公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫防治探析

庾用橋

（浙江交工國際工程有限公司，浙江 杭州 310051）

1 溫度應力的形成與影響

混凝土中溫度應力的形成主要包含三個階段：早期階段，即從澆筑混凝土開始至混凝土放熱結束期間。一般情況下這一階段的持續時間在30 d左右。在這一階段，水泥會釋放大量的水化熱，對混凝土的彈性模量產生較大程度的影響并使其發生劇烈變化，進而促使混凝土的內部生成應力；中期階段指的是混凝土放熱結束至混凝土性質趨于穩定的階段。在這一期間，混凝土的彈性模量雖然不會發生十分明顯的變化，但溫度的變化會產生一定的應力，這一應力與早期階段余下的應力相互重疊而產生作用；晚期階段從混凝土完全冷卻開始，這一階段溫度應力的產生主要是由于外界溫度變化所以引起的，且晚期產生的應力會與早期、中期產生的應力發生重疊，共同作用于混凝土。溫度應力對于混凝土的影響主要表現在兩個方面：一方面為約束應力。外界因素會對結構的邊界造成一定程度的影響，并對其變形產生抑制作用，進而產生應力，這一類型的溫度應力往往會與干縮應力相互結合，并共同會混凝土產生影響；另一方面為自生應力。結構的邊界沒有力量對其產生約束作用，致使混凝土結構處于不穩定的狀態，在這一狀態之下，當其內部發生非線性分布時由于結構自身力量的相互制約便會形成溫度應力。

2 公路橋梁工程混凝土裂縫產生的原因

2.1 混凝土自縮

混凝土本身會出現一定的自縮現象，而自縮現象的產生存在著多種影響因素，主要包含如下幾個方面：①水泥因素：水泥在硬化的過程中會有大概20%左右的水分吸收或者消耗，剩下的水分則主要是通過蒸發吸水狀態所流失。一般情況下，水分的蒸發與混凝土的自縮兩者存在著一定的平衡關系，如果水分蒸發過多，超過了混凝土的自縮值，那么這一平衡狀態便難以維系，就會出現混凝土自縮現象，進而導致混凝土裂縫的產生。②外加劑因素：在混凝土制作的過程中，會人為添加一定的外加劑，外加劑會在一定程度上加速混凝土流動速度，但與此同時混凝土的自縮值也會受到影響，不同的添加劑對于混凝土自縮值的影響也是有所差異的。③礦物材料因素：在施工的過程中，一些環節需要對礦物材料進行添加，雖然材料本身不一定會混凝土的自縮值造成影響，但是因為添加量的差異，水泥的自縮值仍會受到影響。因此，路橋工程中使用的混凝土發生一定的自縮現象也會導致裂縫的產生。

2.2 水熱化影響

水化熱指的是水泥在進行攪拌的過程中會釋放熱能。在路橋工程施工過程中，運用到的混凝土量較大，且范圍也十分廣泛。同時，混凝土構造的路面相對較厚且表面防護體系會出現一定程度上的降低，這些問題的存在最終會形成聚合作用，促使水熱化中釋放的熱量無法及時的散出，這樣一來，就會形成內外結構的溫度差，進而產生裂縫。

2.3 外界環境變化

對于混凝土本身而言，雖然具有很強的穩定性與穩固性，但是熱脹冷縮的現象無法避免，如果外界出現溫度驟降或者溫度在短時間突然升高的情況，混凝土的內部結構必然會受到一定程度上的影響進而發生變化，最終導致內部作用力與外界阻礙形成一定的沖擊。一旦外界阻礙大于內部應力的作用，便會出現混凝土開裂的現象。

3 公路橋梁工程混凝土施工溫度與裂縫的防治策略

3.1 把控溫度應力的影響

①控制水泥用量：文章中闡述了水泥在攪拌的過程之中會產生一定的熱量，而水熱化現象導致這一熱量無法消散，最終導致內部結構聚合大量的熱量而產生應力。針對這一情況，應當對水泥的用量進行科學合理的控制，從而對水泥水熱化的影響進行一定程度上的減少；②溫度控制：溫度的變化會對混凝土的引力作用造成影響，因此，在對路橋工程施工的過程中，需要選擇合適的澆筑季節與時間；同時還需要做好防范措施，防止惡劣天氣對施工造成影響。只有控制好溫度，才能有效防止混凝土裂縫的產生；③除了上述的兩種方法，還可以采用一定的強制性措施，從而更為科學有效地對溫度進行平衡。如可以采用人工注水的方式對溫度進行一定程度的降低。總之，采用科學合理的方法對溫度應力的影響進行有效的控制，對于路橋施工質量的提升具有十分重要的作用。

3.2 提升混凝土的抗裂性能

①添加劑的合理選擇：外加劑會在一定程度上加速混凝土流動速度，但與此同時，混凝土的自縮值也會受到影響，不同的添加劑對于混凝土自縮值的影響也是有所差異。因此，選擇合適的添加劑可以對水泥或者混凝土的自縮值進行科學有效的控制，避免出現混凝土開裂的現象。需要注意的是，在對添加劑進行選擇時，需要嚴格按照相關的規定標準來執行，在條件允許的情況下，可以引入一定的金屬纖維，從而對混凝土的抗裂性進行有效的提升，最終提升路橋工程的施工質量。②提升混凝土材料配置比例的合理性：在進行混凝土調制之前，相關技術人員可以多次試驗，并記錄好材料比例，通過對比分析不同配置比例調制而成的混凝土，確定混凝土配置的最優比例。這樣一來，在施工的過程中，就能夠有效保障混凝土的質量，將混凝土裂縫產生的情況降至最低，進而有效提升施工質量。

3.3 約束力把控

地基對于路橋工程的影響需要重視，一般情況下，如果地基在水平方向上發生位移或者在豎直方向上發生一定程度的沉降，都將會影響到路橋工程的施工質量。因此，需要采取相關措施對約束力進行科學有效的控制：①對混凝土的內部約束力進行一定程度的弱化，因溫度影響而導致的應力會直接作用于約束力上，需要對溫度進行合理而有效控制，必要時應當采用一定的保溫措施，這樣一來，就能夠對混凝土結構的內應力造成，從而起到約束內部約束力的作用；②有效把控外部地基的約束力，這一點可以通過降低澆筑層的厚度來實現。除此之外，還可以對移動層進行設置，但需要確保設置的合理性。這兩種方法可以對約束力產生一定程度的弱化作用。

3.4 做好養護工作

在對路橋工程進行養護時，主要的核心在于防止混凝土表面的失水，補充早期混凝土水化使用的水分，幫助水泥水化工程的進行。在公路橋梁的路面進行施工時，最為困擾的問題就是塑性的收縮裂縫。在以前的施工中，會采用二次收漿的方式，之后在配合養護以便阻止塑性的收縮裂縫產生。但是在現在工程施工中，如果遇到風大或者溫度較高的天氣，水分的蒸發量會不斷增加，使得混凝土的表面又會出現裂縫，這就必須在終凝之前進行再次抹面將裂縫閉合。

4 結語

在公路橋梁工程中，混凝土施工過程中會產生一定的溫度應力，對混凝土造成影響，進而產生裂縫。相關施工單位應當充分了解混凝土裂縫產生的原因，從溫度應力把控、約束應力把控、混凝土抗裂性能提升與做好養護工作等幾個方面對公路橋梁工程中混凝土裂縫進行有效防治，進而提升工程質量。