谈桥梁工程中大体积混凝土的裂缝问题

吴迪

摘 要：桥梁工程在当前社会比较常见，其可以改善人们的生活质量，可以保证人们出行的方便性，是现代化城市建设的有效方式。在桥梁工程中，需要应用大体积混凝土技术，桥梁工程也比较容易出现裂缝问题，这与混凝土的特性有着较大关系，还与施工人员的技术水平有着一定关系，在施工的过程中，一定要采用先进的施工技术，还要保证操作的规范性，降低大体积混凝土出现裂缝的概率，从而控制桥梁工程的施工质量。

关键词：桥梁工程 控制 大体积 混凝土 裂缝 原因

桥梁工程是我国城市建设中重要的施工项目，桥梁的结构多属于混凝土结构类型，在应用大体积混凝土施工技术时，一定要做好材料质检工作，还要掌握施工的技巧，这样才能降低桥梁工程出现裂缝问题的概率。在大体积混凝土施工中，会受到较多因素的影响，施工人员需要做好预防控制工作，要降低外界环境因素对施工质量以及效率的影响，还要提高施工的技术水平，避免出现操作失误或者施工流程不合理问题。

1、桥梁工程大体积混凝土裂缝问题出现的原因

在桥梁工程中，需要应用大量的混凝土材料，混凝土是一种复合材料，其有着较多的特性，在应用的过程中，要了解其特性，并做好施工质量控制工作，这样才能保证桥梁工程的质量。下面笔者对桥梁工程中大体积混凝土裂缝产生的原因进行简单的介绍。

1.1水化热因素

混凝土中含有较多的水泥成分，水泥会产生水化热反应，而且会释放较多的热量，这增加了混凝土出现温差裂缝的概率。通过实验发现，1g水泥在水化热反应中会释放出500J的热量，在大体积混凝土施工中，由于混凝土材料的使用量比较大，所以产生的热量比较多，混凝土可能会出现内外温差过高的问题。在对混凝土进行搅拌时，会使混凝土的温度不断升高，如果施工人员没有做好散热工作，会导致混凝土内部出现较大的压应力，而混凝土外部又会出现较大的拉应力，当这一应力超过混凝土的承载能力后，就会出现混凝土裂缝现象。

1.2混凝土收缩

混凝土在存放的过程中，如果存储方式不当，没有在密闭的环境下保管，会出现体积缩减的情况，这也被称为混凝土收缩。混凝土在外力的影响下，会出现形变现象，而且会使混凝土内部产生较大的应力，当应力过大时，会导致混凝土出现较多的裂缝。混凝土收缩包括塑性收缩、干燥收缩以及温度收缩，在控制的过程中，需要结合收缩原因。如果是干燥收缩，则需要做好养护工作，要对混凝土定时浇水，避免其水分过度蒸发，从而引起干裂现象。

1.3大气温度与湿度的变化

混凝土在施工的过程中，会受到外界环境的影响，其中影响最大的就是温度与湿度这两个因素。大体积混凝土结构在施工作业期间受温度的影响非常明显，所以为了防止混凝土受到温度的影响而产生裂缝，一定要对浇筑中的各个环节的温度进行严格的控制，但是最主要的影响因素还是外界的温度，外界的温度高，在进行混凝土浇筑时温度也就会很高，但是当外界的温度下降时，由于混凝土内部存在着明显的温度梯度，所以外界温度如果出现急剧下降的情況，混凝土结构的内部就会出现很大的温度应力，所以也非常容易导致混凝土结构产生裂缝。此外外界温度的变化对混凝土裂缝也会产生非常大的影响，如果外界的温度出现了明显的下降情况，混凝土也会产生裂缝现象。

2、大体积混凝土裂缝的控制

2.1 大体积混凝土中水泥的品种及用量

理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。于是，我们对于桥梁中的大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙，其他成分依次为硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。我们应该充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。因为大体积混凝土施工期限长，不可能28d向混凝土施加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期向后推迟至56d 或者90d 是合理的。这是基于这一点，国内外很多专家均提出类似的建议。这样充分利用后期强度则可以每m3混凝土减少水泥40 Kg～70 Kg左右，混凝土内部的温度相应降低4℃～7℃。

2.2 掺加外加料和外加剂

在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，减少水泥用量。要降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，防止结构出现温度裂缝，利用粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的方法之一。外加剂可以从以下几个方面来选择：UFA 膨胀剂，它可以等量替换水泥。并且是混凝土产生适度的膨胀。一方面保证混凝土的密实度，另一方面使混凝土内部产生压力，以抵消混凝土中产生的部分拉应力。减水缓凝剂，并应保证一定的坍落度。这样可以延缓水化热的峰值期并改善混凝土的和易性，降低水灰比以达到减少水化热的目的。

2.3 大体积混凝土的骨料控制

在选择骨料时应该有其注意，要选择粒径相对较大，强度也能够满足施工要求的骨料，这样可以有效减小混凝土结构当中的孔隙率和表面积，这样就可以减少一部分水泥的使用，减少水化反应当中石方的热量，从而减少了收缩，也减少了混凝土裂缝的产生。

2..4大体积混凝土的裂缝检查与处理

对于混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计、施工，但是由于目前采用的防止裂缝的安全系数较小，而实际情况有复杂多变，所以实际工程中还是难免出现一些裂缝。大体积混凝土的裂缝分为三种：表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于表面裂缝因为其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响，一般不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝，可以用风镐、风钻或人工将裂缝凿除，至看不见裂缝为止，凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝土。限裂钢筋，在处理较深的裂缝时，一般是在混凝土已充分冷却后，在裂缝上铺设1～2层的钢筋后再继续浇筑新混凝土。对比较严重的裂缝可以采取水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度在0.5mm以上时，对于裂缝宽度小于0.5mm时应采取化学灌浆。化学灌浆材料一般使用环氧-糠醛丙酮系等浆材。

3、结语

本文对桥梁工程出现大体积混凝土裂缝的原因进行了分析，还对控制桥梁工程大体积混凝土施工质量的措施进行了介绍，通过分析发现，在桥梁工程中，裂缝问题比较常见，这主要是因为混凝土比较容易出现水化热现象，会出现温差裂缝，而且有的施工人员缺乏质量意识，在大体积混凝土施工中，没有做好质量控制工作。桥梁工程出现较多的裂缝问题，会影响桥梁的安全性，还会影响桥梁功能的发挥，所以，施工单位必须采取有效的措施对施工质量进行控制。

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