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混凝土关于铁道工程混凝土施工技术

收藏本文 2024-01-26 点赞:5262 浏览:16184 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本文作者介绍了铁道工程中低强度混凝土裂缝的类型,提出了铁道工程中低龄期混凝土裂缝(如收缩裂缝、温度裂缝等)产生的原因,作出不同类型路桥铁道工程裂缝的预防措施和治理方法,对提高铁道工程混凝土施工水平有借鉴意义。
关键词:铁道工程;混凝土施工技术;分析

伴随着中国高铁技术的发展,铁道工程中混凝土施工被大量采用,混凝土是由水泥、粉煤灰、矿粉等胶凝材料与砂石等骨料再配以适当的化学外加剂等多种材料经混合均匀硬化的产物,由于原材料组成材料的多样性而致混凝土质量的复杂多变;组成材料颗粒大小的悬殊而致结构不易均匀;混凝土施工过程工序环节较多以及现代混凝土大流动性、高效率、高产量等施工工艺而易致质量波动,要保证混凝土施工质量,我们必须全方位、全过程对混凝土施工实施有效控制。混凝土在硬化过程中(低龄期)产生的裂缝不仅影响混凝土的外观,还给工程质量留下了隐患。施工中必须采取合理的工程技术措施,控制和减少混凝土中裂缝的数量和宽度。本文分析了低龄期混凝土裂缝产生的原因,提出了缓解裂缝产生的措施,并介绍了几种常见的裂缝治理办法。

1 铁道工程中低强度混凝土裂缝的类型

低强度混凝土裂缝类型主要有收缩裂缝与温度裂缝、外荷作用产生的裂缝、施工缝处理不当引起的接茬缝等。

1.1 收缩及温度裂缝

1.1.1 混凝土在硬化过程中水分逐渐蒸发散失,使水泥石中的凝结胶体干燥收缩产生变形,由于模板(和外力)的约束,变形产生应力,当应力值超过混凝土的抗拉强度时,就会出现干缩裂缝。干缩裂缝多为表面性的,走向没有规律。
1.1.2 水泥水化过程中产生大量的热量,在混凝土内部和表面间形成温度梯度可能产生应力,当温度应力超过混凝土的抗拉强度时,就会产生温度裂缝。裂缝宽度冬季较宽,夏季较窄。隧道中温度裂缝的产生与二次衬砌混凝土的厚度及水泥的品种、用量有关。
1.1.3 自身收缩与干缩一样,是由于水的迁移而引起。但它不是由于水向外蒸发散失,而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降,形成弯月面,产生所谓的自干燥作用,进而使混凝土体的相对湿度降低,体积减小。

1.2 荷载裂缝

模板或堵头板没有固定牢固,或过早脱模,或脱模时混凝土受到较大的外力撞击等都容易产生变形裂缝。低龄期混凝土因强度低,更容易产生荷载变形。荷载变形裂缝主要发生在隧道衬砌与拱涵混凝土,在隧道衬砌混凝土病害中占有的比例逐年增大,应该引起广大工程技术人员的重视。

1.3 施工缝(接茬缝)

施工过程中由于停电、机械故障等原因迫使混凝土浇筑中断,当中断时间超过混凝土的初凝时间而继续浇筑混凝土时,原有的混凝土表面没有进行凿毛处理,或者凿毛后没有用水冲洗干净,也没有铺水泥砂浆垫层就在原混凝土表面浇筑混凝土,致使新旧混凝土接茬间出现裂缝。

2 铁道工程中混凝土裂缝形成的原因

2.1 施工工艺或现场操作不规范

2.1.1 搅拌混凝土时原材料计量误差大,没有根据砂、石料的实际含水量及时调整施工用水量,造成混凝土水灰比增大。在混凝土运输及泵送过程中违规加水的现象也比较普遍。
2.1.2 混凝土浇筑时不振捣或漏振,混凝土均质性差。造成混凝土中出现气孔等空隙,在混凝土硬化过程中造成内部出现微裂缝。
2.1.3 盲目追求施工进度,随意提前脱模时间,使低强度混凝土过量承受荷载,破坏了混凝土结构。脱模后没有进行混凝土的保湿养护。
2.1.4 夏季施工时砂、石料露天堆放,无切实有效的降温措施,混凝土入模温度高。冬期施工时采取的防寒保温措施不力。

2.2 原材料质量差、配合比设计不合理

水泥品种选择不当,安定性不良,不同批次的水泥混用,碎石、砂级配差,含泥量超标,碎石中石粉含量大,针、片状物过多,影响了水泥与骨料的胶结。

2.3 裂缝产生的综合性

2.3.1 在低强度大体积混凝土施工中,材料、配比准确的情况下,未及时养护,会造成温度收缩,但同时混凝土自身收缩会与其叠加,内部与表面拉应力值增大,使裂缝宽度加大。
2.3.2 因低强度混凝土水泥用量小,对其坍落度规范要求为10mm~30mm,但施工中为减小混凝土离析现象往往控制在0mm~10mm,这样水灰比<0.35。水灰比的变化对干燥收缩和自身收缩的影响正相反,即当混凝土的水灰比降低时干燥收缩减小,而自身收缩增大。如当水灰比>0.5时,其自身收缩与干缩相比小到可以忽略不计;但是当水灰比<0.35时,体内相对湿度会很快降低到80%以下,自身收缩与干缩则接近各占一半,这时收缩裂缝就是两者之和。

3 铁道工程中混凝土裂缝的治理

混凝土作为多种材料组成的脆性材料,裂缝的存在是客观的,作为施工单位应加强混凝土的施工管理,避免或减少混凝土裂缝的产生。对于出现的裂缝,应认真分析原因,分清是有害裂缝还是无害裂缝,并对有害裂缝进行处理,防止裂缝继续发展,影响结构的稳定。混凝土表面常出现一些没有扩展性的细微裂缝,这种裂缝是稳定的,不会影响结构的使用和耐久性。从美观考虑,可先清洗干净裂缝表面,然后涂刷环氧树脂浆液二至三遍,最后用刮抹料、调色料处理混凝土表面,使其颜色与周围混凝土颜色一致。
环氧树脂浆液配比为环氧树脂∶501稀释剂∶二甲苯∶乙二胺=1∶0.2∶0.35∶0.08。刮抹料配比为水泥∶水= 1∶0.35。调色料配比为水泥∶白水泥∶107胶=5∶3∶1。施工时配比应经试验加以确定。

4 铁道工程中预防或缓解混凝土裂缝的措施

4.1 严格控制原材料的质量技术标准

4.1.1 水泥。施工现场多使用普通硅酸盐水泥,但应尽量减少单位水泥用量。不同品牌、不同规格、不同批次的水泥不能混用。
4.1.2 碎石。根据泵送管路的内径,尽可能选用级配良好的碎石或卵石。严格控制含泥量≤1%,针、片状物含量≤15%,粒径以5mm~31.5mm为宜,最大≯40mm。
4.1.3 砂。采用级配良好的中砂,细度模数应为3.0~2.3,粒径<0.315mm的颗粒含量所占比例宜为15%~20%,严格控制含泥量在3%以内。为方便混

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凝土的运输、泵送和浇筑,砂率取35%~45%。
4.1.4 水。最好选用饮用水。当采用其他水源时,应按现行《混凝土拌合用水标准》(JGJ63)的规定进行检验,pH 值应>4。水灰比越大,混凝土的干燥收缩越大,水灰比过小,混凝土干缩与自身收缩之和过大;因此,应严格控制混凝土用水量是减少裂缝的根本措施。施工中水灰比在0.45~0.55之间,混凝土入泵坍落度控制在(12±2)cm。
4.1.5 掺合料。(1)粉煤灰比表面积小,需水量低,不仅能有效降低混凝土的干燥收缩值,还可以改善混凝土的流动性、黏聚性和保水性。在水泥中掺入原状或磨细粉煤灰后,可以降低混凝土中水泥的水化热,推迟水化热峰值的出现,减少绝热条件下的温升,有利于控制温度裂缝的产生。粉煤灰的掺加目前在铁路大体积混凝土施工中应用比较广泛。 (2)掺加适量的膨胀剂可以补偿混凝土的收缩,增加密实度,提高混凝土防渗抗裂能力。
4.1.6 外加剂。高效减水剂能够有效减少拌合用水,降低水化热,延缓水化热释放速度,从而减少温度裂缝,但掺量过多,会引起混凝土的膨胀和开裂,施工时必须慎重选择外加剂的品种和掺量。

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