【正文】 混凝土內(nèi)或鋼筋混凝土的邊緣部位如果結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)了拉應力，則須依靠混凝土自身承擔。一般設計中均要求不出現(xiàn)拉應力或者只出現(xiàn)很小的拉應力。但是在施工中混凝土由最高溫度冷卻到運轉(zhuǎn)時期的穩(wěn)定溫度，往往在混凝土內(nèi)部引起相當大的拉應力。有時溫度應力可超過其它外荷載所引起的應力，因此掌握溫度應力的變化規(guī)律對于進行合理的結(jié)構(gòu)設計和施工極為重要。根據(jù)溫度應力的形成過程可分為以下三個階段:(1)早期:自澆筑混凝土開始至水泥放熱基本結(jié)束，一般約30天。這個階段有兩個特征，一是水泥放出大量的水化熱，二是混凝土彈性模量的急劇變化。由于彈性模量的變化，這一時期在混凝土內(nèi)形成殘余應力。(2)中期:自水泥放熱作用基本結(jié)束時起至混凝土冷卻到穩(wěn)定溫度時止。這個時期中，溫度應力主要是由于混凝土的冷卻及外界氣溫變化所引起，這些應力與早期形成的殘余應力相疊加，在此期間混凝土的彈性模量變化不大。(3)晚期:混凝土完全冷卻以后的運轉(zhuǎn)時期。溫度應力主要是外界氣溫變化所引起，這些應力與前兩種的殘余應力相迭加。根據(jù)溫度應力產(chǎn)生的原因可分為兩類：(1)自生應力:邊界上沒有任何約束或完全靜止的結(jié)構(gòu)，如果內(nèi)部溫度是非線性分布的，由于結(jié)構(gòu)本身互相約束而出現(xiàn)的溫度應力。例如，橋梁墩身，結(jié)構(gòu)尺寸相對較大，混凝土冷卻時表面溫度低，內(nèi)部溫度高，在表面出現(xiàn)拉應力，在中間出現(xiàn)壓應力。(2)約束應力:結(jié)構(gòu)的全部或部分邊界受到外界的約束，不能自由變形而引起的應力。如箱梁頂板混凝土和護欄混凝土。這兩種溫度應力往往和混凝土的干縮所引起的應力共同作用。要想根據(jù)已知的溫度準確分析出溫度應力的分布、大小是一項比較復雜的工作。在大多數(shù)情況下，需要依靠模型試驗或數(shù)值計算?；炷恋男熳兪箿囟葢τ邢喈敶蟮乃神Y，計算溫度應力時，必須考慮徐變的影響，具體計算這里就不再細述。為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。(1)控制溫度的措施1)采用改善骨料級配，用干硬性混凝土摻混合料加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的水泥用量。2)拌和混凝土時加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。3)熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。4)在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫。5)規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。6)施工中長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)要對其采取保溫措施。(2)改善約束條件的措施1)合理地分縫分塊。2)避免基礎過大起伏。3)合理的安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。 (3)添加外加劑為保證混凝土工程質(zhì)量，防止開裂，提高混凝土的耐久性，正確使用外加劑也是減少開裂的措施之一。例如使用減水防裂劑，筆者在實踐中總結(jié)出其主要作用為：1)混凝土中存在大量毛細孔道，水蒸發(fā)后毛細管中產(chǎn)生毛細管張力，使混凝土干縮變形。增大毛細孔徑可降低毛細管表面張力，但會使混凝土強度降低。這個表面張力理論早在六十年代就已被國際上所確認。2)水灰比是影響混凝土收縮的重要因素，使用減水防裂劑可使混凝土用水量減少25%。3)水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑的混凝土在保持混凝土強度的條件下可減少15%的水泥用量，其體積用增加骨料用量來補充。4)減水防裂劑可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。5)提高水泥漿與骨料的粘結(jié)力，提高的混凝土抗裂性能。6)混凝土在收縮時受到約束產(chǎn)生拉應力，當拉應力大于混凝土抗拉強度時裂縫就會產(chǎn)生。減水防裂劑可有效的提高的混凝土抗拉強度，大幅提高混凝土的抗裂性能。7)摻加外加劑可使混凝土密實性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，減少碳化收縮。8)摻減水防裂劑后混凝土緩凝時間適當，在有效防止水泥迅速水化放熱基礎上，避免因水泥長期不凝而帶來的塑性收縮增加。9)摻外加劑混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，減少水分蒸發(fā)，減少干燥收縮。許多外加劑都有緩凝、增加和易性、改善塑性的功能，我們在工程實踐中應多進行這方面的實驗對比和研究，比單純的靠改善外部條件，可能會更加簡捷、經(jīng)濟。4嚴格掌握混凝土的配合比和水灰比混凝土的配合比和水灰比對強度起至關(guān)重要的作用。一般都能做到依據(jù)水灰比與強度關(guān)系曲線進行計算和選配合理的配合比，但關(guān)鍵是在實際施工中要按采用的配合比嚴格執(zhí)行，堅決杜絕上料不過秤。在路段工程中根據(jù)不同廠家的水泥和工地實際采備的砂石料，采取現(xiàn)場取樣試配，以校核各施工單位報檢的配合比，凡不經(jīng)監(jiān)理處批準的配合比一律不得使用。規(guī)定統(tǒng)一使用山東水泥廠生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥，不得隨意使用礦渣水泥來澆筑面板，水泥標號不低于425號，要求混凝土單位用量不超過320kg/m3，混凝土單位重不小于2400kg/m3，含砂率控制在27~30%間?；炷恋脑嚺鋸姸缺仍O計強度提高10%，即抗壓強度大于33mpa，抗折強度大于5mpa。鉆芯取樣抽驗幾個已斷裂的面板發(fā)現(xiàn)，它們28天抗折強度大多數(shù)都小于設計強度，有的混凝土單位質(zhì)量不足2400kg/m3，有的試件含有黃褐色小點兒，說明砂料不凈夾有土粒。露天堆放的砂石料，會沾染泥灰雜物，若不清除勢必影響混凝土的質(zhì)量。為此，監(jiān)理處明文規(guī)定：砂子要過篩，石子在進入拌和設備前應用鼓風機吹凈塵土和石粉。若泥土雜物含量超過5%不易吹凈時，應加水沖洗，使雜質(zhì)含量小于1%。在兩條脹縫間盡量選用同一廠家生產(chǎn)的同一品種水泥。特別是脹縫處最好使用同一批號的水泥，避免因水泥不同影響面板混凝土強度的均勻性。每天每個作業(yè)面至少做兩組試件，以抽檢其配合比和強度。夏季多雨天氣還要隨時檢查其砂石材料的含水量，調(diào)整混凝土的用水量。5認真做好混凝土路面的接縫接縫隨其性能不同構(gòu)造各異。接縫的質(zhì)量直接關(guān)系到混凝土路面的使用效果。溫度升高出現(xiàn)混凝土的熱脹，易使脹縫出現(xiàn)破損現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)資料介紹，采用混凝土的線膨脹系數(shù)a=1105(℃)和混凝土彈性模量e=3105kgf/cm2，當混凝土面板比在澆筑時的溫度提高10℃時，其脹縫處的應力σ=176。=30kgf/cm2。此時若脹縫板和傳力桿施工時位置不正確、或傳力桿活動端不自由、以及脹縫面不垂直、縫內(nèi)掉入石子等硬粒、縫兩側(cè)強度不均等均會造成面板的破損、錯臺現(xiàn)象。脹縫施工工藝復雜，要求高，不合格的脹縫會加劇對面板的破壞，因此脹縫施工時必須認真操作。脹縫應與路面中心線垂直，當遇到斜交橋涵處，應設置不小于3塊板長(約15米)的漸變段，以逐漸調(diào)整縫的方向，并在漸變段內(nèi)配置鋼筋網(wǎng)和傳力鋼筋。縫壁必須上下垂直，縫隙寬度一致。脹縫的傳力桿在水平和垂直兩個方向的位置都要正確，固定后的傳力桿必須平行于板面及路面中線。其固定方法應按《水泥混凝土路面施工規(guī)范》。傳力桿的活動端要能活動自由，面板脹縮時才不會頂壞或拉破。制備傳力桿時，兩端要鋸斷，不應剪切斷，以保持完整的圓截面，達到端部光滑，不帶刺角?；顒佣藨梅€(wěn)定性較好的石油瀝青，加熱到110℃后，把桿的一端放入熱瀝青中浸泡2分鐘以上，附在桿端的熱瀝青膜不宜過厚，再在滑石粉中滾一下以防粘連。安裝時要求將傳力桿活動端放入套管內(nèi)，外面再用塑料布包裹并纏在桿上，以防混凝土灰漿進入套管中。簡單的是做成平豎直縫，兩幅面板處的縱縫，用螺紋鋼筋制成的拉桿連接，拉桿位置在1/2板厚處?？v縫側(cè)面用石油瀝青均勻涂刷2至3遍，但應避免將熱瀝青涂刷在螺紋鋼筋的拉桿上。為抵抗混凝土的冷縮應力而設置的縮縫，均應使用切縫法。有時也配合使用壓縫法，即在每隔25米先壓一道縫，然后再每隔5米一道切縫，以防混凝土面板過早開裂。例如有一次澆筑的一批面板中斷裂了一塊，三天后鉆芯取樣看到基層平整無破損，面板達到設計厚度且均勻，試件養(yǎng)生28天后試壓，計算其強度符合設計要求。據(jù)工地反映系切縫不及時所致。壓縫施工若工藝不細，極易造成壓縫處平整度差，縫邊混凝土易破碎，所以一般不提倡使用?！妒┕ひ?guī)范》明確規(guī)定在機場和高速公路上必須采用切縫法。該路段工程全部使用切縫法做縮縫。切縫法主要是用切縫機切割，操作時要做到縫寬一致，一般縫寬為68mm，過窄的縫，填縫時有困難，但目前市場出售4mm厚的鋸片，使縫寬趨向變窄?？p深不小于4cm(有的資料提出深度不小于板厚1/3)，且深度要一致，防止兩端淺中間深的不均現(xiàn)象。切縫時間要及時，過早會破損混凝土，過晚面板會斷裂，一般以混凝土達到設計強度的25～30%時為宜，目前也有的單位用時250～300個溫度小時來掌握切縫時間(澆筑后的時間與日平均氣溫之積)。外觀力求美觀整齊，橫向相鄰的縮縫要對齊，平曲線處更應注意按孤度等分功縫。其位置應與脹、縮縫的設計位置相吻合，其設置方法和要求與脹縫相同。施工縫應盡可能減少，在目前缺少機械化施工的條件下，大多是以人工作業(yè)居多，每個作業(yè)面一般日進度為150～200米，因而這種施工縫實際上都成了脹縫形式。填縫是一道仔細的39。工序，它的質(zhì)量好壞直接影響到路面的使用和行車的效果。近年來隨著修建混凝土路面的增多，其重要性逐漸被人認識。填縫要及時，在混凝土養(yǎng)護期后立即進行。填縫時應將縫隙吹干凈，縫隙內(nèi)要干燥，以促進縫料與縫壁面結(jié)合緊密不滲水。常用的填縫料有：聚氯乙烯膠泥、瀝青橡膠、瀝青混合料。另外還有聚氨酯焦油、聚氨酯整皮微孔泡沫塑料、空心橡膠嵌縫帶，因價格昂貴使用者不多。在長炒路改建工程中推薦采用聚氯乙烯膠泥和瀝青橡膠二種填縫料。聚氯乙稀膠泥具有較好的耐熱度和低溫塑性。據(jù)有關(guān)資料介紹在40℃的溫度下仍具有一定的延伸率，價格也適中，且江蘇鎮(zhèn)江等地有成品出售，使用更為方便。瀝青橡膠使用方便，價格適中，唯低溫延性較聚氯乙烯膠泥小。瀝青混合料需自行配制，常因配比不當效果不好，出現(xiàn)夏季高溫時外溢，低溫時填料低陷。脹縫下部的嵌條，常用的有經(jīng)防腐無活節(jié)劈裂變形的軟質(zhì)木板條和瀝青橡膠嵌條。西安林產(chǎn)化學工廠研制的軟木非擠凸型伸縫填料，其伸縮率高，已經(jīng)有關(guān)部門鑒定推廣。脹縫上部的4厘米縫隙采用聚氯乙烯膠泥填充。該路段工程我們?nèi)坎捎锰羁p膠。6重視混凝土的早期養(yǎng)護實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成。寒冷地區(qū)的溫度驟降也容易形成裂縫。因此，混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤其重要。從溫度應力觀點出發(fā)，保溫應達到下述要求:①防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度，防止表面裂縫。②防止混凝土超冷，應該盡量設法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度。③防止老混凝土過冷，以減少新老混凝土間的約束?；炷恋脑缙陴B(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫度、濕度條件，以達到下述兩個方面的效果，一方面使混凝土免受不利溫度、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。一方面使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。適宜的溫度、濕度條件是相互關(guān)聯(lián)的?；炷恋谋卮胧┏３Ｒ灿斜竦男Ч?。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求而有余。但由于蒸發(fā)等原因常引起水分損失，從而推遲或防礙水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到這種不利影響。因此混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護的關(guān)鍵時期，在施工中應切實重視起來。水泥混凝土是以水泥為結(jié)合料，將礦物集料膠結(jié)成為具有一定力學性能的一種復合材料。其材料來源廣、力學性能好、強度高、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟效益高，近年來在公路建設中得到了廣泛的使用。隨著通車年限的增長，交通荷載重型化，交通密度的增大，行車速度的提高，加速了路面(主要是行車道)的損壞，如露骨、斷縫和板塊破碎，直接影響著行車速度、舒適和安全。然而這種破壞往往只是局部的，或者只是面層的破壞。據(jù)調(diào)查，過去的維修方法是：對于路面斷板總是整塊整塊地換板，這不僅增大了成本，造成了不必要的浪費，更重要的是工程量的增大造成了長時間地封閉交通，對安全行車影響非常大。對于坑洞、嚴重裂縫、錯臺則采用瀝青混凝土或瀝青砂進行修補，這往往受到天氣和氣候的影響，雨天根本無法施工，冬季維修效果很差。能不能采用一種取材方便、操作簡單、成本低廉、受氣候影響小的水泥混凝土路面快速修補方法，來降低養(yǎng)護維修工程量及成本呢?經(jīng)實踐證明，現(xiàn)有一種快速修補水泥混凝土路面局部損壞的方法，無需大面積地切換混凝土板，只需在原混凝土路面上直接修補，我們對陜西108國道勉寧路段進行了現(xiàn)場試驗，效果良好，值得推廣。(一)路面快速修補方法的優(yōu)點我本次實習是在勉縣交通局下屬單位勉縣路橋工程總公司，該公司成立已近40年，具有多年的實地施工經(jīng)驗。曾經(jīng)參與過川、陜、甘三省交界處市縣級公路的建設，近十幾年參與建設了國道10西安.，降低了工程成本。，取材方便。，對交通安全影響不大。(二)路面快速修補必須具備的條件對還在使用的道路進行路面修補，不允許長時間封閉交通，修補材料必須具有迅速硬化的性能，使修補路面在短時間內(nèi)達到通車強度要求：、高強、不收縮和高粘結(jié)力等特點，以保證修復后的新老材料形成一整體。，要求材料成分與基底相近。，修補快速的要求。(三)快速修補方法的理論依據(jù)快速修補水泥混凝土路面坑洞、裂縫等局部損壞的一個主要要求就是新老混凝土完好結(jié)合，同時要求早強、高強及耐久性，其理論依據(jù)是由其所使用的材料決定的。，要求采用快硬早強水泥。依據(jù)水泥水化的孔結(jié)構(gòu)情況，水泥石內(nèi)不存在毛細孔，結(jié)構(gòu)比較致密。所以加入高效減水劑后，可大大減少水泥石內(nèi)部存在的毛細孔。在便于操作施工、提高密實度的同時，又能達到早強、高強的目的。加入適量膨脹劑以加強新老混凝土的粘結(jié)，防止脫落。由于快硬早強水泥水化過程中產(chǎn)生一定量的鋁酸三鈣，它是水泥在硬化過程中早期收縮的主要礦物成分。早期膨脹劑的作用就是和鋁酸三鈣反應生成水化硫鋁酸鈣(鈣礬石)。這種水化物不但能克服c3a的收縮，而且還凈增加體積150%，因此生成的水化物由于體積膨脹，可補償水泥中其它水化物成分的收縮，并顯著地減少收縮產(chǎn)生的內(nèi)應力，最終達到提高密實度和粘結(jié)強度的目的。、后期膨脹劑。水泥顆粒的全部水化過程，除了早期的鋁酸三鈣外，還有其它水化物。摻入中、后期膨脹劑是為了克服水泥水化過程的中、后期由鋁酸鈣和氫氧化鈣引起的收縮，這樣才能保證修補后長時間體積不變化，增加新老界面之間的粘結(jié)力，砂漿或水泥混凝土始終保持整體性。減水劑、膨脹劑等復合添加料能與沒有強度的氫氧化鈣及收縮大的鋁酸三鈣成分起反應，形成