桥梁工程中混凝土施工常见问题分析

陈 迎

(河北省高速公路石安管理处)

桥梁工程中混凝土施工常见问题分析

陈 迎

(河北省高速公路石安管理处)

从混凝土碳化、氯离子侵蚀、混凝土冻害、混凝土裂缝以及钢筋腐蚀等角度对桥梁混凝土施工中常见问题进行了分析，为解决病害提供了理论依据。

混凝土;碳化;冻害;侵蚀

1 混凝土碳化

混凝土碳化是指混凝土内氢氧化钙同渗透入混凝土内的二氧化碳或其他酸性气体发生化学反应，其本质是混凝土的中性化，由于施工后的混凝土内水泥在水化过程中将生成大量的氢氧化钙并导致内部孔隙内充满氢氧化钙溶液，势必导致内部pH增高，一般可增加到12～13，高碱性环境易将内部钢筋表面钝化而生成一层钝化膜，该膜的存在可阻止混凝土内钢筋被腐蚀，但当酸性气体进入混凝土内部则会将原有的碱性物质中和并降低内部pH值，当pH值低到一定程度则会破坏钢筋表面钝化膜最终导致钢筋腐蚀，且当混凝土碳化到一定程度则会在桥梁混凝土内产生大规模的顺筋裂缝而降低桥梁的安全性;在桥梁投入使用后应随时检测混凝土的碳化深度，一般可采取在表面点滴1%的酚酞试剂进行测试，并应对投入使用后的桥梁的实测碳化深度进行统计分析以推断在各种情况下保护层完全被碳化所需时间，以为混凝土结构的耐久性评价提供合理资料。

2 氯离子侵蚀

由于硅酸盐水泥本身含有少量氯化物，且在搅拌过程中加入氯化物或使用海水排湿的粉煤灰等措施均会导致混凝土内氯化物含量增高，混凝土内氯离子的存在最终会导致钢筋被腐蚀，尤其是早期修建的桥梁因混凝土强度等级较低、抗渗性能较差，氯化物的侵蚀最终会形成大量的可溶性盐类，该盐类将在混凝土内孔隙和毛细孔内反复积聚而导致混凝土内产生膨胀现象，并会增大混凝土内的孔隙甚至会导致裂缝的出现;同时氯化物进入混凝土内部通道也会腐蚀内部钢筋，一旦钢筋锈胀则会出现锈胀裂缝，而裂缝的出现又加大氯化物入侵混凝土内部通道，导致钢筋锈蚀加剧的恶性循环，最终导致钢筋严重破坏。

3 混凝土裂缝

3.1 混凝土裂缝成因分析

温度变化所致。当混凝土内外环境温度发生变化时其本身热胀冷缩的特性会导致一定量的变形发生，但如果该变形受到限制则会在结构内部出现相应的应力，而该应力一旦超出本身的抗压强度则会导致裂缝的出现，其温度变化的主要因素包括混凝土浇筑后内部水泥水化热以及外部环境温度变化所产生的热量。

混凝土收缩。浇筑后的混凝土将会自外表向内部出现一个逐步干燥的过程，该干燥过程会在混凝土内部产生一定的含水量并呈现桥梁混凝土内部收缩小、表面收缩大的不均匀的收缩状况，即在混凝土表面承受拉应力而在内部则承受压应力，当混凝土表面所承受的拉力超过其抗拉强度则会导致混凝土表面出现收缩裂缝。

钢筋锈蚀裂缝。施工后的混凝土质量不高或保护层厚度不足则易出现钢筋被二氧化碳等腐蚀现象，该腐蚀现象在很大程度上降低了混凝土的碱度，致使钢筋表层被混凝土内的水及氧气腐蚀而在其周围出现一定压力，严重后则会导致保护层剥落甚至开裂，并会沿着钢筋走向出现裂缝，同时钢筋锈蚀所产生的铁锈渗透入混凝土会在一定程度上减少构件的有效界面积，而在一定程度上降低了钢筋和混凝土之间的握裹力，因此在降低构件承载力的同时也会导致构件出现裂缝。

材料因素。桥梁混凝土施工所用的材料主要为骨料、水泥和水以及各种掺加剂，若所采用的某种材料质量不合格均可导致最终拌合物质量不合格，而在其投入运营后在环境和外部荷载的影响下均会导致裂缝的生成，诸如拌合物内细骨料超标则会导致在混凝土干燥时出现网状裂缝，而级配不合理则会增加侧向裂缝的生成几率，施工用水或外加剂内杂质含量过高则会出现一定的钢筋腐蚀现象最终导致裂缝的生成。

3.2 裂缝的施工控制

降低出仓温度。降低混凝土的出仓温度即为了降低混凝土的总体温度，由于其出仓温度是由拌和前各种材料总热量与拌和后混凝土的总热量之和形成，尤其是各种骨料的用量较大因此对混凝土的出仓温度影响也较大，要控制混凝土的出仓温度应将骨料置于荫棚内或在拌和前用冷水冲洗以降低其自身温度。

拌和控制。由于桥梁用混凝土尤其是箱型梁混凝土内一般不设置施工缝，而是一次性浇筑以保证其整体性，因此控制其出仓及入模温度尤为重要，在温度控制时除了对原材料进行温度调节外还可在拌和过程中采取二次投料工艺，即先将水和水泥、掺和料以及外加剂等拌和成为水泥浆，之后方投入粗细骨料再拌和均匀，拌和过程中尤其应确保计量精度，并随时检测混凝土出罐时的坍落度。

施工控制。施工时应保证混凝土连续浇筑需要而配置足够运输车辆，以免出现浇筑停滞现象;浇筑时应在受料斗内配置孔径在50 mm×50 mm左右的震动筛以防止过大粒径的骨料进入泵管，并保持料斗内混凝土上表面距上口距离为200 mm左右以防止泵入空气，在泵送混凝土前应先将储料斗内清水排放用以清洁和湿润泵管，之后方可压入水泥砂浆后方可泵送混凝土;在混凝土开始送压时应慢速进行，待出口处流出混凝土后方可加快速度并进入正常，施工过程中若由于某种原因导致运转不正常则应放慢泵送速度并进行抽吸往复推动以防堵管;混凝土入模时应使端部软管均匀移动以保证布料均匀，泵管向下倾斜输送混凝土时应在下斜管的下端设置长度为落差高度5倍的水平管路，并在斜管上端设置排气活塞以防堵管。

［1］冯乃谦.高性能混凝土结构［M］.北京：机械工业出版社，2004.

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1008-3383(2012)11-0139-01

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