1、1论控制桥梁建设中大体积混凝土裂缝的措施摘 要：下文主要结合笔者多年的工作实践经验，简单的介绍了大体积混凝土的定义，针对桥梁混凝土施工中产生裂缝的原因进行了分析，并提出了相关的解决措施，供大家参考。 关键词：定义；大体积混凝土；问题；措施 中图分类号：TU37 文献标识码： A 前言 伴随着我国现代化经济与科技的快速发展，当前大体积混凝土施工技术已经成为了桥梁结构中应用最为广泛的一种，我国对大体积混凝土工程有明确的规定，实际的施工过程中，混凝土的结构物实体尺寸超过一米的部分就可以称之为大体积混凝土。造成混凝土裂缝的因素有很多，当前国内外对机械荷载引起的混凝土裂缝问题研究的比较多也比较透彻，但是
2、对温度所引起的裂缝研究的就不是很透彻。所以我们应该更加地重视这个问题，尽可能地避免裂缝的产生。并不是所有的混凝土工程都会产生裂缝，主要集中在水利工程和高层建筑的混凝土工程中。人们对桥梁工程的裂缝问题并没有深入的研究，其重视程度也不够。 1、大体积混凝土的定义 混凝土是现代建筑工程中最为常见的建筑材料，随着混凝土的发展应用，使得现代建筑的质量和性能都得到了大幅度提升，从而为现代的建筑工程建设创造了有利条件，同时还为我国的经济建设起到了不可估2量的作用。而混凝土在不断的发展应用过程中，其本身也进行了相应的改进创新。大体积混凝土就是当前一种较为先进的混凝土技术，而所谓的大体积混凝土就是指断面的尺寸最
3、小为一平方米的混凝土结构，而由于大体积混凝土的这一特性，在大体积混凝土的施工过程中，必须要对温度进行严格把控，从而才能够确保大体积混凝土的质量和性能，而由于大体积混凝土内部所产生的热量散发较慢，因此很容易造成内外呈现较大的温差，进而导致大体积混凝土出现裂缝问题。 2、大体积混凝土裂缝产生的原因 2.1 水泥水化热的影响 水泥在发生水化现象的同时，会散发出大量的热量，一般在混凝土浇筑后的 7d 左右水化现象特别明显。如果有 450490 kgm3 的水泥，那么每立方米的混凝土散发出的热量大约为 1950029500 kJ，这就致使混凝土中的内部温度变得比较高。特别是大体积混凝土产生的热量，会比一
4、般的热量还要高。由于混凝土中心的温度比较高，再加上混凝土内部和表面散热的情况具有很大的差异，这样就会致使混凝土内部和外部出现温度差额，就会产生两种应力：混凝土内部的压应力、混凝土表面的拉应力，当混凝土无法承受拉应力的作用时，就会出现表面裂缝的现象。 2.2 混凝土的收缩 混凝土收缩是一种混凝土体积减小的现象，即混凝土置于空气中逐渐开始出现硬结，体积也相对变小了。在没有其他外力的作用下，混凝土自发地出现了变形，如果此时受到了外部的力量，例如钢筋因素、支3承条件等的影响，混凝土中就容易出现拉应力，进而出现混凝土开裂的现象。主要有干燥收缩、温度收缩以及塑性收缩等三种收缩，会致使混凝土出现裂缝现象。在
5、混凝土出现硬化初期，出现收缩的原因是在水化凝固过程中，水泥的体积出现了一些变化，而硬化后期是由于混凝土中的水分出现了散失，导致混凝土出现了干缩变形现象。 2.3 外界气温湿度变化的影响 大体积混凝土结构在施工期间, 外界气温的变化对大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系,外界气温越高,混凝土的浇筑温度也就会越高;如果外界温度降低,则又会增大体积混凝土的内外温度梯度。 3 大体积混凝土裂缝的预防 3.1 大体积混凝土中水泥的种类及用量 在桥梁工程建设中，大体积混凝土中应选用低热或
6、中热的水泥种类。另外，水泥内矿物质成分的差异和水泥散发热量的大小和速度具有十分密切的关系。水泥矿物质中铝酸三钙散发的热量是最大的，并且散热速度也是最快的。其余的铁铝酸四钙、硅酸三钙等水泥矿物质成分的散热速度则相对较低。水泥的发热速度和水泥的粗细程度具有一定的关系，水泥越细，散热速度最快，但散热总量是不变的。因此，火山灰水泥、矿渣硅酸盐水泥比较适合用于大体系混凝土的施工中，并且还可以根据混凝土后期的施工情况适当降低水泥的用量。在桥梁工程中，大体积混凝土一般需要较长的施工时间，并且很难一直对增加混凝土的设计荷载，4所以适当延长混凝土的施工时间是可以的。根据国内外专家也认为利用混凝土后期施工的情况可
7、以大概通过降低大约 3972 kg/m3 的水泥来实现降低混凝土内部温度的目的。 3.2 掺和外加料和外加剂 将粉煤灰作为掺合料有助于降低大体积混凝土中的温度，避免裂缝现象的出现。在选择外加剂方面，主要有两种：UFA 膨胀剂。在混凝土中加入适量的 UFA 膨胀剂会起到保证混凝土密实度的作用，还可以在混凝土内部生成一定的压力，防止受到混凝土中产生的外应力而出现裂缝。减水缓凝剂，它在改善混凝土和易性方面具有重要作用，并可以起到降低水灰比的作用最终实现降低水热化的目的。 3.3 大体积混凝土的骨料控制 1）大体积混凝土中应选择 粒径大、级配高及强度高的骨料。这样就大大减小了表面积与空隙率，节省了水泥
8、的使用量，同时也减轻了干缩的情况，降低了水化热，降低了出现混凝土裂缝的几率。 2）在满足设计要求的前提下，为节约水泥及减少混凝土的散热量，在混凝土中可适量加入一些石块，应选择抗压强度超过混凝土设计强度的 1.5 倍，且无夹层及裂缝的石块。两石块间的距离应超过 10era，石块与模板的间距应超过 15 cm，应在最顶层的石块上覆盖不少于 10era 的混凝土。 3.4 优化大体积混凝土的设计 虽然在大体积混凝土中没有钢筋或有少量的钢筋，但是为了减少混凝土承担的拉应力，降低混凝土裂缝出现的几率，我们可在易出现裂缝5的位置如转角处与孔洞附近设计一些斜筋，以减少出现混凝土裂缝的现象。在设计过程中通过使
9、用中低强度的水泥有效利用混凝土的后期强度，也可以有效防止混凝土裂缝的产生。此外，在桥梁工程结构设计中通过减少对结构的约束力、将混凝土中钢筋保护层的厚度控制在最小范围内等措施也是有效控制混凝土裂缝出线的措施。 3.5 大体积混凝土的施工 混凝土的生产、运输、温度以及表层保护是混凝土施工过程中的重要环节，同时也是防止大体积混凝土出现裂缝的重点所在。在控制热应力方面，重点是控制混凝土内部与外部的温度差额 TT=Tp+Tr-Tf 公式中：Tp 表示起初浇筑温度；Tf 表示自然或人工冷去后浇筑块的恒定温度；Tr 表示水泥水化温升。 在外界温度较高的情况下对混凝土进行施工，要注意做好降低混凝土浇筑时温度的
10、工作。在降低混凝土的入模温度时，可以采用用布遮盖施工现场露天砂石，避免阳光照射升，还可以在浇筑混凝土之间用冷水对砂石进行降温，或者在混凝土进行搅拌时加入一些冷水进行降温。为了加快混凝土内部热量发散的速度，可以采用向混凝土中注入冷却循环水的方法进行保温养护。 3.6 大体积混凝土的裂缝的处理 在控制混凝土出现裂缝的工作中，应该积极做好混凝土设计与施工方面的预防工作。但是混凝土施工过程中，施工现场情况比较复杂，多少会受到自然因素、人为因素以及环境因素等的影响，在桥梁工程施工6中混凝土出现裂缝是很难避免的。大体积混凝土的裂缝主要有表面裂缝、贯穿裂缝以及深层裂缝三种。一般不对表面裂缝进行处理，因为其对结构应力、持久性和安全性造成的影响比较小。在处理深层裂缝和贯穿裂缝方面，通过采用风镐和风钻进行凿除，也可以借助人力来实现，在凿槽断面的位置浇筑混凝土，可以很好地处理裂缝。在处理深层裂缝时，在裂缝处浇筑两次混凝土，第二次需在裂缝上铺上 12 层的防裂钢筋。 4、结语 综上所述，大体积混凝土施工中的裂缝控制是一个系统工程，不仅需要先进的科技作为支撑，还要在桥梁建造的过程中综合考虑影响混凝土裂缝的各种因素，要及时进行监督控制和完善，保证经济合理的前提下，确保桥梁建设的质量安全。
