桥梁工程中大体积混凝土裂缝控制

石亚辉 梁小龙 张秋达

（1.博大建设有限公司，浙江 杭州 312500；2.浙江大壮建设有限公司，浙江 杭州 312500）

1 大体积混凝土裂缝产生的主要原因

1.1 水泥热化后的影响

水泥水化后会释放出很多的热量，而且主要是在浇筑水泥的7天左右的时间，这时的水泥大概每克就可以释放出大约五百焦的热量，假设以水泥的重量每立方米为三百五十千克到五百五十千克来计算，那么在这么一立方的水泥中会放出大概一万七千五百焦到两万七千五百焦的热量来，这样就会致使水泥本身的温度提升至七十度或者更高的温度。特别对于大面积的水泥来说，散发的热量更多会导致水泥本身的温度更高又因为水泥内部的散热情况不同，会导致水泥内部凝结的不好，在受力的挤压下水泥的表面就会发生不同程度的裂缝。

1.2 受到自然因素中温度的影响，大面积的混凝土在建设过程中，温度的高低对避免大面积混凝土出现裂缝起到了很大的作用。由浇筑温度、水泥水化热的温度、混凝土本身的温度与其他温度相加组成的混凝土内部中心的温度。而外部的温度高则浇筑的温度也高，外部的温度会直接影响到浇筑温度的高低；假如外部的温度低则会使得大面积混凝土内部与外部的温差过大。假如外部的温度骤降，温差多大，温度的应力也在加大，这样会导致混凝土开裂。还有外部的湿度对混凝土出现裂缝也有直接联系，外部温度太低的话会使得混凝土快速的收缩，这样也会使混凝土出现开裂的情况。

1.3 其他因素的影响

结构物基础的不均匀沉降也会产生裂缝，这种裂缝会随着基础沉降而不断的增大，待地基下沉稳定后，将不会变化。超荷载使用或未达到设计过早加荷载导致结构出现裂缝，这种裂缝称之为荷载裂缝。

混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝，一般是混凝土配合比中，粗骨料级配不连续、数量不够，砂率及水灰比不当所造成的裂缝。

2 大体积混凝土施工质量控制措施

2.1 大体积混凝土配合比设计

2.1.1 使用的原材料。因为使用水泥的多少会对水热化的多少与混凝土的温升产生一定的作用，水化热低的水泥应该在大面积的混凝土中投入使用，使用量越少越好，例如中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等等。细骨料最好是使用2区中砂，想比细砂中砂使用的水以及水泥更少。在可泵送的时候使用直径5到20毫米的石子，降低混凝土出现回缩变形的情况。采用添加粉煤灰的工艺来使用掺合料。这样做能够减少水泥的用量、减少水热化、加强混凝土的和易性并且能加强混凝土建成后的强度，加大了温度升高峰值出现的时间距离。

2.1.2 外加剂的使用。采用减水剂，如缓凝高效减水剂；采用膨胀剂，如广泛使用u型膨胀剂无水硫铝酸钙或硫酸铝。试验表明，在混凝土添加了膨胀剂之后混凝土内部产生的膨胀应力，可以抵消一部分混凝土的收缩应力，这样，相应地提高混凝土抗裂强度。

2.2 温控措施及施工现场控制

2.2.1 根据预测的温度分析。依据在施工现场中水泥的混合比例再加上现场中的温度因素等自然人为的原因，把数据输入到电脑中对水泥将会产生的温度展开电子模拟预测，供应水泥的内部构造所产生的温度或者随着时间的变化而产生的变化，制造出在施工时不会因为水泥的内部温度而产生裂缝的标准，从而完成保护的标准选择。

2.2.2 混凝土浇筑方案。采用延缓温差梯度和降温梯度的措施，在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度、前后浇筑的搭接时间；控制混凝土入温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，保证振捣密实，严防漏振和过振，确保混凝土均匀密实；做好现场协调组织管理，要有充足的人力、物力、保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，确保不留冷缝；浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理，一般浇筑后3～4h内初步用木长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压2遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂；混凝土浇灌完后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。

2.2.3 对混凝土实行温度的监控。混凝土的内外侧都安置温度的测量点，其中包括保温材料温度的检测以及保养水的温度的检测，采用全自动检测设备进行检测结果集中分析处理。为了避免混凝土出现裂缝的情况，我们必须从检测数据中的温度值、中心测点与表面的温差入手。作为采取措施的依据。

2.2.4 为反映温控效果可在少数混凝土层中埋设应变计进行温度应力检测，应变计沿水平方向布置检测水平方向应力分量。

2.3 构造设计上对大体积混凝土采取防裂措施

2.3.1 策划合适的内部构造，能够降低工程量，减少水泥热化。譬如可以利用悬索桥锚碇具备的受力特征，策划混泥土内部不在关键承受压力的地方挖空，使用土方压重的办法，减少每立方米水泥的含量。

2.3.2 最大限度的利用混凝土在基坑有侧限的原因，灌注混凝土的过程中加入微膨胀剂，这样在基坑的有限条件下形成一定的压力，加大了混凝土中心的温度调节所产生的拉应力，减少了混凝土出现裂缝的情况。

2.3.3 大面积的混凝土体积面积都较大，建设的时间也比较长，根据结构的受力现状可以确定混凝土建成所需的时间，推翻了正常28D的验收时期，变为了60D或者是更多，检测验收的时间必须注意混凝土建成后的强度是否达到标准的问题，这样可以减低设计的标号，也减少了水泥的使用以及降低了水化热。

2.3.4 因为承受着外界的约束才会使混泥土内部产生的温度，可以改进外界限制的结构条件，在遇到限制性强的岩石类地基或者混泥土的厚度比较厚的时候，可以在混泥土的表面装置可滑动的表层来降低温度。在外部限制的表面全都装置可以滑动的表层，就可以很大幅度的降低外限制力。

结语

根据上面所说，虽然在大体型的混泥土浇筑时会形成裂缝，但是很多的科学实验表明都可以采用有效的办法解决：我们只要在建造以及施工的过程中或者在选用材料或者后期保护时充足的考虑到各方面环境的因素，还是可以防止混泥土内部裂缝的发生。

[1]高性能高耐久性混凝土在桥梁工程中的应用[J]黑龙江省鹤大公路佳七段建设指挥部，2004.

[2]赵平均.水泥混凝土桥面沥青混凝土面层应用技术研究[J]河南省商丘至开封高速公路工程建设指挥部，2004.