公路桥梁大体积砼温差裂缝的控制举措探讨

王国强

摘 要 大体积砼浇筑作为桥梁施工的关键之一，如何针对其性能特点予以妥当应对，规避因施工不合理或欠规范而致使的开裂问题，历来是项目施工管控的关键。本文以桥梁大体积砼温差裂缝的所致成因为切入点，全面探讨了大体积砼温差裂缝的防控举措，以期为众桥梁施工同仁在开展桥梁施工实践时有所裨益。

关键词 公路桥梁;大体积砼;温差裂缝;控制举措

前言

自十九大提出“建设交通强国”以来，各地“广修路，齐建设”，促使我国众多交通运输指标现已位列国际前茅，成为强国之“根基”。而于公路建设之中难免需涉及桥梁修筑，会涉及大量大体积砼作业，因此，对致使桥梁大体积砼生成温差裂缝的成因予以深入剖析、归纳，并探究出适宜的应对举措，以合理规避大体积砼易开裂、难保质等施工问题，极为关键[1]。

1大体积砼温差裂缝的所致成因

裂缝的产生对桥梁内部结构及后期维护均会造成极大的影响，严重时还会导致桥梁的承载能力大大降低，缩短使用年限，更有甚者会引起桥梁崩塌，对经济及人身安全造成的危害难以估量。本文主要从材料属性、外界环境、时间效应、人为影响等四个方面对大体积砼温度裂缝的形成原因进行探讨。

（1）砼原材料方面。砼凝结不断硬化的过程中，混合料内的水泥与水相互作用发生水化反应并不断放出大量的水化热量。在桥梁大体积砼工程施工中，砼因水化热而导致内部温升过快且热量难以及时散发，并与砼外面形成较大的温差，随着内外温差的不断增大，就会导致出现较大的温度应力，在温度应力过大并超出砼的抗拉强度时就会在砼外表面出现开裂现象。同时，水泥的水化热反应越大，引起内外温差则越大，并会形成较大的温度应力，进而影响桥梁砼的强度及耐久性，使得桥梁砼结构存在一定的质量及安全隐患。另外，砼的抗碳化性也是砼質量评定的一项重要影响要素，对其产生裂缝有一定的影响。空气中的CO2与砼中的Ca（OH）2发生碳化反应生成CaCO3和H2O，砼碳化会使钢筋加剧锈蚀，造成钢筋砼结构的承载能力降低，进而导致砼保护层出现由内而外的开裂。

（2）外界环境影响。砼的硬化与所在环境的温度与湿度息息有关，外界温度过高会引起砼原材料温度升高，如在高温的天气条件下施工，空气中含水率相较较低，从而会影响砼的吸水率，致使坍落度变化与其他季节相比稍快，此刻应适当掺加外加剂，以减少坍落度损失造成的影响。冬季施工时，外界温度较低并与内部形成强烈温差，使得砼内外温差过大易出现开裂，此时，须注意加强保温养护降低大体积砼的内外温差，且应适当降低砼的用水量避免受冻。高风季节易致使砼外表面的水分散发快损失快，而内部水分散失慢损失慢，从而出现内部与外部不同程度的收缩而发生干缩裂缝问题，因此，须注意加强砼的保湿养护，不能单一提高砼用水比例控制坍落度[2]。

（3）时间效应影响。砼在逐渐硬化的过程中因水化热作用体积增大，而后随着时间变化不断体积减小进行收缩变形。在初凝过后砼开始收缩，一般来说在3个月之后收缩逐渐变缓，直至2年后收缩变形逐渐趋于稳定，在此过程中砼受到约束则会出现收缩拉力，并加速裂缝问题。另外，砼因持续受到自身自重及其他恒载影响会随着时间的增长而产生变形即徐变，徐变具有随着时间增长而应变不断增长的特性属于塑性变形，大体积砼在徐变的作用下也会因控制不当而引起开裂。

（4）人为因素影响。大体积砼施工过程中，砼水胶比会影响砼品质的高低，用水量过少会导致集料多而泌水少，从而易导致砼出现收缩裂缝，降低砼的耐久性;其次，砼搅拌的速度或时间把控不当也会对砼的质量造成直接影响，若搅拌时长过短则砼的匀质性达不到要求，从而致使砼在后期凝结的过程中出现收缩差异而增加砼裂缝的概率，若搅拌时间过久会引起砼的离析，从而使表层水泥砂浆过于集中而导致收缩加剧出现开裂;此外，砼振捣过程中，振捣时间过短、振捣深度不够或振捣操作不均，都会导致砼的密实性或匀质性受到影响而诱发裂缝的生成。最后，大体积砼浇筑时，分块分层不合理、新旧砼结合面间隔时间过久等均会引发砼构件贯穿裂缝而对桥梁的强度及耐久性造成十分不利的影响[3]。

2大体积砼温差裂缝的防控举措

2.1 严把砼原材质量

大体积砼的稳定性一般体现在对抗物理、化学作用力时的稳定能力，只有大体积砼的强度得到了保障，砼的抗拉性能和抗裂性能才能得以显著提升。首先，做好砼原材的合理选择，优先选择低热或中热水泥等水化放热量低的水泥，且所用石子级配应良好，砂子中含泥量应控制<1%，石粉含量以15%～18%为宜，并通过掺加适量外加剂，提高砼早期强度以及抗裂性能。其次，合理选取砼配比，严格按照桥梁大体积砼的设计配比与试验要求优化配比，并严格按照“三低、二掺、一高”的配比原则，尽量减少砼内每方水泥用量，降低水灰比，进而有效降低因水泥水化热反应而导致的温度裂缝。此外，合理掺加外加剂。通过增加砼外加剂，在改进砼性能时还可节约资源，有利于提高砼质量，确保桥梁大体积砼工程项目的安全性、耐久性和稳定性。例如，外加定量的膨胀剂可使大体积砼在凝聚硬化时体积变大膨胀，内部产生一定的压力提升密实度抵消部分砼内部因温差发生的拉应力。砼拌和时掺入定量的减水剂可以使水泥水化的速度下降，对裂缝的发生起到了必定的防备作用。

2.2 紧控砼浇筑温度

桥梁大体积砼浇筑时，为避免砼内外温度差过大而导致的砼温差裂缝，务须严加把控砼浇筑时的温度。通常，大体积砼的浇筑作业应尽量避开高温、严寒天气，确保砼浇筑入模时温度保持最佳，进而有效控制大体积砼自身温度变化。其中，夏季一般采用水泥通风散热、骨料浇水降温、浇筑前预冷砼和减小砼运输距离等措施降低砼拌合物入模温度，确保砼浇筑入模时低于25℃。冬季低温浇筑入模时砼温度不得低于10℃，浇筑后须采取外部长时间保温养护，做好保温覆盖措施，并结合施工实际合理制定模板的拆除时间。完成浇筑后，相应施工人员应加大测温频率，做好温度检测，随时掌握与控制砼内外温差值。

2.3 降低水泥水化热

大体积砼浇筑后热量主要来自水泥水化热，内部热量升高速率远高于外部。而为规避内部升温过快而造成的内外温差过大，并考虑直接、经济、易施工等多方面因素的影响，大体积砼最常用的施工处理方法就是在砼浇筑前提前埋置冷却降温用的水管。在夏季施工时为防止砼浇筑后内部热量散发过慢，可在砼浇筑时或浇筑后通过预埋的冷却水管通冷水，通过冷水流的导热性将砼内部的热量带走，强制降低砼中水化热时的温度峰值，降低砼内外部温差而导致的裂缝。通常，须控制砼内外部的温度差不超过25℃，一旦监测超出允许温度差时，应及时采取内部冷水循环降温或外部覆盖保温减少温差。

2.4 合理采取分块分缝

桥梁大体积砼因体量大内部不易散热，因而不适宜整体浇筑，为有效减少浇筑时内部温度散发不及时的问题，可在时间允许的条件下，采用分块浇筑即常用的分層浇筑与分段浇筑两种作业方法。分层浇筑又根据砼浇筑长度、厚度以及宽度的不同而分为全面分层、分段分层以及斜面分层三种方式，通过合理的分层可以使砼内部的水化热得到充分散发，避免热量集聚导致的内外温差。但需要注意的是，采用薄层浇筑时须严格控制好浇筑的间歇时间，若间歇时间过长砼初凝会导致结合面位置产生垂直裂缝，若间歇时间过短则不利于下层砼散热造成热量聚集而产生温差裂缝。另外，按照大体积砼施工缝位置合理分缝并通过分层连续浇筑或推移连续浇筑，将砼按照缝、块、时间分开浇筑，这样既可以方便施工，同时也能防止裂缝的产生。

2.5 做好砼后期养护

大体积砼的约束应力随着砼降温速度变小而逐渐降低，浇筑砼入模后通过控制砼温度降速，并利用砼自身的抗拉能力来提高砼的抗裂性能。对此，可通过采取保温措施来减少砼外表面热量的过快扩散，以减小砼内外表面的温度梯度，延长砼外部散热时间，使得因温度差导致砼产生的拉应力小于砼的抗拉强度。早期可通过加强大体积砼的保温养护充分发挥砼强度的潜力和材料松弛特性，进而使砼早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量有一定提升，进而有效避免由此而导致的贯穿裂缝。

3结束语

研究表明，桥梁结构的破损通常是伊始于砼裂缝的出现与扩展，随时间的递增而对桥梁的强度、耐久性、抗震性等造成愈发严重影响。因此，广大施工人员务须严抓紧控，严把施作质量，通过合理的管控举措，将砼开裂把控于允许值之内，进而为桥梁的长久安稳承荷提供切实保障。

参考文献

[1] 王学儒.公路桥梁大体积混凝土裂缝成因与控制措施[J].工程技术研究，2020，5（5）：145-146.

[2] 铁留江·俊军曼.桥梁大体积承台混凝土温度裂缝控制分析[J].西部交通科技，2019（11）：106-108.

[3] 邹德佳.道路桥梁中大体积混凝土施工裂缝防治措施探究[J].建筑技术开发，2019，46（8）：68-69.