桥梁工程大体积混凝土裂缝产生原因及相应对策分析

唐 猛

(贵州路桥集团有限公司)

1 混泥土出现裂缝的原因

1.1 混泥土本身原材料问题

(1)水泥质量选择问题。在外界高温影响下，水泥的水化热温度升高，在硬化过程中的混泥土本身温度也迅速升高，受周围环境的影响，温度逐渐下降，达到一个稳定值。因为水泥的导热性能差，导致大体积混凝土内部出现温度不一致的现象，加上外部环境的影响，导致混凝土内外温差加大，产生了温度应力。温度应力一旦超过混凝土的抗拉极限，混凝土的体积会产生变形，继而导致裂缝。

(2)选择的骨料不合规格。骨料的整体质量会影响混凝土的质量。这是因为骨料是混凝土构造中不可或缺的一种元素，对于混凝土的存在有很大价值。在进行骨料选择时，若选用的是颗粒直径小，级配单一、强度小的骨料，则会导致混凝土强度偏低，出现离析、施工和易性差等情况，这也是导致混凝土裂缝的原因之一。

1.2 混凝土的收缩幅度过大

混凝土收缩是指混凝土在硬结时，出现体积变小的情况。混凝土的收缩现象是大体积混凝土中比较常见的情况。这是因为混凝土受到外界约束力影响，会在内部形成一种拉应力，一旦超过混凝土的抗拉强度极限，也就是收缩幅度过大，就会产生混凝土裂缝的情况。造成混凝土出现裂缝的收缩种类主要有干燥收缩、塑性收缩、温度收缩等。干燥收缩主要发生在混凝土硬化后期，由混凝土内部的水分蒸发引起;塑性收缩主要发生在混凝土硬化初期，水泥硬化凝固时导致体积变形引起;温度收缩则贯穿于混凝土的整个强度发展过程，对混凝土的影响最大，时间最久，是较难控制的因素之一。

1.3 混凝土对外界温度的敏感度高

在桥梁施工过程中，混凝土对外界气温变化的敏感度较高。主要表现在外界的气温直接影响浇筑温度，浇筑温度与外界温度呈正比关系。另外，外界温度若降低，又会加大大体积混凝土内外温度的温差。若外界温度迅速下降，混凝土的温度应力也会相应加大，极易导致裂缝情况。

2 大体积混凝土裂缝的控制及预防措施

2.1 严把水泥质量关

研究证明，水泥水化过程中所释放的巨大热能是造成大体积混凝土开裂的原因之一。因此，严格把好水泥质量关显得尤为重要，尤其对水泥品种的选择应谨慎。水泥内矿物质成分为铝酸三钙、硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙的水泥，其发热量大、发热速度快，不建议选用。应选择中热或低热的品种。如火山灰水泥、矿渣硅酸盐水泥等这类低热水泥，能有效降低开裂的发生率。另外，加入适量的掺和剂和外加剂于大体积混凝土中，能有效减少水化热，改善大体积混凝土的施工和易性，减少混凝土裂缝的发生率。

2.2 骨料粗细应符合标准

研究证明，骨科中的粗骨料会影响混凝土的强度，粗骨料的选择直接影响混凝土裂缝的几率。在石质强度相等的情况下，碎石表明较卵石粗糙，制成水泥砂浆后的粘结性也强于卵石;在配合比或者水灰比相同的情况下，碎石混泥土比卵石的强度大，使用碎石混凝土出现开裂的概率更小;骨科中的细骨料与粗骨料相比，对混凝土的强度影响较小，不过细骨料中的砂质量对混凝土有一定程度的影响，在对砂质量的选择上应严格按照标准进行。另外，粗骨料和细骨料级配也会对混凝土的质量有很大影响。若是连续级配，能大大减少各骨料间的空隙，若是单一级配，混凝土的和易性就较差，容易出现离析情况，从而增加裂缝的几率。所以在骨料选择上应选择强度大、级配高、粒径大的骨料，以此获取最小的空隙和表面积，减少水泥用量和干缩现象，从而降低混凝土的裂缝几率。

2.3 严格做好桥梁施工管理工作

(1)做好混凝土配置工作。选择机械应根据桥梁工程量的大小、浇筑的强度、骨料粗细、塌落度等选择搅拌机，另外，在搅拌时可先加水在拌筒内旋转，使拌筒充分湿润，再将水倒出。卸掉搅拌好的混凝土，并控制好混凝土的坍落度与水灰比;另外，控制加料的准确度与顺序。给混凝土加料时，需严格按照配合比进行。加料时允许的重量偏差，外加剂的溶液为±2.1％，骨料为±3.1％，水泥和外加的混合料为±2.1％。按照规定加料，并严格按照顺序加料(分为一次加料和二次加料);最后，严格按照规定进行搅拌，根据不同种类的搅拌机型号设定不同的搅拌时间。

(2)混凝土运输时的注意事项。混凝土在运输中若不注意相关事项，也会对混凝土的质量产生影响。运输时间的控制需考虑当地的气候条件以及混凝土强度等级，一般运输时间不宜过长，运输时尽量保持平稳。防止在运输中发生离析、漏浆、分层等情况，保持混凝土表面的均质。

(3)混凝土浇筑时的注意事项。进行混凝土浇筑前，需认真检查模板的高低位置，尺寸大小、标高、垂直度以及平整度等，若有空隙或者孔洞，需将其堵塞。在开盘前试验浇筑时的塌落度，并根据气温及使用的状态进行相应调整。另外，把握好混凝土的振捣强度及时间，振捣强度不应过大，时间不宜过久。为保证混凝土的严密度，应避免漏振和过振现象。

3 结语

导致桥梁建设中混凝土出现裂缝的原因很多，有混凝土本身材料的原因，如选择的水泥质量不过关、骨料选择不合规格等因素。另外，混凝土受周围环境的影响较大，如外界温度过快过大，而混凝土对温度的敏感度又较高，易超过混凝土内部拉应力的极限，混凝土内部收缩幅度过大，继而导致开裂现象。除此之外，混凝土的施工管理工作也直接影响混凝土的开裂。

为防止和减少桥梁大体积混凝土的裂缝现象，应重点做好施工过程中的各项工作。注重混凝土本身材料的选择，采取有效措施控制好内外温差。在运输和浇筑等过程中注意做好湿度和温度等养护工作。经过这些精心准备和严格控制，可以有效避免和减少桥梁大体积混凝土出现裂缝的情况，从而有效提高桥梁工程建设的质量。

[1] 杨林雪，季伟峰.桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与控制[J].中国科技纵横，2011，(6):130.

[2] 于春艳.混凝土桥梁施工裂缝产生原因及防治措施[J].科技创新与应用，2013，(6):187.