高寒地区桥墩混凝土开裂原因及修补材料研究

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1、铁道建筑38RailwayEngineering文章编号：1003—1995(2015)09—0038—03高寒地区桥墩混凝土开裂原因及修补材料研究周有禄，熊治文，牛东兴，李奋，张寿红(1．中铁西北科学研究院有限公司，甘肃兰州730000；2．青藏铁路公司，青海西宁810007)摘要：对高寒地区的气温、降水、日照、辐射等气候环境因素进行了调查，分析了环境因素、保湿养护和冻融对混凝土开裂的影响，提出了高寒地区选择混凝土裂缝修补材料及方法的原则，并对所选取的柔性环氧树脂和改性FEVE氟碳涂料的性能进行了试验研究。结果显示：柔性环氧树脂的断裂伸长率提高明显，与基体粘结强

2、度高，改性FEVE氟碳涂料具有附着力强、拉伸强度高和弹性好的特点。关键词：高寒地区混凝土裂缝裂缝原因修补材料试验研究中图分类号：U443．22文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003-1995．2015．09．12高寒地区气候干旱少雨，年平均气温较低，13温差达一7．5。较大，紫外线照射强烈。这些因素极大地加剧了混凝2)降水土的塑性收缩、干燥收缩等。尤其是每13温度、湿度的青藏高原降水主要集中在暖季的6～9月，占全年交替变化，使得混凝土的应力不断累加，极易导致混凝降水的80％以上，降水主要以冰雹、雪等固态降水为土开裂⋯。另外，高寒地区桥墩混凝土

3、结构在长期使主，全年固态降水天数是降雨的两倍。该区寒季气候用过程中，承受高达数百应变的变形，易造成混凝土表严寒，降水极少，因而寒季基本不积雪，这和高纬度寒面开裂；频繁的正负温交替，极易引起水位变动区墩台区有明显的差别。在东北大小兴安岭地区降雪积雪主混凝土遭受冻融破坏；干燥气候条件会造成混凝土的要集中在最寒冷的冬季，而青藏高原多年冻土区的降干燥收缩加剧。雪主要集中在暖季，太阳辐射强烈，蒸发量大，降雪很多种自然因素的作用，极易使混凝土结构产生裂快就融化蒸发，因而该区雪盖薄，积雪时间短。缝。因此，有必要针对高寒地区气候、环境特点，进行该区年蒸发量1000～1500mm，

4、降水量与蒸发量桥墩混凝土裂缝修补技术研究。对于高寒地区已经出比值约为1：5，蒸发量较大的月份集中在6～9月，其现裂缝的桥梁混凝土结构，若采用适宜的裂缝修补材蒸发量占全年的1／2左右。料，可对裂缝进行有效治理，从而提高工程的服务质3)13照和辐射量，延长桥梁结构的服务寿命，减少维修及重建费用。青藏高原日照时问长且强烈。一年13照时数长达2600～3000h。13照百分率平均在50％～80％左右。1高寒地区环境条件由于海拔高空气密度小，水气和气溶胶含量少，大1)气温气透明度高，因而该区太阳辐射平均年总量6700—青藏铁路以条带状自北向南穿越青藏高原，气温9200MJ／

5、m，居全国之最。高原和内地同纬度地区太的分布规律受纬度和海拔高度的影响明显。海拔一阳的总辐射值差别很大，高原的总辐射值随海拔的升定，气温随纬度的增加而降低；纬度一定，气温随海拔高而增加。的升高而降低。青藏高原的气温因受海拔的制约，具高原夏季夜间空气湿度较大，甚至趋于饱和，这也有明显的垂直分带性。已有的资料表明，海拔每升高是高原多夜雨的原因之一。研究表明，高原西南边100In，年平均气温下降0．5oC左右。由于海拔高，青缘可能为高原水汽来源的重要通道之一，其水平输送藏高原大部分地区的年平均气温在0℃以下，最低可可影响高原部分地区的水汽分布及其近地表水汽垂直分布，成为

6、影响高原局部地区水分循环变化的重要因素之一[。收稿日期：2015-04—10；修回日期：2015-07—2O基金项目：中国铁路总公司科技研究开发计划项目(2013T003-A)；中国2裂缝原因分析中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2012一重大-7)作者简介：周有禄(1984一)，男，甘肃白银人，工程师，硕士。混凝土开裂原因复杂，涉及混凝土构造配筋、施工2015年第9期周有禄等：高寒地区桥墩混凝土开裂原因及修补材料研究39工艺、气候环境条件、日常养护等方面。其中，气候环2．3冻融对混凝土开裂的影响伽瑚咖㈣枷瑚0瑚境因素是影响混凝土开裂的重要外部因素。只有根据表

7、现形式的不同，混凝土冻融造成的损伤可对混凝土结构裂缝的种类、状态和分布进行认真分类以分为内部劣化和表面剥蚀2种类型。分析，才能有针对性地提出防治措施。①内部劣化。混凝土结构受到冻融作用时，其内2．1环境湿度对混凝土干燥收缩的影响部水分的冻结将引起体积膨胀。在反复冻融的作用为了分析混凝土的干缩对实体结构拉应力的影下，混凝土内部产生松弛、微裂纹等。并且随着冻融循响，以青藏铁路和平原地区环境湿度为依据，对比两种环次数的增加，龟裂也不断增加。环境条件下桥梁墩台混凝土产生的拉应力。一般环境②表面剥蚀。随着冻融循环次数的增多，内部劣条件下，桥梁墩台混凝土收缩产生的拉应力约为化

8、裂纹增多，