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摘 要： 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)輸需求增加，鐵路運(yùn)輸在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來(lái)越大，鐵路施工引起了人們的高度關(guān)注，尤其是鐵路施工過(guò)程中混凝土的裂縫問(wèn)題。本文介紹了鐵路施工過(guò)程中混凝土的裂縫成因并提出了防治策略，這對(duì)于提高鐵路的混凝土施工工程質(zhì)量具有重大意義。
摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，運(yùn)輸需求增加，鐵路運(yùn)輸在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用越來(lái)越大，鐵路施工引起了人們的高度關(guān)注，尤其是鐵路施工過(guò)程中混凝土的裂縫問(wèn)題。本文介紹了鐵路施工過(guò)程中混凝土的裂縫成因并提出了防治策略，這對(duì)于提高鐵路的混凝土施工工程質(zhì)量具有重大意義。
關(guān)鍵詞：鐵路施工,混凝土裂縫,成因
一、工程概述
本工程為蘭新第二雙線雙塊式無(wú)砟軌道直線路基段，道床板采用C40混凝土，分單元現(xiàn)場(chǎng)澆筑，單元道床板一般為19.5m單元式道床(調(diào)整段根據(jù)區(qū)段長(zhǎng)計(jì)算確定)，在路基合攏、路橋、路隧及岔區(qū)架構(gòu)調(diào)整段可采用10.8~19.5m。道床板采用雙層配筋，縱向上層設(shè)置9根Φ16鋼筋，縱向下層設(shè)置14根Φ16鋼筋，橫向兩軌枕間上下層分別設(shè)置2根Φ14鋼筋。道床板上層鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不小于45mm，下層鋼筋混凝土保護(hù)層厚度不小于35mm。由于西北風(fēng)大，氣候干燥，晝夜溫差大，容易產(chǎn)生裂紋，鐵路施工中混凝土裂縫現(xiàn)象成為本工程研究的重點(diǎn)。
二、鐵路施工中混凝土裂縫的成因
(一)材料原因
1.粗細(xì)集料含泥量過(guò)大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2.骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。
3.混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。
4.水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。
5.水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開(kāi)裂影響很大。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開(kāi)裂。
(二)混凝土配合比設(shè)計(jì)原因
1.設(shè)計(jì)中水泥等級(jí)或品種選用不當(dāng)。
2.配合比中水灰比(水膠比)過(guò)大。
3.單方水泥用量越大、用水量越高，表現(xiàn)為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大。
4.配合比設(shè)計(jì)中砂率、水灰比選擇不當(dāng)造成混凝土和易性偏差，導(dǎo)致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值。
5.配合比設(shè)計(jì)中混凝土膨脹劑摻量選擇不當(dāng)。
(三)環(huán)境因素影響?
主要是溫度和濕度的變化，混凝土的脆性和不均勻性，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格，如堿骨料反應(yīng)、模板變形、基礎(chǔ)不均勻沉降等。混凝土構(gòu)件多次受冰凍—— 溶解循環(huán)作用，使混凝土中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，促進(jìn)已有裂縫發(fā)展，結(jié)構(gòu)疏松，表面龜裂，表層剝落或整體崩壞。
(四)施工工藝問(wèn)題
1.施工人員在對(duì)混凝土進(jìn)行攪拌操作的時(shí)候，沒(méi)有科學(xué)合理地計(jì)算出原材料的用量，沒(méi)有依據(jù)石料和砂的實(shí)際含水量來(lái)有效地調(diào)配施工用水量，以致于混凝土的水灰比增大。另外，在運(yùn)輸和泵送混凝土的時(shí)候，還會(huì)時(shí)常出現(xiàn)違章加水的現(xiàn)象。
2.施工人員在澆筑混凝土的時(shí)候，振搗不到位或者是漏振，以致于混凝土的均值性能比較差，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土中出現(xiàn)空隙現(xiàn)象，在硬化中引發(fā)了微裂縫的產(chǎn)生。
3.施工單位一味地追趕施工進(jìn)度，提前混凝土的脫模時(shí)間，以致于低強(qiáng)度的混凝土承受了過(guò)量的荷載，嚴(yán)重?fù)p壞了混凝土的結(jié)構(gòu)，而且在脫模之后還沒(méi)有對(duì)混凝土進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)作業(yè)。
4.鐵路工程在夏期施工的時(shí)候，砂、石料等施工材料沒(méi)有按照要求規(guī)定堆放，隨意地堆放在露天，也沒(méi)有采取有效的降溫措施，以致于混凝土人模溫度較高。東期的時(shí)候，往往又沒(méi)有采取切實(shí)可行的防寒保溫措施，導(dǎo)致入模溫度較低。
三、鐵路施工中混凝土裂縫防治策略
(一)注重混凝土原材料的選擇和配比
混凝土中如果采用吸水率較大的骨料，干縮較大、骨料含泥量較多時(shí)，會(huì)增大混凝土的干縮性;骨料粒徑較大、級(jí)配良好時(shí)，由于能減少混凝土中的水泥漿用量，所以混凝土干縮率較小。摻加粉煤灰能減少水泥用量并有效降低水化熱，可降低混凝土單方用水量和水泥用量，還可減少混凝土自身體積收縮。同時(shí)，在混凝土中摻加粉煤灰或高效減水劑不僅能使混凝土具有較好的和易性、可泵性、抗?jié)B性、抗離析好，減少泌水現(xiàn)象發(fā)生、有利于混凝土表面處理。 配合比設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場(chǎng)，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計(jì)坍落度，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的砂、石原材料質(zhì)量情況及時(shí)調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場(chǎng)搞好構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)工作。改善骨料級(jí)配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來(lái)減少水泥用量，降低水化熱;選用低堿水泥和低堿或無(wú)堿的外加劑;積極采用合適的摻和料和混凝土外加劑，抑制堿骨料反應(yīng);正確掌握好混凝土補(bǔ)償收縮技術(shù)的運(yùn)用方法。 根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量。選擇級(jí)配良好的石子，控制砂的粒徑及含量，減少空隙率以減少混凝土收縮量，提高混凝土抗裂強(qiáng)度。
(二)混凝土的運(yùn)輸
1、注意事項(xiàng)
運(yùn)輸是建筑施工中主要的環(huán)節(jié)，所有材料都要經(jīng)過(guò)運(yùn)輸送達(dá)到 現(xiàn)場(chǎng)，為了保證混凝土的均勻、避免分層、泌水、砂漿流失和塌落度變化現(xiàn)象發(fā)生，我們應(yīng)對(duì)運(yùn)輸做幾點(diǎn)要求。最基本的運(yùn)輸條件是要保證在混凝上凝固前進(jìn)行運(yùn)輸。當(dāng)混凝土從運(yùn)輸工具中自由傾倒時(shí)，首先要根據(jù)施工的具體情況，采取相關(guān)的防范措施，預(yù)防混凝土的損壞。規(guī)范規(guī)定：混凝土從高處傾倒的高度不得超過(guò)2m，否則，串筒、溜槽或振動(dòng)溜管等工具應(yīng)協(xié)助一起下落，還應(yīng)保證混凝土出口與地面的垂直。
2、混凝土的運(yùn)輸方法
運(yùn)輸混凝土的攪拌車(chē)，多采用自卸汽車(chē)或混凝土攪拌運(yùn)輸車(chē)。如 果是將混凝士原材料運(yùn)送到現(xiàn)場(chǎng)攪拌，則要采用小型機(jī)動(dòng)翻斗車(chē)、雙輪雙手推車(chē)等。混凝土垂直運(yùn)輸多采用塔式起重機(jī)、混凝土泵等少量混凝土的地面運(yùn)輸工具一般都是手推車(chē)。
(三)加強(qiáng)溫度控制，改善混凝土裂縫
充分改良骨料的配置，適當(dāng)增加添加劑，這樣可有效降低混凝土中的水泥成分。在混凝土的拌和過(guò)程中，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑺疄⒃谒槭希_(dá)到冷卻碎石的目的，從而降低了混凝土澆注時(shí)的溫度。尤其在夏期施工中，在設(shè)計(jì)單位規(guī)定的混凝土澆筑厚度下，利用澆注層的面積，充分散熱。適當(dāng)條件下，可在混凝土內(nèi)部敷設(shè)降溫水管，達(dá)到全面降溫混凝土的目的。對(duì)于施工工序的安排，必須時(shí)間合理。對(duì)于混凝土暴露面積，要適宜。對(duì)混凝土來(lái)說(shuō)，其性能的好壞常常異常重要，選擇高性能混凝土，增加抗裂效果，避免表面干縮程度大的混凝土應(yīng)用于橋梁施工中。塑性沉降裂縫在施工中常常見(jiàn)到，所以在施工中必須加強(qiáng)基礎(chǔ)處理，合理對(duì)支架進(jìn)行布置。就支架來(lái)說(shuō)，必須用面積法測(cè)定表面受力，采取預(yù)壓措施，來(lái)減低非彈性形變的產(chǎn)生。對(duì)于塑性收縮裂縫而言，其主要的防治方法是加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，然后降低混凝土中水分增發(fā)的速度。此方法具體是用麻袋以及海綿等物質(zhì)覆蓋混凝土結(jié)構(gòu)的表面，對(duì)混凝土進(jìn)行澆水濕治。溫度裂縫的防治措施，主要是加強(qiáng)注意施工中混凝土澆注時(shí)間以及速度，在澆注過(guò)程中控制溫度。在夏期施工而言，混凝土骨料必須進(jìn)行灑水，而在冬期施工中，混凝土表面采取保溫措施。
(四)泌水的防治
大體積混凝土在澆筑過(guò)程中骨料和水泥漿下沉，水分上升，混凝土表面析出水分容易產(chǎn)生泌水。C40雙塊式無(wú)砟軌道板混凝土，不允許有泌水，因此必須做好泌水的防治工作。
泌水的防治要嚴(yán)格控制混凝土振搗時(shí)間，避免過(guò)振。另外，對(duì)于現(xiàn)澆混凝土的性能控制，選取適當(dāng)?shù)目刂泣c(diǎn)，使得控制有利于減小混凝土泌水。假如要控制最大含氣量，控制點(diǎn)可選在入倉(cāng)口，將混凝土輸送過(guò)程中含氣量損失對(duì)泌水的影響降到最低。當(dāng)倉(cāng)面內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了泌水，必須及時(shí)排除，其最有效的方法是真空吸水、人工在倉(cāng)面掏水或用海綿等吸水性強(qiáng)的材料吸水，尤其在混凝土收面時(shí)更應(yīng)該及時(shí)吸去泌水，便于混凝土收面確保混凝土外觀質(zhì)量。嚴(yán)禁在模板上開(kāi)孔自流，造成膠凝材料流失，影響混凝土的質(zhì)量。尤其在混凝土收面時(shí)更應(yīng)該及時(shí)吸去泌水，以便于混凝土收面。
結(jié)束語(yǔ)
當(dāng)前混凝土由于取材方便、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用到鐵路施工當(dāng)中，然而混凝土施工不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生裂縫問(wèn)題，影響工程的美觀和行車(chē)安全，因此必須在施工中，全面分析裂縫產(chǎn)生機(jī)理，控制施工溫度，對(duì)于產(chǎn)生的裂縫必須采取積極有效的措施，這樣才能確保施工質(zhì)量。
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