浅谈桥梁施工中大体积混凝土裂缝控制

张顺

摘要：在我国经济高速发展的大趋势之下，桥梁工程大体积混凝土浇筑工程对工程建设规模结构越来越重要，其应用的范围也随之广泛，而且由于桥梁工程大体积混凝土的刚度较大，其强度上的问题会因为大多数属于隐蔽工程，一旦产生裂缝，混凝土的强度受到影响，无法保证其使用性能。如何控制并减少大体积混凝土裂缝的出现问题日益突出，想要更加顺利的建设和发展大体积混凝土浇筑技术，要找出导致裂缝出现的症结所在并找出其拉制方法。

关键词：大体积；混凝土；裂缝；控制

桥梁工程大体积混凝土的裂缝问题是混凝土最主要的病害类型之一，桥梁大体积混凝土作为桥梁结构的主要构件，不仅需要考虑承担着上部结构及汽车产生的竖向的轴力、水平力以及弯矩，有时还要考虑一些自然的客观因素，它影响着桥梁整体的安全性、实用性以及耐久性。

一、桥梁工程大体积混凝土裂缝成因

总体而言，裂缝的成因带有复杂性和多元性。当结构的抗拉强度不足时，由于结构物在投入使用中必须承受各种荷载，在这种结构之下就可能会有裂缝的出现。在外荷载的直接应力之下对于导致裂缝产生的原因更是多样化，如温度的变化以及其次应力的影响等等，并对于不均匀的沉降还有膨胀的作用力引导也同样会对裂缝产生具有促进的影响。复杂的原因可以造成结构裂缝，其中在大体积混凝土浇筑达到其设计强度的时候，在这中间的过程中导致结构裂缝的产生原因主要在于水泥的水热化引起的温度剧变，这也是对于混凝土强度问题中相对单一的一个原因。

水一一水泥水化硬化中的不可缺少的一种条件。为保证施工标准和易性，通常在混凝土中需要添加的水量是普通水泥水化的时候所需要的水量的几倍之多。由此缠身的多余的水会变成水汽在混凝土内四处游离，进而导致混凝土体积收缩，俗称干缩。混凝土降温时出现冷缩，再与干缩叠加，会增大混凝土中的拉应力，进而产生裂缝。水泥的水化反应跟混凝土一直在降低温度，其在降温时，混凝土的体积逐渐收缩。一直延伸到降温过程中，混凝土的表面会逐渐散发来自于内部的热量，所以混凝土表面温度与其中心温度仍然会存在一定差值，差值一旦超出一定限度，就与升温阶段同理，会在表面产生裂缝。而这个时候，混凝土的硬度、弹性模量均会有一定增长。故而，在降温的过程中，期间产生的拉应力会大于日常的室温。虽然会减少一定程度的温度升高时出现的压应力，但在混凝土收缩时的拉应力依然很高，有时会超过其本身的抗拉强度，导致混凝土被降温收缩的拉应力贯穿，出现裂缝。

在混凝土的升温阶段，会浇筑大量的水泥，形成一个截面面积巨大的教主结构，所以一般来说在混凝土浇筑过后，水泥放出的大量水会被化热，混凝土的温度也会上升。但由于混凝土对热量的不善传导，而且其需要浇筑的体积过大，相对散热会小于其他位置，这便导致了混凝土在内部的水化热积聚在一起，导致散发不顺畅，而其外部的散热却要相对快许多。根据热胀冷缩的原理，在混凝土的中心部分由于高温高热量，内部不断产生气体膨胀，表面的混凝土较接近于常温，风干较快，释放温度却较慢，而中心部分在这个时候变回与表面质点间形成彼此之间的约束，这种约束不会开裂；但是在当表层的拉应力与混凝土抗拉强度差异较大，超过限定额度，就会因此而产生裂缝。

二、如何运用温度控制方法减少裂缝出现

在对控制温升和内外温差及降温速度也都有相对应的方法，并确认为防止混凝土出现有害温度裂缝的关键所在。一般来说，从材料的选择上可以采用一部分低热水泥或者活性掺合料：在浇筑之前，还可以在相应位置提前掩埋下装有冷水的循环管道，能够一定程度上降低浇筑中出现的升温；当浇筑后，通过管道运输循环冷却水来降低混凝土的水化温度；另外，可以降低水泥含量，降低总的水化热量；采用人工冷却混凝土组成材料的方法也是一个有效控制温度裂缝产生的方法；对浇筑层厚度和浇筑间的最短歇期进行合理限制。

三、混凝土温度控制的检测内容

就目前来说，可以选择两个方式来检测绝热温升，第一种是间接法，另一种是直接法。间接法，是指利用水泥的水化热、混凝土比热、水泥用量以及混凝土密度，在对于其各个不同方面所表现显示出来的数据进行反映计算，并由此得出绝热温升。另一种方法—直接法，主要是运用现成的仪器—实验仪，来直接测定绝热温升。一般在养护过程的温度监测中，控制混凝土的降温速度技术措施的所要求效果的有效措施，对于混凝土表面与中心部分的温差可以作为用来计算混凝土温度应力的参考依据，并且进一步来确定混凝土的抗拉强度。随时能够检测混凝土在浇筑后是不是超过此时混凝土中所可能会产生的拉应力，并以此确保对裂缝的有效控制。

四、混凝土温度控制设计控制措施

1.施工配合比控制措施，控制水泥用量

在采购原料时，对于混凝土的原材料购买与调和比例应有可参考可依据的标准。合理选择的原材料、精确原材料配比是减少温度裂缝的一个重要手段。按要求，施工单位要遵照所需混凝土的设定强度，挑选的所需原材料，其过程要严格依照选购标准有选择性、有针对性的进行采购，如果精确混凝土的调配比例，调配后的成果要体现出混凝土在绝热温升上有明显减少、并且抗拉强度得到增大。我们可以采用水化热较低而硬度较好的水泥，以此来降低水泥的水化热，经过这样的调节与配比，混凝土的各方面指数会有较大的提升，在保证混凝土的强度以及其流动度的前提下，尽可能的减少对水泥的用量以求达到降低混凝土得绝热温升应有的预期效果。按照绿色高性能混凝土配合比优化设计基于绝热温升控制的功能要求，其准则需要对配合比进行优化选择，采用线膨胀系数小、導热性好、级配合理的骨料以减少混凝土温度应力。另外，必须要控制好水泥的用量，首要选用天然连续级配粗集料，其可泵性能够大大降低施工过程中对水和水泥的需求，进而使水化热得以减少。另外节约水泥以及降低绝热温升，与此同时，掺降低混凝土来控制绝热温升，也能有效提高抗裂能力外加剂可以减缓水化热速率。更重要的是就一般来说，混凝土浇筑工程常用的外加剂的使用主要指缓凝剂、减水剂以及膨胀剂三种。

2.温度应力控制

有效控制因水化热引起的温升和块体的中心部分与表层温度差值以及降温速度，是为防止混凝土出现有害温度裂缝的关键所在。尽可能选用强度等级低的混凝土，充分利用后期强度，避免温度应力对大面积混凝土浇筑工程产生裂缝，我们一般采用的方法最常见的为后浇带法，也就是利用降低水泥含量以减少总的水化热量为原理，采用低热水泥或一部分用活性掺合料，养护时循环水养护。并在浇筑之后，用循环的低温冷水来减低绝对温升值，也可使其保持恒温的费用降低。另外，结合现代科技的发展，各种微膨胀水泥的出现以及高科技添加剂的出现对于温度应力控制来说相对于以前也容易很多。

五、结语

由上面的分析可以看出，我们应该重视温度裂缝对桥梁工程大体积混凝土浇筑的影响并对其加以控制和防范，采用导热性良好、线膨胀系数较小以及级配合理的骨料来对混凝土温度应力控制在较小的范围之内。并且在对混凝土的材料选择和混凝土配合比的优化上一定要注意按照其设计的强度要求选用，并在其地理因素和天气因素中加以注意，对混凝土的中心部分一旦出现变化，都会造成不同程度的影响。如果混凝土的体积较大，温度差值的积少成多就势必会关联到裂缝问题。所以要时刻关注对裂缝的测查。笔者仔细剖析对大体积混凝土在浇筑时温度裂缝产生的原因和控制方法，希望能对未来混凝土建筑工作起到一定参考和借鉴作用，也希望我国的施工水平能够不断提升，杜绝安全隐患。

参考文献：

[1]顾东堂.谈大体积混凝土结构裂缝控制措施[J].门窗，2015.

[2]白云萍.防止混凝土桥墩裂缝产生的若干对策[J].中小企业管理与科技，2011.