公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治余训啟

公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治余训啟

余训啟

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中铁七局集团郑州工程有限公司河南郑州450052

摘要：在改革开放的新时期，我国的综合国力在不断的加强，在公路桥梁的工程建设中，混凝土是主要施工材料之一，一旦混凝土构件发生开裂会对其结构性能产生严重的影响，并进而造成工程整体施工质量的降低。而公路桥梁的墩身结构目前主要采用的都是混凝土结构，因此施工单位必须高度重视混凝土开裂问题，对造成混凝土裂缝的各种因素进行全面深入的分析，并采取有效的防治措施，以保障公路桥梁墩身的稳定性和安全性。

关键词：公路桥梁；墩身；混凝土；开裂；防治

引言

随着经济的迅速发展以及科学技术水平的不断提高，我国的建筑工业取得了不小的进步，尤其是对公路桥梁的建设，更是取得了突破性成绩。但在建设过程之中，仍会出现一些问题，导致公路桥梁在投入一段时间后，出现了混凝土开裂的现象。本文主要针对公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治问题进行研究与分析。首先，对目前状况下一些公路桥梁墩身出现的混凝土开裂现象进行结合，然后对公路桥梁施工过程以及结构设计进行参考，了解其存在的问题与缺陷，实现对于公路桥梁混凝土开裂现象的综合分析，进而找出解决办法进行解决。

1公路桥梁墩身混凝土施工工作概述

对实际的混凝土施工工作进行深入的分析，可以发现在该工作进展的过程中，混凝土出现裂缝的情况是一种常见的工程问题，经过多年的发展，相关的施工研究人员对出现的混凝土裂缝状况进行了详细的类型划分，在一般的情况下，按照混凝土裂缝深度的不同，及实际的问题可以简单的分为以下三种情况：第一种就是表面裂缝问题，顾名思义就是公路桥梁墩体混凝土施工工作完成之后，使用的过程中桥体表面出现的裂缝问题；第二种就是深层裂缝问题，这种裂缝问题相对于表面裂缝问题而言，问题就相对复杂，相关的质量维修工作也相对困难；最后一种裂缝问题显得尤为严重，那就是贯穿裂缝问题，当这种问题出现之后，相关的施工人员以及实际的桥体设计人员，都要对自身的工作作出深刻的反思，深刻的探究相关问题产生的根本原因，进而根据实际的桥面裂缝情况进行及时的抢修工作。当混凝土结构发生裂缝问题的时候，将会产生以下几个方面的危害，首先裂缝将直接影响到桥体表面的美观性，其次就会破坏桥体整体结构的稳定性和实际使用性能，如果放任大问题肆意发展下去的话，将会给桥体表面通车问题造成不必要的安全隐患，严重情况下甚至会导致重大交通事故的产生，这种危害最大的尤指桥体贯穿裂缝问题。

2造成墩身混凝土发生开裂问题的主要因素分析

2.1混凝土构件的体积发生变化

水泥混凝土发生体积变化是公路桥梁工程建筑中的重要指标性性能参数。这主要是由于水泥在发生水化时，其中的无水熟料成为了水化物，因此其固相体积在水化后要大于水化前的体积，然而与水化前的水泥-水这一体系整体的体积相比，其体积却是减小了的。水化时水泥浆的总体积会不断的发生缩小，这种现象就是化学减缩。由于水泥混凝土不断发生失水收缩现象，一旦其环境湿度和温度产生改变时，混凝土中所含的水分就会进一步丧失，并加剧水泥混凝土的收缩程度。当水泥混凝土中的失水收缩达到了0.3mm/m-0.6mm/m时，就已经明显超过了正常化学作用所引起的收缩。另外，水泥混凝土还存在碳化收缩问题。碳化收缩的主要介质是碳酸，一旦含有碳酸成分的水遇到混凝土时，就会使其产生碳化收缩现象。

2.2水泥石的体积变化

在建筑工业中，水泥石的体积变化往往被作为一项十分重要的性能指标。一般情况下，存在着4种因素会对水泥石的体积变化造成一定程度上的影响。水泥在水化过程中，由于无水熟料矿物转变为水化物，所以水化后的固相体积比水化前要大得多。但是对水泥-水体系的总体积来说，却要缩小。这种水泥浆体积在水化过程中不断减少的现象，称为化学减缩作用。水泥石的失水收缩。当周围的温度以及湿度发生一定程度的变化时，就会造成水泥石中的水分发生一系列的变化。而当水泥石不断发生失水，相应的水泥石就会发生一定程度上的收缩。一般情况下，混凝土的失水收缩大致在0.3mm/m到0.6mm/m之间，这远远大于因为相应的化学作用所引起的收缩程度。水泥石的碳化收缩。进行碳化收缩时主要是以碳酸来作为相应的介质，这样一来，如果遇到含有碳酸的水就会使得混凝土发生一定程度上的碳化收缩。碳化收缩主要是由于干燥收缩引起的压力条件下的氢氧化钙结晶体的分解和在无应力空间碳酸钙的沉淀所引起的。然而需要说明的是碳化收缩是不能够进行逆收缩的，因此，外露部分的混凝土会发生一定程度上的开裂。

2.3墩身的设计结构不科学

一些桥梁墩身的厚度以及高度设计不合理，而桥梁墩身由于需要长期暴露在自然环境中，因此会受到环境湿度和温度等因素的影响，墩身混凝土往往会在温度应力的作用下产生开裂。此外，在设计时如果为了保证墩身结构的稳固性，随意提高墩身混凝土结构的强度等级，也会造成墩身产生开裂问题，这主要是由于提高混凝土的强度就需要增加水泥的用量，这会在客观上加大混凝土的干缩变形的机率，并造成墩身混凝土发生开裂。因此在设计中必须在保证墩身结构安全的基础上，科学的选择混凝土的强度等级，合理控制水泥用量，才能有效避免桥梁墩身发生开裂现象。

3公路桥梁墩身混凝土的开裂防治工作

3.1优化混凝土配合比例

在前文中我就提到了混凝土的实际体积变化，将会给公路桥梁墩身混凝土的实际质量造成较大的影响，所以在工程施工都可能事前相关的设计人员一定要按照实际的情况，制定较为科学的混凝土配合比例，不仅要保证混凝土的实际施工强度，而且还要尽可能的减少水泥和工程用水的使用，以达到防止因为混凝土体积变化，导致的墩身混凝土质量问题的产生。

3.2充填法

这一方法的主要操作步骤为：首先采用相关的办法将裂缝扩大，一般情况下，运用的主要工具是风镐、钢钎以及高速旋转的切割圆盘。当裂缝扩大并形成V状或者梯形槽状时，进行对其的清洗，然后在上面压抹一定量的成品速凝堵水剂。在进行压抹的过程之中，一定要注意分层，以达到良好的效果。一般情况下，所采用的成品速凝堵水剂有环氧砂浆或水泥砂浆、沥青油膏、高分子密封材料等。这样一来，就可以实现对于裂缝的封闭。但是，如果所要修补的裂缝存在一定的结构强度要求，那么选择环氧砂浆进行填充是比较适合的。

3.3采用灌浆的治理方法

首先应根据开裂的实际情况来选择相应的灌浆施工材料。目前比较常用的灌浆材料包括聚氰酯累材料、氰凝或兵凝材料、环氧树脂类材料以及甲基丙烯酸甲酯材料等。其中甲基丙烯酸才的粘度比较低，具有很好的可灌性和扩散性，在开裂治理和补强施工中具有良好的效果。在灌浆施工时可以采取两种施工方法，可以通过低压灌浆设备在混凝土的裂缝中灌入环氧树脂等灌浆材料，对裂缝加以密封，采用这种方法完成修补后不会有明显的痕迹留下。

结语

随着我国经济建设的快速发展，公路桥梁等基础设施的建设规模也随之增加。在桥梁工程的施工过程中，墩身是重要的组成部分，而其在结构施工中目前广泛采用的是混凝土结构。但是墩身混凝土在施工时会由于材料性能以及环境温度等各种因素的干扰下产生开裂问题，对工程的施工质量会产生严重的影响，同时也制约了社会经济活动的正常开展。因此施工单位要全面分析混凝土发生开裂问题的原因，并对混凝土加强检测，对混凝土的施工过程要加强质量管控措施，同时在完成浇筑作业后要对混凝土构件进行妥善的养护，从而有效防治开裂问题的发生，确保桥梁工程的施工质量。

参考文献：

[1]黄吉宇：公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治[J]。新华网，2016-08-14：31-32.

[2]刘岩松：公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治[J].赤峰学院学报（自然科学版）.2015（10）：51-52.