高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的原因及处理研究

2021-08-29谢劲松谢盛阳

运输经理世界 2021年11期

文/谢劲松、谢盛阳

1 前言

混凝土具有价格低廉、抗冲击能力强、应用领域广等优势，是我国建筑行业当下最受欢迎的材料之一。然而，在高速公路桥梁施工中，混凝土裂缝的问题极大影响了桥梁的质量。由此可见，对高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的原因及处理方法进行探究是十分必要的，具体策略综述如下。

2 桥梁混凝土裂缝成因分析

2.1 干缩裂缝

在混凝土的搅拌过程中，水是各种材料相互融合的关键。施工单位大多会在混凝土的搅拌过程中放入大量的水，以达到各种材料在搅拌过程中有效混合的目的。这一举措虽然能够实现混凝土制作过程中多种材料混合的要求，但也因此产生了新的问题。放入了大量的水后，混凝土中的含水量会大幅度提升，其与空气的含水量之间会出现较大落差，进而产生吸热放热现象，造成混凝土本身与自然温度上的差异性，使混凝土凝结，在施工团队还未进行养护工作时内部就会产生剧烈的水化热反应，混凝土水分蒸发过快、离析等问题接连出现，在实际的高速公路桥梁施工中出现混凝土干缩裂缝的情况，极大降低高速公路桥梁的稳固性，这不利于我国桥梁事业的长久发展[1]。

2.2 施工因素

骨料是混凝土配料表中的一种材料，含有活性炭的成分，极容易与混凝土混合材料中的水泥、外加剂等材料相互反应，导致混凝土出现过度膨胀的情况，影响混凝土质量。另外，在这一过程中还会出现有害物质，让混凝土发生器质性的反应，给后期高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的现象埋下隐患。针对骨料的这一特殊性，施工单位大多会选择在混凝土中加入减水剂进行搅拌，以降低骨料与其他材料发生反应的概率。但这一措施对混凝土搅拌技术具有较高的要求，搅拌技术人员必须准确掌控搅拌时间，如果技术人员的经验较少、能力较弱，将极容易导致搅拌的时间过短或过长，大大降低减水剂在混凝土搅拌过程中的作用，最终不仅无法抑制骨料的负面作用，还会导致混凝土的离析、膨胀等问题愈发严重，加剧高速公路桥梁施工中混凝土裂缝问题的出现。

2.3 水泥水化热

在高速公路桥梁施工中，混凝土浇筑工序结束后，出现水化热情况的概率较大。以混凝土自身的特性来看，其无法将水化热下出现的大量热能导出，进而导致混凝土中的大量热量随着时间堆积的越来越多，产生温差并引发温度应力作用，最终使混凝土因内外压力过大而出现裂缝。经过调查分析发现，如果混凝土出现裂缝的内外温差值为25℃，那么在混凝土搅拌过程中使用的水泥为较细的水泥时，会致使高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的时间被缩短，并且出现裂缝的面积还会拓展，对高速公路桥梁工程的质量造成较大影响[2]。

2.4 不均匀沉降

在高速公路桥梁施工中一旦出现不均匀沉降就会出现裂缝现象，并且牵连出一系列的反应，进而影响高速公路桥梁工程的质量。一方面，在高速公路桥梁工程施工过程中，浇筑是一项十分重要的工序。在这一环节如果技术人员的经验较少，没有将混凝土浇筑位置捣密实，进而使材料中的空隙较多，就会导致混凝土中的骨料吸收大量的水，若得不到及时的养护，高速公路桥梁在后期使用中就会出现大面积的受冻裂缝，致使高速公路桥梁出现不均匀沉降。另一方面，在混凝土的配料中氯化物使用过多，会导致高速公路桥梁中的钢筋附近的氯化物逐渐聚集，最终超过钢筋材料表面的承受能力，对其内部构成极大破坏，出现生锈等问题，致使高速公路桥梁的部分位置出现不均匀沉降，并使桥梁的表面出现裂缝，如果得不到有效的养护与修缮，这些问题会变得越来越严重，对桥梁的安全性与稳定性造成伤害。

2.5 外界气温变化

高速公路桥梁工程对施工环境有一定的要求，当施工单位在高温环境下作业时，建筑材料中的混凝土会出现一系列反应。在浇筑工作结束后的极长一段时间内无法实现有效散热；而此时如果温度骤然下降，就会导致混凝土的内部温度与外界环境的温度差距过大，使两者间形成梯度差，进而出现混凝土裂缝问题，对高速公路桥梁工程施工的质量造成极大影响，给后期的养护工作带来了极大压力，同时也无法提升建筑企业在行业中的核心竞争力。另外，在裂缝问题的持续加剧下，高速公路桥梁的安全性会大大降低，极大威胁了车辆的行驶安全，给高速公路桥梁工程的社会形象带来极大的负面影响。

3 高速公路桥梁施工中混凝土裂缝的防治措施

3.1 严格控制混凝土原料

混凝土的本质是一种混合型的材料，其制作过程中使用的原材料是影响混凝土的质量最为显著的因素，因此对高速公路桥梁施工中混凝土裂缝的防治必须从严格控制混凝土原料的角度入手。建筑企业首先需要认识到混凝土裂缝问题与其原材料之间的必然关系，同时还要认识严格控制混凝土原材料的重要性；其次，建筑企业需要确立严格控制混凝土原料的目标，使防治工作更具方向性与效率性；最后，在实际的混凝土原材料的选择中，工作人员需要以混凝土的原料控制目标为中心依据，检测材料质量，引入符合国家固定质量要求以及满足高速公路桥梁施工中混凝土混合的实际要求的材料，进而有效防治裂缝问题。

3.2 加强对水的测试，合理选择外加剂与骨料

水与外加剂在混凝土的搅拌过程中是必不可少的，要想有效控制高速公路桥梁施工中出现的混凝土裂缝问题，就必须从水、外加剂以及骨料方面入手。首先，就水的控制来看，在实际的混凝土搅拌工作中，施工人员需要先检测用于混凝土搅拌的水，在确定水质符合混凝土的搅拌要求后，再投入使用，有效规避因水质不达标而导致混凝土整体质量下降的情况；其次，就外加剂的选择来看，施工工作人员需要充分考虑混凝土的种类、功能性、高速公路桥梁施工的具体条件等，并以这些信息作为依据，选择合适的外加剂，控制外加剂的用量，规避外加剂用量过多或过少的问题，保障外加剂能够在混凝土搅拌过程中发挥其真正价值，提升混凝土质量，降低高速公路桥梁施工混凝土裂缝的问题出现的概率；最后，就骨料的选择而言，工作人员应当将收缩性低、级配良好作为骨料的选择标准，并在施工现场中选择合理的混凝土搅拌技术，规范技术人员的操作流程与操作手法，降低人为因素对混凝土质量的影响，进而保障骨料的质量符合高速公路桥梁施工中混凝土的混合要求，以达到减少高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝现象的目的[3]。

3.3 加强混凝土养护控制力度

养护工作在提升高速公路桥梁施工质量、降低混凝土裂缝问题出现概率中占据了极为重要的位置；反之，如果工作人员对高速公路桥梁工程后期的养护工作做得不到位，就会导致混凝土裂缝问题出现。因此，相关部门或单位应加强对混凝土养护控制的重视程度，在高速公路桥梁工程建模结束后，充分考虑混凝土失水等问题，定期在混凝土施工表面洒水，使混凝土表面的水分一直处于充足状态，进而有效规避因失水而导致混凝土出现裂缝。此外，在混凝土养护工作中，养护人员还需对温度这一重要影响因素进行控制，将物理手段以及现代科技作为依托，让混凝土施工能够一直处于相对稳定的温度环境中，有效降低因内外温差过大而导致高速公路桥梁工程中混凝土出现裂缝的情况，为高速公路桥梁工程的质量提供保障。

3.4 裂缝修复措施

受多种因素影响，高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝问题的频率相对较高。要想保障高速公路桥梁的正常使用，使其满足国家规定的高速公路桥梁安全性与稳定性的标准，施工单位就必须及时落实裂缝修复措施。随着时代的进步，人们对高速公路桥梁建设与应用的重视程度越来越高。目前我国建筑行业中针对桥梁裂缝修复的措施相对较多，施工单位在选择裂缝修复方法时应充分考虑桥梁上实际的裂缝程度，找到具有针对性的修复方法，最大限度降低裂缝对高速公路桥梁工程质量的影响。例如，在面对宽度较小的裂缝问题时，施工单位可以应用表面封闭法，先清理裂缝位置的残土、垃圾等，保障裂缝表面的清洁度，然后利用环氧树脂等修复材料涂抹于裂缝的两侧，将外部空气与化学物质阻隔开，缓解裂缝问题，最后使用胶泥将裂缝填平，进一步提升修复位置的密封性，从而降低其对高速公路桥梁使用寿命的影响，保障高速公路桥梁正常使用。