桥梁大体积混凝土裂缝施工控制方法

桥梁大体积混凝土裂缝施工控制方法
发布时间：2022-07-04T05:44:33.161Z 来源：《工程建设标准化》2022年3月第5期作者：郭青文
[导读] ：在桥梁的建造与投入使用的过程中，有时候会出现大体积的混凝土裂缝。

郭青文
宁波阳光混凝土有限公司浙江省宁波市315000
摘要：在桥梁的建造与投入使用的过程中，有时候会出现大体积的混凝土裂缝。

事实上，出现这样的裂缝一般是外部超负荷运作加上混凝土内部的相互作用下，甚至会根据温度的不断变化而形成大体积的裂缝。

本文将从桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因出发，分别从设计的比例与施工等方面找出能解决这些问题的方法。

关键词：桥梁；大体积混凝土；裂缝；方法
引言：
近年来，由于我国经济社会的快速发展，在工程建设中也进行大量资金的投入，增加了许多大型桥梁的建筑。

而这些大型的建筑在建造中需要使用到大体积的混凝土，大体积的混凝土与其他普通的混凝土不同的是，其拥有材质厚实、体积大的优势，在施工的过程中也对技术有一定的要求，如果遇到水泥水化热等情况，还会造成收缩变形的情况。

比如在桥梁施工的过程中，已经出现各种桥梁大体积混凝土工程的质检质量问题，这对工程正常使用与持久性等方面都带来了不少伤害。

所以，这需要从设计与施工等方面，找出提高大体积混凝土结构质量的方法。

一、为什么会产生桥梁大体积混凝土裂缝？
原因一：水泥水化热
水泥水化热这种情况一般是大体积混凝土产生裂缝，在桥梁结构方面有很重要的损坏作用[1]。

产生水泥水化热的过程主要是随着热量的不断释放，会随着混凝土内部温度的升高而不断释放热量，尤其是在大体积混凝土的作用下更为明显。

产生这种现象的主要原因就是受混凝土外部与内部散热条件的差异，混凝土中间部分温度偏高，在这个作用下迫使混凝土的内部与外部的作用力失衡，从而导致混凝土表面裂缝的出现。

原因二：混凝土的收缩
混凝土收缩这种现象基本上是因为受空气的影响，在混凝土进行凝结时使整体的体积减小，因为没有受到外力的作用，混凝土会主动变形成为外部的拉力作用，自行产生的拉力会迫使混凝土收缩开裂。

混凝土收缩产生裂痕的三种情况分别有塑性、干燥与温度收缩，混凝土收缩的前期会因为水泥水化的凝固结硬，所以体积会减小，在混凝土收缩后期，因受到内部水分蒸发，会产生干缩变形的这种现象。

原因三：受外界的气温与湿度变化影响
在对大体积的混凝土进行施工的过程中，外界气温变化也会影响到混凝土是否产生裂痕。

一般来说，混凝土内部的温度是由水泥水化热与在施工过程中对浇筑的温度设置，这两者共同作用下产生的。

另外，浇筑的温度也会受到外界温度的影响不断发生变化，例如在外界气温升高的同时，混凝土内部的温度也会同步增温，如果遇到外界气温突然降低的情况，混凝土内部因短时间内无法干预控制温度，有可能会导致混凝土的开裂。

如果从外界湿度的变化而言，可能会随着湿度的降低导致混凝土出现裂缝。

二、针对桥梁大体积混凝土施工的控制方法
1.优先选择水化热低的水泥
在桥梁大体积的混凝土进行施工时，虽然水泥是必备品，但可以有选择性选择更适合的品种与类别。

市面上出现了许多专门针对水热化能这一方面特性需求的水泥品类，例如硅酸盐水泥就拥有水化热能低的优势。

但不可忽略的是，部分水热化低的水泥也存在析水量等问题，如果选用这种类型的水泥，在施工中出水量大，不仅对施工的进度产生影响，施工的质量也难以得到相应的保证。

同时，在施工中溢出来的水会隐藏在浇筑的夹层中，有可能会降低混凝土的凝结比例。

从另一个角度出发，混凝土的用水量与温度也有着非常重要的联系，如果温度越高，析出水耗时会更短；除此之外，混凝土的施工质量也关系着水泥的成分、细度对其的影响。

所以在这些条件的作用下，首先必须要在选择水泥品种与类型时选择最合适的材料，如果析水量过大，可借助一些减水剂保持水量的稳定；其次，在进行正式的施工时，采取一定的措施减少因排水出现的问题，只有做到上述要求，才能保证混凝土施工得到有效控制。

2.优化调整混凝土的配合比，降低水泥用量
在进行大体积的混凝土施工时，为了保持施工水量的稳定，可通过降低水泥用量的方式来优化调整混凝土的配合比。

但是只降低水泥的用量明显不能解决问题，所以还需要借助市面上一些可补充使用的外加剂，例如掺木质素磺酸钙，这种外加剂俗称木钙，在施工过程中加入木钙这一成分后，不仅可以调整水化热的流向速度，也能相应地避免工程进行中产生的问题，真正提高工作效率。

另外，选择掺粉煤灰这一外加剂，对混凝土的粘合方面有很强的作用，有数据显示，使用掺粉煤灰能够降低近15%的水化热[2]。

3.控制好大体积混凝土的骨料
大体积混凝土的骨料一般分有粗骨料与细骨料两种，在大体积混凝土中选择粗骨料的可能性更大，因为它的强度更大而且直径会稍大，基本满足要求；不仅可以减少建造物之间的空隙，还能够优化调整水泥的基本用量，减少混凝土的裂痕。

4.简化大体积混凝土的设计方案
大体积混凝土在施工的过程中，虽然不会利用钢筋这些材质作为缝隙或边界死角的连接，但为了防止裂痕的产生，会选择一定量的斜筋作为支撑。

在设计的最初始阶段，首先选择适宜的水泥，便于混凝土后期的工作开展。

在工程结构的设计中也要关注到结构方面的变化，选用钢筋保护层厚度的时候尽量选择最小值，因为厚度大意味着裂缝发生的可能性更大。

5.加强在混凝土施工的过程控制
首先要确定降温曲线的温度，因为混凝土水化热的升温时间比较短，在升温过程中就很难约束应力;但不同的是，降温阶段的拉应力会随着时间的增加而出现裂缝，这说明降温曲线在混凝土施工具有非常重要的参考作用。

其次，要严格控制混凝土入模温度保持在30摄氏度以下，可通过选择傍晚时分开始浇筑混凝土，提前注入冷却管进行凉水降温。

最后，在混凝土整个施工的后期阶段，可通过搭设遮阳设备防止阳光的暴晒，也可以使用布匹进行保温，减少因内外温差导致的问题，并定期定时关注混凝土的温度，根据温度调整保养方式与方
法。

三、对桥梁大体积混凝土裂缝的处理方法
大体积的混凝土一般有表面、深层、贯穿三种形式的裂缝，如果只是表面的裂缝，在安全与持久性不受影响的前提下，不会进行处理;如果是比较深层的裂缝，通常以人工处理的方式进行，先清除现有的裂缝，在将新的混凝土填充进去；在面对更难以处理的裂缝时，通常选择水泥灌浆——裂缝在0.5mm以上时选择；化学灌浆——小于0.5mm。

总结
总的来说，如果要对桥梁大体积混凝土裂缝产生进行合理的预防，需要从保持混凝土的温度与优化调整强度进行。

出现裂缝需要正确选择合适的方式，在做好混凝土施工的温度判断与选择的水泥材料、外加剂等方面，不断更新改进建筑工艺，将这些运用到位后方能做好大体积混凝土的控制与操作。

参考文献：
[1]张小平，刘燕，纪宪坤，李新新.水泥水化热测试方法的分析[J].四川水泥，2020(10):7-8+25.
[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社，2006.
郭青文男 198.09.28 山西省运城市宁波阳光混凝土有限公司 315032 专科助理工程师大体积混凝土水化热裂缝的控制[3]。