公路桥梁混凝土结构耐久性的施工与养护技术分析
摘要
关键词
公路桥梁;混凝土结构;耐久性施工;养护技术
正文
一、公路桥梁混凝土耐久性施工现状分析
在桥梁工程逐渐趋于大规模复杂化方向发展的背景下,关于混凝土施工作业逐渐面临出较强的挑战。以往的施工作业工艺具有一定的桎梏性,使得在真正施工期间所展现的耐久性品质并不符合当前的交通运输标准,甚至也给桥梁工程的使用寿命以及今后的维修管理造成不良影响。通过了解发现,在耐久性方面,因为有关人员在桥梁工程方案设计时所考量的因素并不全面,未能了解桥梁工程所处的地理环境以及在温、湿度、地下水状况的了解,使得工程的结构设计以及具体工艺实施缺乏一定合理性,导致在后续施工以及运营过程中经常会出现裂缝、坍塌等多种不良隐患。而造成耐久性低下的原因是十分多样的,为了提升整体桥梁工程品质,施工单位需进一步了解具体的影响因素,只有这样才能更好地发现问题,并就接下来的施工工艺加以优化。
二、公路桥梁混凝土耐久性影响因素分析
(一)开裂
开裂作为混凝土施工中的常见质量风险问题,是影响结构物耐久性的关键因素。通常情况下,可以根据荷载这一参数对具体的裂缝类型加以划分。一般情况下,在混凝土施工后期阶段,很容易因为荷载问题而出现相关裂缝,当超出承载负荷后会使得混凝土结构表现出一定的裂缝风险。面对这一问题,施工单位需发挥钢筋所具备的支撑作用,对内部结构加以调整,进而提高整体的稳定性与耐久性。而非荷载这一类型的裂缝造成的主要诱因为收缩、变形等,一般出现在混凝土凝结硬化的早期阶段,或者在后期使用的过程中,也很容易出现这一风险。而施工单位若想切实控制开裂问题发生,就必须要在全面了解桥梁工程所处环境以及各项施工技术准备要求的前提下,就混凝土的结构以及各项参数性能加以优化,进而有效杜绝开裂风险。
(二)氯离子侵蚀
在混凝土施工作业时,可以明显发现氯离子所造成的侵蚀问题比较常见,同时也会严重影响整个结构的耐久性品质。通常情况下,在混凝土结构中,氯离子会通过空气有效渗入内部,使得结构内出现明显侵蚀风险。而在侵蚀的方法上也表现出较强的多元性。首先,混入比较常见。一般在进行混凝土拌和环节,因为加入了外加剂,使得氯离子有条件混入内部混凝土结构中。其次,渗入也是比较常见的形式。一般情况下,受压力影响外界环境所包含的氯离子会渗透于结构内部当中,甚至附着于钢筋表面,使得出现钢筋锈蚀问题。同时,扩散也是氯离子侵蚀的主要形式,主要根据浓度情况由高到低有效扩散。此外,在这一方面电化学所呈现的迁移现象,也是驱动氯离子得以有效移动和渗透的主要原因,面对这一影响因素,施工单位需明确其所呈现的危害。比如,当其作用于钢筋表面时,会使得原有的钝化膜受到破坏。经过一定转化形成腐蚀电池,最终导致钢筋表面呈现出严重的腐蚀问题。进而诱发开裂等不良隐患,这并不利于混凝土工程质量的保障,也给接下来的桥梁工程安全运营与使用寿命保障造成不良影响。
(三)冻融循环
施工单位需进一步明确冻融循环这一因素给混凝土结构耐久性所造成的影响。通过了解可以发现混凝土的特性体现为多孔,这也使得其在具体完成凝结硬化后会表现出多元的空隙。通过对孔隙情况加以分析,可以发现其中所包含的自由水比较丰富,一旦温度降低至0℃,或者低于0℃,那么则会表现出明显的结冰现象。而由水到冰的过程中,体积会发生一定变化,有所增加,这便使得在一定压力下,混凝土自身所具备的稳定性结构受到影响。严重情况下,还会表现出明显的裂纹现象,若不能及时对其处理,那么将使得整个混凝土结构在耐久性方面明显降低,也会严重影响后续的工程使用寿命,大大增加了后期的养护与管理难度。
(四)碳化
在桥梁工程范畴内,关于混凝土施工作业碳化现象是重要的影响因素,关乎着结构的耐久性。碳化可以将其定义为当空气与混凝土表面相接触时,其中的二氧化碳会通过渗透进入微孔,在含有一定水分的条件支撑下,与混凝土结构中的有关碱性物质出现反应现象,使碱度指标明显下降,这便是比较典型的碳化反应。出现这一现象造成的不良影响便是,导致结构内部钢筋材料表面所具有的钝化膜遭到破坏,甚至还会诱发钢筋骨架一系列的腐蚀问题。
(五)碱骨料反应
施工单位需在关注结构耐久性问题上,重点加强对碱骨料反应现象的有效分析。首先,要明确其具体的反应机理。将其划分为两种类型,分别为碱硅酸盐与碱碳酸盐。之后,就这一现象可能诱发的开裂等问题加以分析,以此为基准判定结构耐久性情况。并在全面了解新时期桥梁工程质量控制章程的前提下,探索更规范的应对举措。同时,施工单位在具体面对混凝土施工工艺时,还需基于对碱骨料反映情况的掌握,就影响其严重情况的主要因素加以分析,通常情况下,总碱量、碱活性骨料、湿度等都是重要的参数因子。所以,为有效避免这一现象,施工单位需对混凝土总碱含量进行有效控制,以降低这一反应所造成的危害,并且要合理控制骨料的碱活性,通过混凝土配合比外掺矿物掺合料抑制碱活性,避免发生这一反应。除此之外,还需要对湿度值进行规范控制,将其设置在50%以内。施工单位还需要在面对具体桥梁工程项目时,做好质量全方位监督与优化,在改善整体施工工艺方面,提高综合作业品质的前提下,有效预防这一风险发生。
(六)其它因素影响
除了上述因素给混凝土耐久性造成一定影响的因素还有很多,具体涉及设计、施工、运营等多个方面。首先,从设计角度出发,根据当下《公路桥涵设计通用规范》中所制定的相关指标,进一步明确了耐久性的参数标准。而在实际展开工程设计期间,有关人员对桥梁工程所处的环境,以及混凝土施工的质量建设标准缺少一定的了解,盲目的进行设计。导致最终所形成的方案在实际开展和落实的过程中,难以保障耐久性方面的要求,同时也给桥梁工程的性能和品质造成不良影响。其次,从施工的角度出发,可以判断出在当前的工程建设领域,因为桥梁工程规模在日渐扩大,所呈现的施工难度也日渐提高。若是延续以往落后的施工工艺,再加上对施工现场的管理不够规范,很容易诱发多种不良质量风险问题,而使得整体的结构耐久性降低。比如说,在具体拌和浇筑、振捣等各项作业时,若施工人员缺少良好的专业意识与素养支撑,延续经验式的施工作业理念,盲目的进行施工作业处理,那么将严重影响整个结构耐久性,甚至也会因为这一性能得不到满足,而给接下来的工程运营期使用性能发挥造成一定阻碍。除此之外,在运营管理方面也因为缺少完善性的管理机制,以及未能结合桥梁工程所处的环境进行科学分析,使得目前所展现的风险问题比较突出,因为耐久性降低,而使得桥梁工程很容易出现坍塌、裂缝等其他风险。
三、公路桥梁混凝土耐久性施工要点
(一)做好施工前期的各项准备
为真正提升混凝土耐久性方面的品质,施工单位在负责具体的桥梁工程项目时,需从前期阶段着手做好更充分的准备工作,以保证接下来的施工更规范,且维护好整体的耐久性能。首先,在材料选择方面,需根据国家的相关规程以及质量标准进行合理选择,明确桥梁工程在耐久性方面的标准。在选择水泥材料的过程中,需要针对其所表现的耐久性等各项指标进行有效分析,从众多的水泥材料品种中选择在质量更加优质的材料,并做好抽检工作。不仅如此,还需要针对水泥地运输、存储等各个工艺环节加以科学优化配置。同时,在面对粗细集料方面,也需要根据相关的质量标准,对其具体的粒径范围值加以控制。比如说,为了保证耐久性更加突出,需尽量选择含泥量较低且粒径合理的集料。比如说,若选择C50以上的混凝土材料,有关单位需就含泥量的指标加以严格控制,一般将其控制在0.5%以内。而在选择碱活性剂量时,也需要控制好具体的砂浆棒膨胀率,一般可以将其设置在0.2%以内。此外,在进入拌和环节时,需要对拌合用水进行规范,合理地控制水的碱含量,充分发挥拌和机的搅拌作用,组织相关人员在施工期间,做好设备调试工作。然后适当发挥外加剂的作用,合理地进行拌合处理。在这一环节当中,需要根据混凝土结构的类型,如水下灌注桩、基础墩台、桥梁封端等,就具体的坍落度、水胶比、水泥用量等各项参数进行灵活调整。
(二)规范浇筑施工
为进一步优化混凝土施工,确保其耐久性能符合桥梁工程作业要求,施工单位需高度重视浇筑这一模块的工艺优化,并制定更加科学、合理的浇筑处理方案。之后,发挥清理设备的作用,针对模板表面以及相关杂物进行有效清理,创造一个更加干净的施工环境。之后,在确定具体浇筑目标的前提下,做好位置精准定位,然后发挥一些机械设备的作用,规范性地展开浇筑作业。在这一环节当中,施工单位需高度重视接缝部位的处理要求,做好接缝表面处理工作。除此之外,在浇筑的过程中,还需要根据整个桥梁工程的规模进行分段浇筑的原则,调整好具体的操作顺序,以保证最终所形成的结构更具有平整性。
(三)加强设、施、管综合管理
为真正保证桥梁混凝土结构在耐久性方面,真正符合新形势下的交通行业发展需求,有关单位需遵循设、施、管有效融合的战略原则,科学构建更综合性的管理体系。以保证所构建的施工环境更加安全,进一步规范各环节的施工作业工艺,以保证最终所形成的混凝土结构在耐久性等方面的品质更符合标准。首先,在设计层面,有关人员需做好全面考量工作。在先进测量和检测仪器支撑下,对整个现场环境参数进行全面监测,然后根据所获得的数据就相关的工程方案进行优化设计。还需要在面对具体设计要求时,深入分析耐久性的具体影响要素,然后对工程参数加以调整。其次,在施工作业环节,有关单位需要在掌握国家所提出的公路桥涵工程建设质量标准。之后,就具体的施工环节以及各项流程进行优化设置。并组织有关人员积极学习更先进的施工理念,在面对具体的作业工艺是要展现出良好的专业素养,从拌和、运输、浇筑等各个方面加以优化,以提高整体的作业品质。在真正保障工程质量的前提下,有效提升结构在耐久性方面的综合水平。并且,要做好耐久性检测,发挥电化学检测法、氮气法、表面吸水法等优势。在检测时,围绕电通量、抗冻标号和等级、抗硫盐酸等级等要素,做好早期抗裂试验,优化抗水渗透试验。同时,在运行管理的过程中,也需要科学构建跟踪性的管理机制。定期对混凝土的工程结构进行合理检测,以便可以及时发现坍塌、裂缝等问题。然后组织专业的维护人员合理借助先进技术手段,对其进行科学处理。更要形成良好风险意识,结合桥涵工程运营情况以及所承载的负荷范围,分析可能会发生的裂缝等风险,然后制定出更加合理的预防举措。
四、公路桥梁混凝土耐久性养护技术分析
(一)暖棚养护
在养护处理环节,施工单位需进一步明确暖棚养护所具备的功能优势。充分发挥暖风机所具备的作用,以控制暖棚内部的温度。不仅如此,还需要在合理调节温度指标的前提下,对具体的湿度参数进行优化调节。可以发挥洒水的作业优势,或者通过覆盖保湿这一手段来进行调节。比如说,当温度超过一定标准时,一般以大于15℃为主,可以通过洒水处理来进行调节,进而避免桥梁工程表面出现裂缝问题。除此之外,还需组织专业人员定期针对箱梁的内外温度参数进行有效的检测和分析,以便更好地制定养护处理方案。
(二)拆模养护
施工单位还需在全面了解混凝土耐久性的质量要求之后,从拆模这一环节着手科学落实合理的养护工作。首先,需督促有关人员按照一定的工艺顺序更严谨的展开拆模处理。之后,在拆模这一环节中需要明确温差这一要素,给混凝土结构质量造成的影响。在展开这一操作之前,需要对保暖风机进行关闭,让整个混凝土结构表面温度有所降低。在拆模处理结束之后,还需组织有关人员在养护剂的支撑下,对其进行科学养护。并发挥薄膜覆盖法所具备的养护功能,合理地控制养护周期。
结论:依前所述,在当前的桥涵工程范畴内,混凝土作为重要的施工材料,其在耐久性方面的性能表现,关乎着整个工程的作业品质。有关单位在负责具体桥梁工程项目时,需关注混凝土施工作业要求,从耐久性层面进行深入分析,了解开裂、氯离子侵蚀等各类因素可能给混凝土耐久性造成的影响。之后,在明确接下来施工标准之后,对具体的施工要点加以优化,并重点加强养护技术深化落实。
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