高铁桥梁工程大体积混凝土裂缝成因及其控制措施

王万升

中铁九局集团有限公司路桥分公司 辽宁沈阳 110000

大体积混凝土是指：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。大体积混凝土因为自身的各项特性差异，容易引起开裂，这样就无法保证该项工程的质量能满足建筑需求，所以，工程建设过程中必须重视它的施工质量，合理确定施工方案，避免工程出现质量问题，因地制宜地强化质量目标，为施工单位地良好发展贡献力量[1]。

1 大体积混凝土裂缝原因分析

1.1 温度变化

温度变化是引发混凝土结构裂缝的主要原因，对于大体积混凝土更是如此。在浇筑初期，受混凝土中的水泥水化热影响，混凝土结构内部温度较高。同时也会受到入模温度、结构散热的影响，进而与混凝土表层温度产生差异。在外部环境温度的变化下，混凝土表层温度会受到较大影响，若出现温度骤降的情况，则会导致混凝土结构内外产生较大温差。混凝土结构属于不良导热体，若处于高温环境，其散热能力较差，内部温度可能达到65℃甚至更高，并保持较长时间。在温差作用下，混凝土结构内部会产生较大的应力，与温差呈正比例关系。当混凝土结构应力达到一定水平后，就会引起表面开裂现象[2]。

1.2 混凝土自身的原因

大体积混凝土的稳定性一般体现在对抗物理、化学作用力时的稳定能力。如果其体积稳定性较弱，那么混凝土就会出现开裂，导致自身的变形能力降低，溶液等侵入大体积混凝土内部，使得耐久性受到影响。大体积混凝土自身有收缩特性，就算在没有荷载时也容易产生收缩现象。由于大体积混凝土的收缩产生的拉应力大于本身能承受的抗弯拉强度，裂缝就随之出现。对于不一样的大体积混凝土水泥等配比不同，收缩值有所差异，所以，我们要重视大体积混凝土的水泥用量。随着水泥的粗细变化，骨料含泥量也有所区别，裂缝的出现频率也不一样，所以，我们要通过试验确定水泥和骨料的配比。

1.3 混凝土收缩变形

在养护阶段，混凝土若遭受风吹日晒，则会加剧毛细孔道失水，从而加剧混凝土收缩。同时，含水量的减少将导致后续硬化效率降低，而此时混凝土尚处于强度发展的初期，抗裂能力不强，从而易产生裂缝。相对低标号混凝土而言，高强混凝土水灰比较小，在水化反应中需消耗的内部水分较多，其收缩特性更为明显。目前大跨度桥梁工程广泛使用高强混凝土，因此更加需要关注收缩变形产生的混凝土裂缝。

2 裂缝控制措施探讨

2.1 密切关注温湿度变化并进行动态调整

导致大体积混凝土出现裂缝的主要原因之一就是温度和湿度等因素的影响，所以需要采取有效的措施加强温度湿度的密切关注与动态调控。一方面可以有序调整混凝土浇筑过程中的温度变化，根据实际情况及时进行动态调整，另一方面可以在进行大体积混凝土搅拌工艺环节及时进行水量的补充。此外还可以应用水冷却碎石的方式进行温度的调剂。在进行拆模施工作业时要针对温度突然下降等情况提前进行混凝土表面的保温处理，从而最大限度降低裂缝的出现。

2.2 改善混凝土抗裂性的措施

大体积混凝土中可以加入少量膨胀剂，这样会引发混凝土的体积增加，补偿混凝土的收缩，综合作用下可以减少大体积混凝土的开裂。大体积混凝土中掺和适量的膨胀剂可以中和大体积混凝土硬化时产生的干缩，这样就能有效减少裂缝产生。我们现在比较常用的两种膨胀剂是FH复合型和UEA型，又以UEA型膨胀剂用的多。通常，UEA型使用时，要在混凝土里掺入1/10的量，把膨胀率控制在万分之三左右，可承受的预压力也控制在0.5MPa左右，这样就能和硬化时产生的拉应力相抵。在大体积混凝土中科学配置钢筋能加大混凝土的强度，我们配置钢筋时要注意钢筋的间距不能太大，以保证混凝土的抗裂性能良好。我们在配置钢筋时，间距一般不大于10cm，大体积混凝土的配筋相对较少，为了加强混凝土的抗裂性能我们少量配温度筋。只有大体积混凝土的强度得到了保障，抗拉性能才能提高，混凝土的抗裂性才能提升，在施工时，我们必须确定好合适的大体积混凝土原料配比，选择合适的水灰比和行之有效的工艺，来保证混凝土结构的强度[3]。

2.3 养护措施

（1）外部保温措施，在浇筑后及时覆盖保温材料，避免混凝土表面温度出现快速下降，通过控制温差，减小内部应力，抑制混凝土裂缝产生。此外还可以通过降低胶凝材料水化反应，避免混凝土内部出现过大的温度梯度，从而降低裂缝几率。

（2）内部降温措施，主要通过在混凝土内部布置冷却水循环系统，降低混凝土内部产生的热量。具体可分为初期、后期两种部署方式，在初期主要通过降低混凝土的水化热峰值，缩小内外温差。在后期则是为了满足接缝灌浆需求，控制混凝土温度变化。通过做好养护工作，能够有效降低混凝土裂缝概率[4]。

3 结语

总之，由于大体积混凝土施工时，会受到很多方面的影响，稍不注意裂缝就会发生，对此，在其施工过程中要管理好各道工序，从原材料的选用开始，到工程的设计，再到决定施工工艺，我们应当全面把握各种因素，控制大体积混凝土裂缝的出现，从工程的施工条件和技术出发，高质量地完成项目建设。