桥梁墩身混凝土的温缩裂缝分析及防治措施

汪大明

摘要：随着我国桥梁工程的飞速发展，桥梁施工项目逐渐增多，当前桥梁施工普遍采用混凝土施工技术，但是混凝土施工容易出现温度裂缝和干缩裂缝，从而影响了桥梁的整体质量，尤其是在桥梁的墩身裂缝是最为常见的施工问题。本文阐述了温度裂缝和干缩裂缝出现原因，同时分析了桥梁墩身混凝土温缩裂缝的防治对策，并对桥梁墩身混凝土的施工工艺进行了优化。

关键词： 桥梁墩身；混凝土施工；温缩裂缝；防治对策；

桥梁墩身是混凝土施工的控制环节，其混凝土施工中容易出现温缩裂缝，随着使用时间的增长，混凝土的整体结构就会出现更加严重的破坏，从而造成了桥梁工程质量下降，同时桥梁墩身是桥梁的主要承重部分，因此，桥梁墩身混凝土温缩裂缝防治工作至关重要，这就需要施工单位强化其混凝土施工控制工艺。

一、温度裂缝和干缩裂缝以及其危害性

1.1 温度裂缝

温度裂缝产生的主要原因是温度的差异性变化，由于混凝土浇筑完成后会形成一个完整的结构整体，但是其内的温度分布存在着差异性，混凝土的外表面的温度较低，同时其内部的温度较高，这是因为混凝土在凝固硬化过程中，会放出大量的热量和水分，封闭的混凝土结构造成了其热量的难以有效扩散，从而在混凝土的结构内形成了一个温度梯度。温度梯度的存在造成了混凝土结构的拉应力增大，当拉应力超过一定的范围之后，就会突破外层混凝土固化外层的限制，形成较为明显的裂缝。此外温度裂缝的形成和混凝土后续施工操作不当有直接关系，例如模版的过早拆除，会造成外表面出现快速失水的现象，其温度下降速率加快，从而在表面上出现了细微的裂缝。

1.2 干缩裂缝

干缩裂缝的出现主要是混凝土表面中水分的挥发较快造成的，由于混凝土结构具有较大的表面积，其内部体积结构较为紧密，混凝土中的水分梯度较为明显，其内部的水分难以挥发，但是外表面由于直接接触空气，其水分的挥发速率较快，从而形成了混凝土的干缩现象，产生了较为明显的拉应力裂缝。科学研究显示在混凝土的凝固硬化过程中，其内部的湿度对于干缩裂缝产生具有明显地影响作用，水泥浆体的干缩越大，其出现干缩裂缝的概率也越大。

研究表明，混凝土结构的内部湿度越低，其水泥浆体干缩越大，也越容易产生干缩裂缝。

1.3 温缩裂缝的危害性

桥梁墩身是重要的承重部位，其混凝土结构温度性直接决定了桥梁工程的安全性，但是温缩裂缝的出现会造成混凝土整体结构的破坏。通过对于某桥梁墩身的研究发现，其墩身出现了不同程度的裂缝，影响了桥身的美观，同时随着温度和湿度的变化，裂缝处的混凝土容易出现溶胀现象，造成了混凝土结构的坍塌。通常而言，温缩裂缝主要出现在浇筑之后的凝固和硬化过程中，这一阶段的养护措施不当，就会在混凝土的表面出现网状、平行状的裂缝，随着使用年限的增长，水分就会从温缩裂缝中进入到混凝土结构中，并且对其结构造成溶解分解以及钙化，甚至会进入到桥梁墩身的内部，造成钢筋的锈蚀，降低了桥梁墩身的牢固性以及耐久性。

二、桥梁墩身混凝土温缩裂缝的防治措施

2.1 合理设计混凝土的配比

混凝土的配料控制是防治温缩裂缝的关键，通常在工程中要控制混凝土的水灰比，并加入适当的掺杂料，提升混凝土的特殊性能，尤其是通过减少水泥和水量的使用来控制其结构内部的含水量，避免在凝结过程中出现大量的水分蒸发而造成水分和温度梯度的出现。再者矿物质的添加可以有效的提高混凝土的流变性，例如在混凝土配料中添加相应的矿渣、粉煤灰以及沸石粉等物质，可以发挥其减水剂的作用，同时也可以有效的提升混凝土的流变性，当混凝土结构凝固之后就会生成表面较为光滑的混凝土，其结构强度和耐久性符合工程需求。最后是要根据桥梁墩身的强度要求来选择混凝土等级，在一些承载力较大的部位，要采用高强度的混凝土，并适当调整其配比，避免在桥梁墩身部位出现温缩裂缝。

2.2 加强混凝土温度的控制

温度裂缝的出现的主要原因就是混凝土内部的温度梯度较大，因此，在混凝土施工中要强化对于其温度的控制，尤其是要控制凝结固化过程中温度变化，避免出现较大的温度梯度，通常要采用低中热的水泥，并通过减水剂、缓凝剂的添加来适当的延缓其温度变化过程，防治大幅度温度骤变过程中出现。此外要选择合适的浇筑温度，选择较低的浇筑施工温度，提高混凝土对于温度变化的结构抵抗能力。最后要进行混凝土的表面温度控制，避免表面温度下降速率过快，在施工中可以在混凝土表面设置草毡，延缓表面混凝土的冷却，尤其是在冬季施工时，由于环境温度较低，表面的混凝土温度散发较快，需要采取保温措施。

2.3 选用性能优良的原材料

原材料质量是控制混凝土裂缝的关键，在桥梁墩身的混凝土施工中，通过对混凝土的实现发现，水泥的收缩性能是水泥中的矿物质含量决定的，因此在水泥的选择上要采用矿物质含量高的水泥。混凝土骨料均匀可以保证混凝土内部结构均匀，避免出现混凝土内部空隙的出现，因此要选择颗粒均匀的骨料，同时要去骨料的强度坚硬。此外要在水泥中添加适量达到粉煤灰，降低混凝土的水化热，增强混凝土的塑形问题，从而可以取得良好的抗裂缝防治效果，粉煤灰的添加在体积较为大的混凝土中发挥着的效果最佳，在桥梁墩身的混凝土中添加粉煤灰明显提升了混凝土的抗温缩裂缝能力。

三、桥梁墩身混凝土施工的优化

3.1 模版的选取和拆模工作

模版拆除工作不规范会影响混凝土表面的美观度，更重要的是会造成表面裂缝的出现，因此在施工过程中，要规范模版施工，采用高强度的模版，加强对于混凝土料的形状保持，同时避免了在浇筑过程中出现的偏移问题。此外混凝土模板的拆除要选择合适的时机，当混凝土结构达到设计强度的时候，再进行混凝土模版的拆除，同时要避免在拆除过程中对于混凝土的划伤，避免温度和干缩裂缝的出现。

3.2 控制混凝土温度和搅拌时间

混凝土温度决定了浇筑后内部结构的温度分布，尤其是当外界温度较高的时候，混凝土集料的温度相应较高，由于内外温差相差较大，其温度梯度的跨度较大，增加了温度裂缝出现的概率。因此，在混凝土浇筑的时候，要降低其温度，采用及时的降温方式，避免长时间的搅拌，这样混凝土集料中的水分不会过度挥发啊，有助于维持其结构温度，不容易出现收缩裂缝。

3.3 混凝土浇筑和振捣工作

在混凝土的浇筑和振捣施工中，会延缓混凝土的局部固化反应，提高其反应的均匀性，同时保证了内部温度梯度分布均匀，避免在结构内部形成高温中心。因此，需要控制浇筑速度和振捣频率，避免由于过度振捣造成混凝土集料的分层，尤其是要避免粗集料的下沉，造成上层含水量偏高而下层结构紧密，从而可以有效的避免表面温缩裂缝的出现。此外要采用鼓风机进行通风，保持内外温度和湿度的尽量一致性。

四、总结

总而言之，桥梁工程是重要的基础设备建设，关系着我国的道路交通安全，同时也维系着我国经济的飞速发展，在桥梁混凝土施工中，容易出现干缩裂缝，尤其是在桥梁墩身部位，这些裂缝的出现严重影响了混凝土结构的美观性，同时也影响了桥梁工程质量。因此在混凝土施工中， 要加强对于裂缝的控制，同时优化施工工艺，提高混凝土结构和表面质量。

参考文献

[1] 張华.公路桥梁桥墩身混凝土的开裂与防治[J].筑路机械与施工机械，2012（4）.

[2] 阳宁友.桥梁墩身混凝土裂缝化学灌浆法探讨[J].中华民居，2014（10）.

[3] 谢斌.铁路桥梁墩身混凝土开裂原因分析及施工监理措施[J].建设监理，2009

（12）.