談橋梁工程中大體積混凝土的裂縫問題

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摘要：橋梁工程在當前社會比較常見，其可以改善人們的生活質量，可以保證人們出行的方便性，是現代化城市建設的有效方式。在橋梁工程中，需要應用大體積混凝土技術，橋梁工程也比較容易出現裂縫問題，這與混凝土的特性有著較大關系，還與施工人員的技術水平有著一定關系，在施工的過程中，一定要采用先進的施工技術，還要保證操作的規范性，降低大體積混凝土出現裂縫的概率，從而控制橋梁工程的施工質量。

關鍵詞：橋梁工程；控制；大體積；混凝土；裂縫；原因

橋梁工程是我國城市建設中重要的施工項目，橋梁的結構多屬于混凝土結構類型，在應用大體積混凝土施工技術時，一定要做好材料質檢工作，還要掌握施工的技巧，這樣才能降低橋梁工程出現裂縫問題的概率。在大體積混凝土施工中，會受到較多因素的影響，施工人員需要做好預防控制工作，要降低外界環境因素對施工質量以及效率的影響，還要提高施工的技術水平，避免出現操作失誤或者施工流程不合理問題。

1、橋梁工程大體積混凝土裂縫問題出現的原因

在橋梁工程中，需要應用大量的混凝土材料，混凝土是一種復合材料，其有著較多的特性，在應用的過程中，要了解其特性，并做好施工質量控制工作，這樣才能保證橋梁工程的質量。下面筆者對橋梁工程中大體積混凝土裂縫產生的原因進行簡單的介紹。

1.1水化熱因素

混凝土中含有較多的水泥成分，水泥會產生水化熱反應，而且會釋放較多的熱量，這增加了混凝土出現溫差裂縫的概率。通過實驗發現，1g水泥在水化熱反應中會釋放出500J的熱量，在大體積混凝土施工中，由于混凝土材料的使用量比較大，所以產生的熱量比較多，混凝土可能會出現內外溫差過高的問題。在對混凝土進行攪拌時，會使混凝土的溫度不斷升高，如果施工人員沒有做好散熱工作，會導致混凝土內部出現較大的壓應力，而混凝土外部又會出現較大的拉應力，當這一應力超過混凝土的承載能力后，就會出現混凝土裂縫現象。

1.2混凝土收縮

混凝土在存放的過程中，如果存儲方式不當，沒有在密閉的環境下保管，會出現體積縮減的情況，這也被稱為混凝土收縮。混凝土在外力的影響下，會出現形變現象，而且會使混凝土內部產生較大的應力，當應力過大時，會導致混凝土出現較多的裂縫。混凝土收縮包括塑性收縮、干燥收縮以及溫度收縮，在控制的過程中，需要結合收縮原因。如果是干燥收縮，則需要做好養護工作，要對混凝土定時澆水，避免其水分過度蒸發，從而引起干裂現象。

1.3大氣溫度與濕度的變化

混凝土在施工的過程中，會受到外界環境的影響，其中影響最大的就是溫度與濕度這兩個因素。大體積混凝土結構在施工作業期間受溫度的影響非常明顯，所以為了防止混凝土受到溫度的影響而產生裂縫，一定要對澆筑中的各個環節的溫度進行嚴格的控制，但是最主要的影響因素還是外界的溫度，外界的溫度高，在進行混凝土澆筑時溫度也就會很高，但是當外界的溫度下降時，由于混凝土內部存在著明顯的溫度梯度，所以外界溫度如果出現急劇下降的情況，混凝土結構的內部就會出現很大的溫度應力，所以也非常容易導致混凝土結構產生裂縫。此外外界溫度的變化對混凝土裂縫也會產生非常大的影響，如果外界的溫度出現了明顯的下降情況，混凝土也會產生裂縫現象。

2、大體積混凝土裂縫的控制

2.1 大體積混凝土中水泥的品種及用量

理論研究表明大體積混凝土產生裂縫的主要原因就是水泥水化過程中釋放了大量的熱量。于是，我們對于橋梁中的大體積混凝土應該選擇低熱或者中熱的水泥品種。而水泥釋放溫度的大小及速度取決于水泥內礦物成分的不同。水泥礦物中發熱速率最快和發熱量最大的是鋁酸三鈣，其他成分依次為硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣。另外，水泥越細發熱速率越快，但是不影響最終發熱量。因此我們在大體積混凝土施工中應盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥。我們應該充分利用混凝土的后期強度，以減少水泥的用量。因為大體積混凝土施工期限長，不可能28d向混凝土施加設計荷載，因此將試驗混凝土標準強度的齡期向后推遲至56d 或者90d 是合理的。這是基于這一點，國內外很多專家均提出類似的建議。這樣充分利用后期強度則可以每m3混凝土減少水泥40 Kg～70 Kg左右，混凝土內部的溫度相應降低4℃～7℃。

2.2 摻加外加料和外加劑

在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的密實度，提高抗滲能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮值，減少水泥用量。要降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內部溫升，防止結構出現溫度裂縫，利用粉煤灰作混凝土的摻合料是最有效的方法之一。外加劑可以從以下幾個方面來選擇：UFA 膨脹劑，它可以等量替換水泥。并且是混凝土產生適度的膨脹。一方面保證混凝土的密實度，另一方面使混凝土內部產生壓力，以抵消混凝土中產生的部分拉應力。減水緩凝劑，并應保證一定的坍落度。這樣可以延緩水化熱的峰值期并改善混凝土的和易性，降低水灰比以達到減少水化熱的目的。

2.3 大體積混凝土的骨料控制

在選擇骨料時應該有其注意，要選擇粒徑相對較大，強度也能夠滿足施工要求的骨料，這樣可以有效減小混凝土結構當中的孔隙率和表面積，這樣就可以減少一部分水泥的使用，減少水化反應當中石方的熱量，從而減少了收縮，也減少了混凝土裂縫的產生。

2..4大體積混凝土的裂縫檢查與處理

對于混凝土裂縫，應以預防為主，為此需要精心設計、施工，但是由于目前采用的防止裂縫的安全系數較小，而實際情況有復雜多變，所以實際工程中還是難免出現一些裂縫。大體積混凝土的裂縫分為三種：表面裂縫、深層裂縫、貫穿裂縫。對于表面裂縫因為其對結構應力、耐久性和安全基本沒有影響，一般不作處理。對深層裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，可以用風鎬、風鉆或人工將裂縫鑿除，至看不見裂縫為止，鑿槽斷面為梯形再在上面澆筑混凝土。限裂鋼筋，在處理較深的裂縫時，一般是在混凝土已充分冷卻后，在裂縫上鋪設1～2層的鋼筋后再繼續澆筑新混凝土。對比較嚴重的裂縫可以采取水泥灌漿和化學灌漿。水泥灌漿適用于裂縫寬度在0.5mm以上時，對于裂縫寬度小于0.5mm時應采取化學灌漿。化學灌漿材料一般使用環氧-糠醛丙酮系等漿材。

3、結語

本文對橋梁工程出現大體積混凝土裂縫的原因進行了分析，還對控制橋梁工程大體積混凝土施工質量的措施進行了介紹，通過分析發現，在橋梁工程中，裂縫問題比較常見，這主要是因為混凝土比較容易出現水化熱現象，會出現溫差裂縫，而且有的施工人員缺乏質量意識，在大體積混凝土施工中，沒有做好質量控制工作。橋梁工程出現較多的裂縫問題，會影響橋梁的安全性，還會影響橋梁功能的發揮，所以，施工單位必須采取有效的措施對施工質量進行控制。

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