探析桥梁施工中混凝土的质量管理
2012-03-23喻超
喻超
摘要:随着我国桥梁技术的突飞猛进,大体积混凝土在桥梁结构中的应用也越来越广泛。混凝土是应用最广泛最重要的工程材料之一,具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、耐火性好、不易风化、养护费用低等优点,可以预计随着我国基础设施建设规模的迅猛发展,其应用领域还会进一步拓宽。在应用混凝土材料进行建筑结构、公路、桥梁及隧道等工程建设中,人们也发现,混凝土开裂是最常见的一种病害,并且已成为影响工程结构使用寿命的重要影响因素之一。在混凝土桥梁结构上产生的各种各样的裂缝,形成的原因也是千差万别,因此其危害性也会有显着的差异。
关键词:桥梁混凝土质量管理
Abstract: along with the bridge technology by leaps and bounds, mass concrete bridge structure in the application more and more widely. Concrete is the most widely used one of the most important engineering materials, has drawn widespread, low cost, high compressive strength, good resistance, not easy weathering, watery maintenance cost advantages, can be expected as China's infrastructure construction scale of rapid development, and the application fields will further open. In the application of concrete materials for building structure, roads, Bridges and tunnels project construction, people also found, concrete cracking is one of the most common diseases, and affected the project structure has become the service life of one of the important factors. In the concrete bridge structure from all kinds of cracks, the reason is different, so the hazards will also have significant differences.
Keywords: bridge concrete quality management
中图分类号:U445文献标识码:A 文章编号:
前言
混凝土作为建筑企业在施工过程中的一种常用建筑材料,因具有耐压、耐水、耐火、可塑性等特性,而被广泛运用,也被人们所认可。人们在生产、生活中对混凝土的依赖性也越来越强,甚至情有独尊。普遍认为混凝土是坚固无比的,不可能自然损坏和失效的,强度越高越结实。但是,近年来,在工程建设中,因混凝土耐久性不足而产生的严重后果,已让人们对自己心目中的“最好”建筑材料产生疑问。好端端的工程建筑,是什么原因让它变得不再神圣,变得千疮百孔,危机四起。甚至刚刚投入使用的混凝土结构物,却遭遇破坏。经分析,这就是混凝土的耐久性问题。由于混凝土的耐久性失效给世界各国造成不同程度的经济损失,一些国家每年不得不拿出大量资金去搞建筑维修,因而带上沉重的经济负担和精神枷锁。因此,在工程建设中不得不重新审视混凝土的耐久性问题。
1 影响混凝土桥粱耐久性的因素
1.1冻融破坏主要表现在混凝土中存在大量的孔隙和裂缝,水份通过毛细作用进入,当温度降至冰点以下时,孔隙中的水冻结膨胀,使孔壁受压变形,当温度升高冰融化后,使孔壁产生拉力,经过持续的反复冻融,使混凝土发生开裂,裂缝随着冻融次数的增多而增加,并逐渐扩展连接,以致逐渐降低混凝土的强度。混凝土的碳化,在大气环境下桥梁结构的破坏主要是钢筋的混凝土保护层碳化,碱性降低,混凝土出现裂缝,大气中的氧气和水深入混凝土中到达钢筋表面,并发生化学反应,引起体积膨胀,使混凝土的裂缝加大,最终引起保护层的开裂、剥落。
1.2不合格的施工也是影响钢筋混凝土桥梁耐久性的一个重要原因。例如,混凝土质量不合格、钢筋保护层厚度不足;或者材料使用不当,而在混凝土中发生碱一骨料反应,这些都有可能导致钢筋提前锈蚀,降低其耐久性的要求。另外,许多地方不适当地加快施工进度,尤其是对工程进度不适当的行政干预,没有保证混凝土桥梁所需要的足够的施工养护期,因而使其耐久性受到影响。
1.3缺乏合理的维护和管理,在钢筋混凝土桥梁的正常使用过程中,缺乏合理的维护和管理也会严重降低其耐久性,如汽车等对其的碰撞、磨损以及使用环境的劣化,如不加以合理维护和管理,都会使该结构因耐久性不足而无法达到其预定的使用年限。
1.4交通量因素,随着社会的发展,交通量不断增大,汽车荷载吨位不断提高,重载、超载现象特别严重,这也会使现有桥梁的耐久性急剧降低,缩短其使用寿命。
2 怎样提高混凝土的耐久性
2.1从工程实践和分析结果看,重点把握好以下三点:①严把原材料质量检验关。工地材料员必须从正规厂家进材料,货比三家,进场必须检验材料出厂合格证等。同时,送检到具有相应资质的试验室进行粗骨料的坚固性、吸水率试验。特别要把吸水率作为必检项目进行检查。因为,一般来说,吸水性越大,坚固性越差。②把握住降低混凝土的渗透性关。混凝土的渗透性是指气体、液体或离子通过混凝土的难易程度。气体、液体或离子在混凝土中以各种不同形式的存在和迁移,是出现耐久性问题的症结所在。因此,在施工中必须生产低渗透性混凝土。在生产过程中,要注意以下几点:①合理选用水灰比,因为,合理选用水灰比对混凝土的渗透性有重要影响。②矿物细掺料的掺用。因为,矿物细掺料的种类、掺量、品质、活性、细度等不同,对混凝土性能的影响程度不同,必须科学掺用。③外加剂的掺用。由于掺用减水剂、高效减水剂、缓凝剂可以有效地改善混凝土的工作性,从而有利于混凝土的均匀性和密实性,减少质量缺陷,提高混凝土抗渗性。但是,在掺用外加剂时,应注意不同外加剂之间的匹配、外加剂与水泥的相容性及外加剂的成分、掺量等。比如,在钢筋混凝土中掺和外加剂应严格控制氯离子的引入,以免对钢筋防锈蚀不利。
2.2提高混凝土的密实度,一般病害的发生是以水为载体,通过裂缝或孔道到达混凝土内部和钢筋位置,而且裂缝越大,侵蚀的速度就越快,实验表明,桥梁结构要达到百年的使用寿命,裂缝宽度必须控制在0.15mm以内。病害处理应包括改善结构材料的防水性能和提高密实度两个方面。对于既有结构混凝土的裂缝,可以通过埋设注浆嘴进行高压注浆的方法进行填塞封堵;对于贯通的毛细孔,可以采用新型的渗透结晶型材料通过毛细孔进入混凝土内部,与混凝土本身的某些物质发生反应,生成凝胶,堵塞毛细孔,提高混凝土的密实度,增加抗渗性,从而提高混凝土的抗侵蚀能力和使用寿命。
2.3适当增加混凝土保护层的厚度,在混凝土耐久性规范中,规定了最小保护层厚度,较原来的钢筋混凝土规范有了很大的提高,这是一条防止混凝土被侵蚀的重要手段,可以将延长有害物质到达钢筋的时间,延缓了钢筋的腐蚀,使钢筋混凝土的有效寿命得到提高。
3 混凝土的质量检查
混凝土质量的检查包括施工过程中的质量检查和养护后的质量检查。施工过程中的检查包括拌制和浇注对原材料的质量、配合比、坍落度等的检查。混凝土养护后的质量检查,主要包括混凝土的强度表面外观质量和结构构件的轴线、标高、截面尺寸和垂直度的偏差,混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的。首先使用的原材料要符合要求,特别是砂、石材料变异性较大,试验室人员必需按照技术规范的要求,经常取样进行检验,不符合要求的材料杜绝使用。
4 施工准备
4.1人员配置为满足桩基施工需要,配置足够的施工管理人员、工程技术人员和劳动力,建立完善的组织机构和健全的管理制度。
4.2机械设备为保证施工能顺利进行,配备足够的机械设备,能满足工程的全面开展。
4.3技术准备由项目部施工技术科按照设计和规范要求编制技术交底书,书面及现场交给施工队,施工队落实到各班组,班组落实到个人。
4.4场地准备在现场范围进行清理掘除、碾压。设立混凝土集中拌和站,对于砂石料场及钢筋加工场地用砼进行硬化。水泥存放在散装水泥罐里,鋼筋存放采用上盖下垫,上用彩条布覆盖。搭建钢筋加工棚,钢筋制作、焊接、成型均在棚中操作。根据现场地形条件在桥梁两侧临时征地设置泥浆池和沉淀池。
5 结语
混凝土桥梁病害的发生,除环境因素外,大多数情况下是有害物质以结构中的裂缝或毛细孔为通道,以水或气体为载体,在结构中逐步扩散进行的。混凝土桥梁的病害处理措施应是针对结构裂缝或毛细孔道的处理,提高原结构的密实度和防水抗渗性能。位于环境恶劣地区的钢筋混凝土结构,除考虑结构刚度外,其设计混凝土桥梁不宜按允许裂缝出现的情况考虑。采用渗透结晶性防水材料作为结构表面的防护层较单纯防水材料更适合于耐久性要求。