出現較普遍卻難以解決的問題。其主要原因是施工人員甚至設計人員沒有充分重視公路與橋梁建設過程中溫度應力的變化。對公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治進行了闡述，希望為今后的公路與橋梁建設過程中提供指導作用。

【關鍵詞】公路與橋梁；混凝土；施工溫度；裂縫；防治策略

公路與橋梁是我國經濟建設的重要支撐，另外公路與橋梁的建設需要大量的人力與物力，混凝土裂縫不僅減少了它們的使用年限，而且也為人民的生命安全帶來了嚴重的威脅，所以減少混凝土裂縫的出現是具有重要意義的。裂縫的形成是多種因素造成的，所以對于裂縫的控制首先需要明確其產生的原因。

一、混凝土施工溫度與裂縫因素探析

（一）溫度的應力的形成與影響

在混凝土當中，溫度應力的形成需要經歷三個過程，分別是早期，從混凝土澆筑完成到放熱結束為止，一般需要30d，在此期間，水泥將釋放大量水化熱，致使混凝土彈性模量發生劇烈變化，進而于內部生成應力；中期，從放熱結束到混凝土性質穩定為止，該時期混凝土彈性模量無明顯變化，但早期余下應力與受溫差變化而產生的應力將相互重疊；晚期，從混凝土完全冷卻下來后開始，此階段出現的溫度應力一般是因外界溫度變化過大所導致，且會與早期、中期應力共同重疊。

溫度應力對混凝土造成的影響主要有兩個方面：一是約束應力，是由于結構的個別邊界或全部邊界受到外界因素的抑制，導致其不能任意變形而引發的應力，該種溫度應力常與干縮應力相互結合而產生共同作用。施工人員要預測混凝土溫度應力，只有全方位掌握施工現場的具體情況、溫度及混凝土配合比等種種信息才可實現。二是自生應力，即結構邊界缺乏任何制約力量，使得結構處于不穩固狀態，在該種情況下，其內部發生的任何非線性分布都會由于結構自身力量相互制約而形成溫度應力。

（二）裂縫的發生原因

混凝土發生裂縫主要是由三個因素所引起，一是施工前準備階段由于未重視混凝土配合比，使得混凝土不僅水灰比穩定性不足，材質不均勻，且還在澆筑期間發生離析現象，進而導致混凝土裂縫的發生；此外，在通常情況下，設計均會要求不出現或只能出現一點拉力，但在個別施工現場，混凝土內部往往存在較大拉應力，甚至超過其外部荷截的應力，而混凝土一旦受到較長時間的拉應力，就不可避免會產生裂縫現象。二是混凝土可受氣溫影響，若在澆筑與養護期間出現氣溫溫差過大情況，則極易在混凝土表面形成拉應力，增加裂縫發生率；同時，混凝土在澆筑后會持續釋放水化熱，致內部溫度升高，于表面形成拉應力，而在后期降溫階段，則會在內部形成拉應力，可見，若不做好澆筑后的養護工作，同樣會加大混凝土裂縫風險。三是沒有對混凝土材料質量進行嚴格要求，不僅材質呈脆性、不均勻性，且整體結構也不合理，這種混凝土極易受內外溫度與濕度的影響而產生裂縫。

二、混凝土的施工溫度與裂縫防治策略

（一）施工前準備階段混凝土原材料與配合比優化對策

由上可知，混凝土在施工期間發生裂縫的常見因素是由原材料與配合比不合標準所致，因此，在施工前準備階段應采取以下措施以保證混凝土質量。首先，在選用混凝土配合比材料前應對工程的整體概況有大致了解，能掌握工程基本的設計要求及工程對承載力的標準，而后再以這些信息為依據選擇適宜的混凝土配合比材料，其中特別要注意的是水泥品種與等級的選擇，若水泥等級過低，將會對混凝土的剛性與強度造成影響，進而降低路橋工程質量，而若水泥等級過高，則會由于在混凝土中釋放過量水化熱而令混凝土產生裂縫。其三，相關施工人員在施工前必須對補償收縮技術有一定程度的了解，以保證該技術在施工期間中得到正確合理的運用。

（二）施工階段溫度控制對策

溫度控制不善是導致混凝土發生裂縫的重要原因，為了避免施工階段形成溫度裂縫，需要實行下述措施。首先，在氣候炎熱的條件下實行路橋工程混凝土澆筑作業時，應嚴格控制澆筑厚度，以不超過50cm厚度為宜，以確保混凝土熱度能在短時間內經由表面散去，同時，在澆筑第二層時必須注意澆筑速度，盡可能保證在第一段混凝土初凝前完成澆筑。其次，參考路橋工程混凝土澆筑面積，取一定數目測溫管分別置入混凝土上、中、下等3個部位，并規定混凝土內外溫度檢測時間，通常情況下，1-4d時，每2h 檢測一次，5-7d時，每4h檢測一次，8-15d時，每24h檢測一次，在對溫度做好觀察記錄的同時，要將路橋混凝土內外溫差控制在25℃以內。其三，混凝土拆模不可任意實施，否則混凝土將因溫度驟變而受刺激，于表面形成拉應力，為此，應根據施工現場情況明確科學的拆模時間。其四，優化保溫養護措施，澆筑完成后，取塑料薄膜先覆蓋一層，而后取厚度8-10cm 左右、以鋸末填充的麻袋進行中層覆蓋，最后取巖棉覆蓋1-2層，每層厚度10cm。

（三）養護階段冷卻管降溫對策

由于混凝土硬化期間其內部將釋放大量熱量致溫度升高，為此，可通過預先在其結構內部布置冷卻管路，于澆筑完成后立刻開啟水流來達到降溫目的。通常情況下，進水溫度為10℃以下時，水流時速應為1500L/h，如進水溫度偏高，則水流時速也應適當調快；同時，還應合理設置冷卻水出口，確保冷卻管排水不會對施工部位產生不良影響，另外，為提高水利用率，在混凝土全部完成初凝后可根據情況對混凝土實施蓄水保溫養護措施。養護結束后，由于冷卻管為中空，若不采取任何措施將會對混凝土整體結構的強度造成影響，為此，可實施真空壓漿或注漿措施將空管填滿，從而使混凝土性能得到保證。

總之，隨著生產生活活動及車輛地不斷增加，公路與橋梁所需要承受的荷載也越來越高。混凝土裂縫的出現不僅會減少工程的使用年限也會給人民的安全帶來威脅，有效地對裂縫進行控制是保證我國繼續向前發展的重要舉措。相關部門要加強對于混凝土生產工藝的引進與研發，另外還要加強對于施工單位的監督力度，避免在混凝土的制作過程中出現偷工減料或者以次充好現象的發生。

參考文獻：

[1]盧新兵.淺析公路橋梁混凝土裂縫成因及處理方法[J].混凝土，2013（09）：116-118

[2]高凡.淺析公路橋梁混凝土裂縫[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2013（09）：108