分析桥梁承台大体积混凝土施工中的温度测控及防裂技术

李国勇

摘    要：本文針对桥梁承台大体积混凝土施工过程中的温度测量和控制方法进行了分析，同时提出了大体积混凝土的防开裂施工技术，有效提高桥梁承载大体积混凝土的整体施工质量，提高桥梁结构的整体安全性和稳定性，为后续的通车安全打下了良好的基础。

关键词：桥梁;承台;大体积;温度控制;防裂技术

1  引言

桥梁承台是连接桥梁桩基础结构和桥墩的重要构成部分，通过承台的作用可以将桥梁上部的荷载直接传递到底部的桩基础内部。对于一些跨径较大的桥梁工程来讲，因为桥梁结构的整体荷载程度相对较大，因此要求桥梁的承台结构可以有效承载墩柱或者索塔荷载，可以将桥梁上部产生的强大荷载均匀的传递到基础结构内部。在桥梁承台结构施工过程中，需要使用到大体积混凝土施工技术，大体积承台施工面经常会存在不同程度的开裂问题，因为混凝土材料在使用过程中，内部会出现水化反应而生成大量的热量，混凝土浇筑施工水化热和周边环境温度之间形成了较大的差异，因此很容易造成大体积混凝土表面由于温度差的影响造成表面开裂问题。

2  桥梁承台大体积混凝土开裂原因分析

2.1  大体积混凝土开裂机理

大体积混凝土施工相比于普通的混凝土施工存在的明显差异，表现在混凝土的施工厚度、长度和宽度的比值不同造成相对厚度较小。在实际的施工当中，混凝土材料内部会出现一定的水化热现象，大体积混凝土的表面热量散发效率，超过了内部热量的散失效率，进而会造成混凝土内外部温差逐渐加大，会形成不同程度的表面裂缝问题。整体上来讲，因为大体系混凝土表面和环境之间直接接触温度散失速率较快，而内部产生的混凝土水化热热量消散较慢，会造成内部温度远远超过外部温度，会造成大体积混凝土的内外受力不均形成表面裂缝。

2.2  温度控制问题造成开裂

依照大体积凝土施工过程中产生的开裂问题原因，影响大体积混凝土表面开裂的主要影响因素，是因为材料内部水泥水化放热、环境温度变化以及混凝土自身所具有的收缩特性等因素的影响，针对这几种因素进行了如下分析：

首先，在环境温度变化方面，因为水泥材料水化热过程会出现明显的放热现象，会造成大体积混凝土内部的局部温度上升到70～80℃，而外部的环境温度即便采取相应的降温措施，也无法达到混凝土内部的温度，进而使得大体积混凝土的施工过程中，必然会存在非常明显的内外温度差。如果环境温度出现突然下降，则很容易造成混凝土表面开裂问题，因此在大体积混凝土的施工过程中，必须要对外部的环境温度进行有效控制{1}。

其次，由于混凝土材料本身所具有的干缩特性，在大体积混凝土浇筑施工当中，如果外部环境温度过低，则混凝土表面和外界环境之间会进行非常频繁的热量交换，进而造成了混凝土表面的水分和热量快速散发，直接造成了混凝土表面出现干燥和收缩应力。由于混凝土内部的水分散失速率相对较慢，加重了混凝土表面的收缩效应，进而会直接影响到混凝土的表面性能。

最后，在桥梁承台大体积混凝土施工完成之后，由于工程施工单位没有充分考虑到外部环境因素，对大体积混凝土开裂所产生的影响，在混凝土的养护工作中养护工作方法不科学会造成混凝土出现开裂问题。现阶段，我国针对大体积混凝土的养护工作标准需要保证，环境温度控制在18～22℃，环境湿度不能低于95%的情况下来进行混凝土养护工作。由于很多工程施工单位在大体积混凝土的养护工作中，没有严格遵循混凝土的养护工作标准来加以开展，会造成大体积混凝土的表面温度以及表面湿度等无法满足混凝土的正常养护工作要求，进而会产生表面干缩裂缝以及其他裂缝问题。

3  大体积桥梁承台防裂技术

3.1  混凝土原材料控制

在桥梁承台大体积混凝土施工过程中，混凝土材料出现的水化热是产生大体系混凝土裂缝的直接影响因素，要想对这一问题进行有效控制，必须要对混凝土材料的种类配合比以及水泥含量等进行有效调整，可以明显降低混凝土材料的水化作效应，提高混凝土结构的抗拉强度。

首先，需要对水泥材料的种类进行合理选择与优化，为了充分保证混凝土材料具有更高的抗开裂性以及敏感性，可以对水泥材料的型号和类型进行针对性选择，选择具有更加良好的预压应力水泥材料，有效保证后期大体混凝土具有良好的拉应力效果，提高混凝土材料的抗开裂极限参数，以此来降低混凝土表面产生裂缝问题的概率。

其次，在充分保证混凝土材料自易性和施工强度的基础之上，降低水泥材料的使用量，以此来有效控制水化热问题的产生，同时可以使用火山灰材料来替代部分的硅酸盐水泥。通过这种处理方法，不但可以明显控制后续混凝土材料的水化热问题的影响，同时还可以提高大体积混凝土的结构强度。

最后，可以在混凝土内部加入一定量的外加剂，掺入一定量的减水剂、引气剂以及超速剂等，降低水泥材料的使用量，同时保证混凝土的整体工作性能，提高混凝土的预设水胶比，可以使用矿物质材料替代部分水泥材料。比如，火山灰、粉煤灰、矿渣以及石粉等，合理改善混凝土材料的骨料级配以及材料选择，使用膨胀系数更低的材料，降低混凝土出现的温度变形问题，以此来有效控制大体积混凝土的裂缝问题[2]。

3.2  大体积混凝土温度控制措施

从工程的施工角度上来看，在桥梁承台大体积混凝土施工过程中，做好温度测量和控制工作至关重要，整体上来讲温度的测控工作主要表现在混凝土表面温度、表面湿度、降低混凝土的浇筑温度，降低混凝土材料内外温度差，防止出现温度骤降等多方面问题，都可以有效预防桥梁承台大体积混凝土产生的早期裂缝问题。

首先，需要对混凝土浇筑施工过程中的温度进行有效控制，降低混凝土的浇筑温度，可以在浇筑工作中控制水化热的程度，以此来降低大体积混凝土的整体施工温度。比如，在施工当中可以对混凝土材料的骨料和水泥进行预先冷却，通过冻结补料和水泥的方法，或者将其中加入冰块等方式，有效控制混凝土的浇筑温度大小。除此之外，还可以在混凝土拌合装置内部加入液氮的方式对混凝土进行降温。针对不同的降温处理方法，需要有效结合工程的实际施工条件和经济情况来加以选择。

其次，可以通过人工控制硬化混凝土的温度大小，有效降低温度峰值和温度差值，比如在大体积混凝土施工过程中，通过向其中植入冷水管，通过循环冷水通过的方法，对混凝土材料进行冷却处理，可以向其中植入钢管通过循环冷空气的方法，对混凝土材料内补的温度进行降温。通过在混凝土表面覆盖保温材料的方式，可以有效降低内外温度差大小，同时控制混凝土表面的温度梯度效应。

最后，需要选择合适的时机开展大体积混凝土承台施工，因为环境温度对大体积混凝土产生的开裂问题影响非常明显，因此需要尽可能选择在环境温度相对正常的天气条件下来进行桥梁承台混凝土施工，有效防止外部环境因素的影响，对大体积混凝土施工质量产生干扰。整体上来讲，在桥梁承台大体积混凝土施工当中有效做好温度的测控工作至关重要，需要尽可能保证大体积混凝土内部和外部的温度差缩小，有效控制温度开裂问题防止水分大量散失[3]。

4  结束语

因为混凝土材料自身所具有的收缩性质，会造成大体积混凝土表面出现不同程度的开裂。因此，工程施工单位需要针对桥梁承台大体积混凝土施工过程中的温度控制措施加以落实，提出必要的混凝土防裂施工技术，保证大体积混凝土结构的整体施工质量。

参考文献：

[1] 艾建杰，罗清波等.桥梁承台大体积混凝土水化热及温控技术研究[J].甘肃科学学报，2020（3）：95+100.

[2] 周明.桥梁承台大体积混凝土施工的防裂技术探讨[J].四川水泥，2018（12）：146.