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桥面支座灌浆料早期裂缝的产生及预防

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桥面支座灌浆料早期裂缝的产生及预防

发布日期:2021-04-08 作者:支座灌浆料 点击:

  桥面支座灌浆料裂缝是桥梁施工中的一个通病,裂缝将不同程度地降低桥面整体性和耐久性,影响桥梁的使用寿命,严重者可能导致质量事故的发生。尽管大批工程技术人员和管理人员在这方面做了坚持不懈的努力,但 “裂缝”依旧像一名顽强的杀手,困扰着人类,因而必须高度重视、严加控制。本文对桥面支座灌浆料早期裂缝的原因加以分析,并提出一些防范措施,供施工和管理参考:

  

支座灌浆料

  一、支座灌浆料材料及半成品

  

  支座灌浆料(以下简称支座灌浆料)是以水泥为胶凝材料,与水和骨料按适当比例配合拌制成拌和物经硬化后得到的人造石材。水泥水化所需结合水,一般占水泥重量的25%左右,但拌制支座灌浆料时,为获得必要的流动性,水灰比通常在0.35~0.8之间,这样就有了多余的水分。支座灌浆料干缩主要由这些多余水分蒸发造成,水灰比越大,水泥石中毛细孔隙越多,干缩率也越大。试验表明,支座灌浆料用水量每增加1%,干缩率就增加2-3%。同样,水泥安定性不良;砂石级配差,砂过细,产生干缩性裂缝;砂石含泥量过大,使支座灌浆料强度急剧降低,减弱抗渗性,干燥时产生裂缝;混凝土配合比不良,砂率过大;不适当的掺用氯盐;水泥的水化热;混凝土沉陷、干缩等等,都会产生导致裂缝的产生。

  

  二、支座灌浆料裂缝的产生

  

  (一)温差裂缝

  

  温差变形有二种情况:升温与降温。水化过程将释放水化热使支座灌浆料内部温度升高,而表面温度因受环境影响偏低,造成内部膨胀而外部收缩。支座灌浆料的膨胀和收缩都会受到骨料的约束,产生强制应力,当此应力过当时的支座灌浆料抗拉强度时,便产生裂缝。

  

  (二)渗水裂缝

  

  新浇筑支座灌浆料,不可避免地产生不同程度的集料与水分离现象,造成表面泌水,形成表面裂缝,严重时表面脱皮。渗水裂缝的产生主要与单位用水量有关系。

  

  (三)干缩裂缝

  

  支座灌浆料在硬化过程中,一部分水分参加水化作用,而其余水分渐渐蒸发,使支座灌浆料产生干缩变形。如果干缩产生的拉应力过支座灌浆料硬化初期的抗拉强度时,就会出现裂缝。水分蒸发受环境、季节、气温、空气湿度及风速度等因素的影响。

  

  (四)冻融裂缝

  

  冻融裂缝主要是因桥面支座支座灌浆料面大层薄,养生工作很难到位,支座灌浆料中的水分结冰后因冰胀力而产生裂缝。这多出现在北方地区。

  

  (五)其它裂缝

  

  桥面支座支座灌浆料浇筑过程中,还有几种易于避免但较为常见的裂缝。在混凝土浇筑过程中,因钢筋网走样造成保护层厚度过大或过小而产生的裂缝;下层结构不均匀沉降产生的应力破坏;支座灌浆料张拉后的预应力破坏,这种破坏往往表现为规则的通缝。

  

  三、裂缝的预防

  

  (一)支座灌浆料材料

  

  “质量”是以“质”为本的,材料的质量决定产品的质量。在实际应用中,应根据工程的不同要求,选用合适的水泥、骨料品种。

  

  就水泥矿物成分而言,桥面支座支座灌浆料水泥应选用铝酸三钙含量低,铁铝酸四钙含量高的水泥。就品种而言,水泥忌用矿渣水泥而首推硅酸盐道路水泥及粉煤灰硅酸盐水泥。采用普通水泥的,可在水泥用量不变的情况下,掺入粉煤灰或减水剂。

  

  水泥与骨料的粘结强度是由界面凹凸造成的机械啮合、摩擦力和化学结合力等共同组合而成的。骨料对混凝土强度的影响取决于骨料的表面特征、矿物成分、力学性能等。石子Dmax增大,可减少支座灌浆料的收缩,但会因薄弱面的增加而使支座灌浆料的抗剪性降低,故石子Dmax宜适中,并采用连续级配的碎石。砂子宜采用细度模数较大的内河中粗砂,含砂率不应过35%。

  

  (二)支座灌浆料浇筑

  

  支座灌浆料在振捣过程中,内部原有的粘着力和摩擦力减小,骨料在重力作用下下沉紧密排列,水泥浆填充空隙,水、汽泡被排出,表面产生泌水现象。规范要求,对渗出水分,不宜直接引走,而用吸水材料吸干,以防带走水泥。现在的混凝土真空脱水工艺也是解决渗水裂缝的较好方法。对于桥面混凝土,经真空脱水后,水灰比在0.31-0.36之间,强度可提高20%-50%,也增强了支座灌浆料的抗裂性能。

  

  我们认为,在振捣完成后,很大一部分泥质及其有害杂质也随水析出,浮在表面,这种高含泥量砂浆强度差、干缩性大,易在上下两层支座灌浆料间形成薄弱的夹层,使支座灌浆料表面龟裂甚至脱皮。在实际操作过程中,桥面支座支座灌浆料浇筑面层时谊高出设计5mm左右,在振捣密实后,把高出部分表面砂浆用刮刀予以刮除抹面。

  

  支座灌浆料初凝前,应进行及时收浆二次抹面,使混凝土进一步密实,并使支座灌浆料表面产生裂缝愈合。这是消除早期裂缝有效的措施。

  

  支座灌浆料浇筑应避开高温和低温。按规范要求,在气温低于5℃或高于35℃时是不允许浇筑支座灌浆料的。

  

  (三)支座灌浆料养生

  

  支座灌浆料养生的目的是使支座灌浆料在一段时间内保持适当的温度、湿度,营造良好支座灌浆料硬化条件。桥面支座支座灌浆料应在浇筑后立即用活动棚罩遮盖或膜式养护剂喷洒,避免水分蒸发过快。目前多采用针刺土工布洒水覆盖并用塑料薄膜保湿的办法进行养生,少数地方采用支座灌浆料养护剂养生效果也比较理想。桥面支座支座灌浆料洒水养护时间不宜小于7d,粉煤灰水泥应再延长7d。

  

  (四)接头接缝处理

  

  支座灌浆料接头、接缝引起桥面支座支座灌浆料裂缝大致有二方面的原因,首先是下层支座灌浆料(接头、接缝混凝土)硬化造成上层支座灌浆料(桥面混凝土)的裂缝,主要由下层支座灌浆料干缩和水汽蒸发所致,故桥面支座支座灌浆料的浇筑应在下层支座灌浆料强度达到70%且养护期不能少于7d后方能进行。其二是接头、接缝支座灌浆料在受力后发生不均匀徐变。徐变是产生裂缝的直接原因。

  

  桥面支座支座灌浆料面积大、厚度薄,比较容易产生裂缝,本文所谈的桥面支座支座灌浆料裂缝的预防仅仅是个案,大部分防裂措施也适用于其它支座灌浆料浇筑。


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