铁路工程施工混凝土裂缝及应对措施

导语：铁路工程施工混凝土裂缝及应对措施一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

摘要：铁路工程施工中的混凝土裂缝问题，影响着工程的美观度和设施使用寿命，同时存在一定安全风险。从铁路工程施工中混凝土裂缝产生的原因入手，探讨相对应的防治和解决措施，以期减少铁路工程施工中混凝土裂缝的产生和影响。

关键词：混凝土裂缝；铁路；工程施工；应对措施

1铁路工程施工中混凝土裂缝的概况分析

混凝土可以说是有生命的，施工期混凝土好比婴幼儿的“娇弱”，很多原因都会对混凝土施工效果造成不同程度的影响。一直以来，混凝土裂缝都是世界性的技术难关，它的出现制约着工程的安全与寿命。所以，业内也把裂缝比作混凝土的顽疾，更有说法认为混凝土裂缝可以位列铁路工程混凝土耐久性的“第一杀手”。硬化后的混凝土虽然看起来密实,但细节上存在着一些微小的裂缝，比如骨料与水泥的粘结面可能会出现裂缝，骨料之间也可能会出现裂缝。裂缝承受的力是有限的，当混凝土荷载30%以内的极限强度压力,裂缝对整体影响比较小；而混凝土荷载超过极限强度70%,则裂缝很大可能会明显延展,这些裂缝若连接起来，形成网状，会对整体混凝土结构造成极为显著的损害和破坏。混凝土裂缝从出现时间划分，可分为施工中裂缝与使用中裂缝。大部分混凝土裂缝出现在施工中，裂缝之所以出现，一般是混凝土收缩、不均匀变形等原因造成的非载荷裂缝。所以，怎样减少或避免铁路工程施工中混凝土裂缝的产生和发展，以及裂缝出现后如何及时整治，尽可能减少施工中混凝土裂缝对于铁路工程的安全和使用寿命的不良影响，是我们需要研究的课题。

2铁路工程施工中混凝土裂缝的主要成因

混凝土受温度、模具、器械等不同原因的影响，会产生不同的裂缝类型。下面将对裂缝的类型和成因展开阐述。2.1收缩裂缝。铁路工程施工中出现的混凝土收缩，一般表现为土体收缩。这种现象，可以说是未受外界因素干预的源于自发的体积变化。因为铁路混凝土的内部此时产生着一些变化，外部固定依旧是定向性的，那么铁路施工中的混凝土就存在着内外不均衡的拉应力，极其容易致使裂缝出现。这种裂缝一般会在混凝土浅表出现，表现为细纹，外观形状没有一定规则。按照分类来看，铁路混凝土裂缝的收缩类型包括:碳化、干缩、塑性、自身四种，它们出现的具体诱因，是水分在混凝土硬化过程中不同程度地流失，以至于混凝土性状有所变化，进一步左右凝结胶体性状。若外力约束不足以对抗形变的内力时，混凝土表面的干裂便在所难免。2.2碱骨料反应引起裂缝。在混凝土加水之后，混凝土里面的碱持续发生溶解。此时碱液和活性骨料含有的硅酸盐成分发生化学反应，在此过程中凝胶会吸附极多水分，甚至会增长到原有体积的四倍。混凝土内部结构因此而被破坏，进而出现裂缝。施工中，两个原因会加剧上述问题，其一是原材料质量参差不齐，存在不合格产品；其二是施工中的工艺技术不够规范。2.3温度裂缝。施工环境中不同的时间和气候，会使混凝土因温度变化而出现不同程度的裂缝。比如寒冷的季节里，铁路工程施工中混凝土出现的裂缝比较宽，温热的季节中，铁路工程施工中混凝土出现的裂缝则偏窄。深入探寻其内部原因，可以得知在混凝土施工中加水会使原材料大幅生热，这个明显升高的温度若逾越限度，那么混凝土便极易产生形变，即出现混凝土裂缝。2.4荷载裂缝。使用模具的过程中模具没有充分固定，或是材料脱模等待时间不足，均会诱发这种裂缝。另外，荷载裂缝一般在隧道衬砌上出现，若过多则会对工程质量造成十分明显的不良影响。荷载裂缝多数情况出现，是因为施工技术不规范，施工者的经验不足。部分施工方在工期内过度赶进度，施工技术人员没有有效把控施工现场，受施工经验不足所限，缺乏对施工材料和技术的准确判断，以至于荷载裂缝频现。2.5施工缝（接茬缝）。这种情况大多数是源于施工中的意外。例如，在铁路工程施工中突然遇到水电关停，或施工机械出现某些故障，妨碍了浇筑的连贯性。若混凝土已初凝，施工因各种原因仍在停断，或在二次浇筑前缺少凿毛处理这一细节，便会无法避免这种施工缝（接茬缝）的出现。

3铁路工程施工中混凝土裂缝的应对措施

3.1裂缝修补法应对收缩裂缝。运用裂缝修补的前提，首先是选择优质原材料，特别是水泥。铁路工程施工中的水泥原材料都应按照专业配方烧制，选择资质可靠的供应源头；其次是科学选定施工时间；再者是优化施工工艺，严格把控施工的浇筑、振捣、抹面等环节。裂缝修补法施工比较方便，适用于多而细小的裂缝，对于不影响工程承载功能的较小的收缩裂缝，可以在裂缝表面涂填补材料。举例来说，可以细致观察裂缝表面特征，提前判断裂缝结构，选择相适应的裂缝修补方法，预备修补过程中合适的工具、材料，并注意对修补材料妥善保存。主要原因在于裂缝修补作用于混凝土表面，与外界复杂环境接触多，所以这就要求对裂缝修补材料进行密闭、防水处理，以保证裂缝修补的效果。表面修补法中常见的涂抹材料包括：聚氨酯、树脂等；粘贴式所需材料包括纤维布、玻璃丝布等，可根据实际情况灵活选用。3.2合理配比与养护应对碱性骨料反应裂缝。合理配比实现混凝土的高性能，以抑制碱骨料反应产生的裂缝。在施工前，要仔细考察，施工中要对材料进行保护确保其不变质。在实际施工中来看，以粉煤灰取代部分水泥可以提高其抗裂性能。在选择碎石和沙土时，严格把控百分之一以内的含泥量，15%~20%的针片状物质，同时将颗粒的直径严格控制在40mm以内。铁路工程施工中，为减少裂缝的产生，对水的选择要格外注意，准确判断pH值与水灰比，同时精准把握用水量。筛选基本碱性骨料的过程中，可灵活地将活性混合材和非活性碱性骨料有机配比，更加有力地把握混凝土施工环境中的湿度。在铁路工程施工中，混凝土作业应当配以适当用量的碱性骨料，使用中对其含碱量严加控制。铁路工程施工中的混凝土碱含量绝大多数源自水泥与外加剂，若要将含碱量控制在一个较低水平，那么施工方应当尽可能采用使用符合国家标准的低碱原材料，并且可以在材料中加入一些抑制碱反应的添加制剂。随着工业技术不断发展，现在市场上也出现了一些化学合成材料，能够在一定程度上代替含碱材料，应用于混凝土施工中，最终实现减少碱性骨料反应裂缝的目的。合理的配比能够使混凝土容易自干燥，同时早期的养护能抑制部分碱骨料反应，防止裂缝过早形成，提高其抗裂性能。在具体操作时，应注意控制湿润性，把握好湿润度，针对大体积的混凝土，亦可参考流水或蓄水养护的方法。3.3灌浆法应对温度裂缝。在铁路工程施工中，温度造成的混凝土裂缝主要出现在表面，但这些裂缝对铁路工程整体混凝土的结构能够造成较大的不良影响，裂缝的存在还会使外界潮湿的水分、污染物入侵到混凝土的内部。所以，采用灌浆法解决这个问题十分有必要。为减少温度裂缝的产生，施工时首先应当尽可能减少水泥材料的单位用量，同时坚决不混用不属于同一规格和批次的原材料。添加外加剂抑制温度变化时要注意适度适量，避免品类不清而盲目添加。采用灌浆法，可使用压送设备把补缝浆液注进裂隙之中，来达到填补裂缝的目的。这种办法虽然相对来说偏传统，但最终的效果是比较理想。具体来说，灌浆修补时可以使用压浆泵，把胶黏性的灌浆材料泵入混凝土开裂的缝隙中，伴随着失水凝结，灌浆材料慢慢硬化，使混凝土从开裂状态重新展现为完整结构。铁路工程混凝土施工中通常的灌浆法有两种：化学式与水泥式，通常0.5mm以内的混凝土裂缝适用化学式灌浆法，超过0.5mm的混凝土裂缝适用水泥式灌浆法。3.4结构加固法应对荷载裂缝。不同原因造成裂缝出现,将会有损混凝土结构的防水性、耐久性和承载能力,同时有碍整体外观效果。尤其是在铁路施工中，铁路的桥梁、轨枕等处若出现混凝土结构裂缝，将对铁路运行安全产生严重不良影响。对于那些贯穿较深的荷载裂缝，在采用结构加固法时，可以根据实际情况，合理选择加大截面加固法、置换混凝土加固法、粘贴钢板加固法、粘贴纤维增强塑料加固法、绕丝法等直接加固方法，或者预应力加固法、增加支承加固法等间接加固的方法，以灵活应对，以此恢复出现裂缝的构件原有的较高承载力，增强其早期混凝土强度。举例来说，可将钢筋龙骨为主的构件，在混凝土裂缝处固定来提升混凝土的强度、力度，这种办法针对贯穿型较大混凝土裂缝，能够显著增强结构稳定性。3.5健全业内施工标准应对施工缝。在铁路工程施工前，应当对混凝土施工总体设计制定科学合理规划；施工期间，施工人员应当兼顾总体设计规划与实际操作经验，对施工中出现的各种情况及时综合判断，同时严格把控材料的混合量。自始至终，应当对施工设备性能与水电的供应源头实时检查，以此确保连续作业。施工方要按照科学合理的施工进度有序推进各项工序，绝不能将进度临时缩短或者赶工期而打乱节奏，缩短混凝土施工作业所需时间。此外，业内要对铁路混凝土进行高性能混凝土标准体系的建设，建立技术标准，包括《铁路混凝土结构耐久性设计规范》《铁路混凝土工程施工技术指南》《铁路混凝土工程施工质量验收标准》等。

4结束语

铁路工程施工中混凝土裂缝成因比较复杂，裂缝问题至今仍普遍存在，是铁路工程施工中名副其实的一个“顽疾”。解决混凝土裂缝控制技术问题十分迫切，我们热切企盼裂缝控制技术的改良与优化。综上所述，有效控制混凝土裂缝的产生，有效应对混凝土裂缝的出现，的确是保证铁路工程强度和安全性的关键点之一。所以，无论是设计方还是施工方，都应当严肃看待这一问题，认真思考梳理铁路工程施工中混凝土裂缝出现的源头，机动灵活寻找和应用有效措施，最大限度减少铁路工程施工中裂缝问题的产生，降低其不良影响。

参考文献：

[1]辛亮.段博峰.铁路混凝土裂缝成因及对策探讨[J].广东建材,2014,1:33-35.

[2]翟红侠.李志标.铁路混凝土施工期性能形成及裂缝形成机理试验研究,安徽建筑工业学院学报，2012,10(20):46-51.

[3]林成勋.铁路工程施工中混凝土裂缝的成因与防治[J].农家参谋,2019，08:144.

[4]刘阳,邵建力.混凝土网格式框架在水平荷载作用下抗侧刚度的计算分析[J].砖瓦,2020(08):62-63.

[5]陈思宇,陈松梅.论混凝土配合比及原材料的质量控制[J].砖瓦,2020(08):64+66.

作者:张建国 单位:兰州交通大学