铁路施工中混凝土裂缝的成因及防治策略

　　摘要：随着经济的发展，运输需求增加，铁路运输在经济发展中的作用越来越大，铁路施工引起了人们的高度关注，尤其是铁路施工过程中混凝土的裂缝问题。本文介绍了铁路施工过程中混凝土的裂缝成因并提出了防治策略，这对于提高铁路的混凝土施工工程质量具有重大意义。

　　关键词：铁路施工,混凝土裂缝,成因

　　一、工程概述

　　本工程为兰新第二双线双块式无砟轨道直线路基段，道床板采用C40混凝土，分单元现场浇筑，单元道床板一般为19.5m单元式道床(调整段根据区段长计算确定)，在路基合拢、路桥、路隧及岔区架构调整段可采用10.8~19.5m。道床板采用双层配筋，纵向上层设置9根Φ16钢筋，纵向下层设置14根Φ16钢筋，横向两轨枕间上下层分别设置2根Φ14钢筋。道床板上层钢筋混凝土保护层厚度不小于45mm，下层钢筋混凝土保护层厚度不小于35mm。由于西北风大，气候干燥，昼夜温差大，容易产生裂纹，铁路施工中混凝土裂缝现象成为本工程研究的重点。

　　二、铁路施工中混凝土裂缝的成因

　　(一)材料原因

　　1.粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝的产生。

　　2.骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。

　　3.混凝土外加剂、掺和料选择不当、或掺量不当，严重增加混凝土收缩。

　　4.水泥品种原因，矿渣硅酸盐水泥收缩比普通硅酸盐水泥收缩大、粉煤灰及矾土水泥收缩值较小、快硬水泥收缩大。

　　5.水泥等级及混凝土强度等级原因：水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。

　　(二)混凝土配合比设计原因

　　1.设计中水泥等级或品种选用不当。

　　2.配合比中水灰比(水胶比)过大。

　　3.单方水泥用量越大、用水量越高，表现为水泥浆体积越大、坍落度越大，收缩越大。

　　4.配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离淅、泌水、保水性不良，增加收缩值。

　　5.配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。

　　(三)环境因素影响?

　　主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，如碱骨料反应、模板变形、基础不均匀沉降等。混凝土构件多次受冰冻—— 溶解循环作用，使混凝土中产生内应力，促进已有裂缝发展，结构疏松，表面龟裂，表层剥落或整体崩坏。

　　(四)施工工艺问题

　　1.施工人员在对混凝土进行搅拌操作的时候，没有科学合理地计算出原材料的用量，没有依据石料和砂的实际含水量来有效地调配施工用水量，以致于混凝土的水灰比增大。另外，在运输和泵送混凝土的时候，还会时常出现违章加水的现象。

　　2.施工人员在浇筑混凝土的时候，振捣不到位或者是漏振，以致于混凝土的均值性能比较差，进而导致混凝土中出现空隙现象，在硬化中引发了微裂缝的产生。

　　3.施工单位一味地追赶施工进度，提前混凝土的脱模时间，以致于低强度的混凝土承受了过量的荷载，严重损坏了混凝土的结构，而且在脱模之后还没有对混凝土进行保湿养护作业。

　　4.铁路工程在夏期施工的时候，砂、石料等施工材料没有按照要求规定堆放，随意地堆放在露天，也没有采取有效的降温措施，以致于混凝土人模温度较高。东期的时候，往往又没有采取切实可行的防寒保温措施，导致入模温度较低。

　　三、铁路施工中混凝土裂缝防治策略

　　(一)注重混凝土原材料的选择和配比

　　混凝土中如果采用吸水率较大的骨料，干缩较大、骨料含泥量较多时，会增大混凝土的干缩性;骨料粒径较大、级配良好时，由于能减少混凝土中的水泥浆用量，所以混凝土干缩率较小。掺加粉煤灰能减少水泥用量并有效降低水化热，可降低混凝土单方用水量和水泥用量，还可减少混凝土自身体积收缩。同时，在混凝土中掺加粉煤灰或高效减水剂不仅能使混凝土具有较好的和易性、可泵性、抗渗性、抗离析好，减少泌水现象发生、有利于混凝土表面处理。 配合比设计人员应深入施工现场，依据施工现场的浇捣工艺、操作水平、构件截面等情况，合理选择好混凝土的设计坍落度，针对现场的砂、石原材料质量情况及时调整施工配合比，协助现场搞好构件的养护工作。改善骨料级配，掺加粉煤灰或高效减水剂等来减少水泥用量，降低水化热;选用低碱水泥和低碱或无碱的外加剂;积极采用合适的掺和料和混凝土外加剂，抑制碱骨料反应;正确掌握好混凝土补偿收缩技术的运用方法。 根据混凝土强度等级和质量检验以及混凝土和易性的要求确定配合比，严格控制水灰比和水泥用量。选择级配良好的石子，控制砂的粒径及含量，减少空隙率以减少混凝土收缩量，提高混凝土抗裂强度。

　　(二)混凝土的运输

　　1、注意事项

　　运输是建筑施工中主要的环节，所有材料都要经过运输送达到　现场，为了保证混凝土的均匀、避免分层、泌水、砂浆流失和塌落度变化现象发生，我们应对运输做几点要求。最基本的运输条件是要保证在混凝上凝固前进行运输。当混凝土从运输工具中自由倾倒时，首先要根据施工的具体情况，采取相关的防范措施，预防混凝土的损坏。规范规定：混凝土从高处倾倒的高度不得超过2m，否则，串筒、溜槽或振动溜管等工具应协助一起下落，还应保证混凝土出口与地面的垂直。

　　2、混凝土的运输方法

　　运输混凝土的搅拌车，多采用自卸汽车或混凝土搅拌运输车。如　果是将混凝士原材料运送到现场搅拌，则要采用小型机动翻斗车、双轮双手推车等。混凝土垂直运输多采用塔式起重机、混凝土泵等少量混凝土的地面运输工具一般都是手推车。

　　(三)加强温度控制，改善混凝土裂缝

　　充分改良骨料的配置，适当增加添加剂，这样可有效降低混凝土中的水泥成分。在混凝土的拌和过程中，在适当的时候将水洒在碎石上，达到冷却碎石的目的，从而降低了混凝土浇注时的温度。尤其在夏期施工中，在设计单位规定的混凝土浇筑厚度下，利用浇注层的面积，充分散热。适当条件下，可在混凝土内部敷设降温水管，达到全面降温混凝土的目的。对于施工工序的安排，必须时间合理。对于混凝土暴露面积，要适宜。对混凝土来说，其性能的好坏常常异常重要，选择高性能混凝土，增加抗裂效果，避免表面干缩程度大的混凝土应用于桥梁施工中。塑性沉降裂缝在施工中常常见到，所以在施工中必须加强基础处理，合理对支架进行布置。就支架来说，必须用面积法测定表面受力，采取预压措施，来减低非弹性形变的产生。对于塑性收缩裂缝而言，其主要的防治方法是加强混凝土的早期养护，然后降低混凝土中水分增发的速度。此方法具体是用麻袋以及海绵等物质覆盖混凝土结构的表面，对混凝土进行浇水湿治。温度裂缝的防治措施，主要是加强注意施工中混凝土浇注时间以及速度，在浇注过程中控制温度。在夏期施工而言，混凝土骨料必须进行洒水，而在冬期施工中，混凝土表面采取保温措施。

　　(四)泌水的防治

　　大体积混凝土在浇筑过程中骨料和水泥浆下沉，水分上升，混凝土表面析出水分容易产生泌水。C40双块式无砟轨道板混凝土，不允许有泌水，因此必须做好泌水的防治工作。

　　泌水的防治要严格控制混凝土振捣时间，避免过振。另外，对于现浇混凝土的性能控制，选取适当的控制点，使得控制有利于减小混凝土泌水。假如要控制最大含气量，控制点可选在入仓口，将混凝土输送过程中含气量损失对泌水的影响降到最低。当仓面内已经出现了泌水，必须及时排除，其最有效的方法是真空吸水、人工在仓面掏水或用海绵等吸水性强的材料吸水，尤其在混凝土收面时更应该及时吸去泌水，便于混凝土收面确保混凝土外观质量。严禁在模板上开孔自流，造成胶凝材料流失，影响混凝土的质量。尤其在混凝土收面时更应该及时吸去泌水，以便于混凝土收面。

　　结束语

　　当前混凝土由于取材方便、施工简单等优点而被广泛地应用到铁路施工当中，然而混凝土施工不当就会产生裂缝问题，影响工程的美观和行车安全，因此必须在施工中，全面分析裂缝产生机理，控制施工温度，对于产生的裂缝必须采取积极有效的措施，这样才能确保施工质量。

　　参考文献

　　[1]富文权，韩素芳.混凝土工程裂缝预防与控制[M].北京:中国铁道出版社，2007.

　　[2]刘广春.大体积混凝土结构裂缝控制措施.中国新技术新产品，2008年8期.

　　[3]周玉选，周燕.浅谈大体积混凝土施工的质量控制.甘肃科技，2008年13期.

　　[4]刘广春.大体积混凝土结构裂缝控制措施.中国新技术品.2008年8期.