橋梁施工混凝土早期收縮裂縫的控制

橋梁施工中混凝土筑件早期收縮裂縫的問題，嚴重威脅著橋梁的施工質量及運行使用。本文通過試驗分析研究混凝土配比、澆筑養護狀態及配筋，對混凝土筑件收縮裂縫的預防和控制，以期為同類工程提供技術參考。

嚴格控制混凝土混合比

試驗將集漿、水膠、含氣及粉煤灰等參數，按比例組合為十幾種橋梁混凝土配比，分別探討對混凝土早期收縮的干擾。并從混凝土配比的角度，探索控制橋梁混凝土早期收縮裂縫的措施。

試驗可知，水膠比由0.28提升至0.45時，混凝土的收縮應變由442με下降至248με；當粉煤灰替代比例由0提升至0.5時，混凝土的收縮應變由462με減小到282με，混凝土的收縮應變降低了將近40%；集漿率由2.38提升至3.64，混凝土的收縮應變由497με下降至338με；在該次實驗中含氣比例是5.34%時，混凝土的收縮應變最低。

顯然，以混凝土配比控制早期收縮裂縫，需注意以下方面：提升粉煤灰的比例以替換水泥，能夠降低水泥的水化速度，能夠削減混凝土的早期收縮應變，可以控制混凝土開裂；在達到混凝土強度級別基礎上，提升水膠比，能夠明顯削減混凝土早期收縮應變的速度，更好的控制混凝土的早期開裂問題。

嚴格制定混凝土養護周期

實驗以單面制約混凝土樣件為基礎，檢測了常溫環境下混凝土樣件收縮應變的態勢，同時在該條件下對比了覆膜及澆水等多種養護模式對收縮應變的干擾。幾種養護周期均是2周，養護完成之后均置于室內常溫環境下。實驗進程中，可以和外部條件進行濕度交互的僅有頂部，在相同水平截面上幾個測點的混凝土收縮應變幾乎一致，因此實驗結論是擇取幾個數值的均值來表示。

對混凝土進行間斷性澆筑，當齡期逐漸提升時，樣件粘結位置的收縮變形會逐漸加大，在幅度上卻比較小，25日達到最高收縮是23με，澆筑16個小時之后產生較小的膨脹情況，主要是由于測點3是固定于舊混凝土的表層，新澆筑混凝土的水分及水化熱會對舊混凝土造成影響，繼而造成檢測數據產生較小的膨脹，另外截面整體的粗糙度無法顯著制約混凝土的收縮?；炷脸仞B護環境下早期溫濕度的時變特點，具體如圖1所示。

圖1 混凝土常溫養護環境下早期溫濕度的時變特點

圖1 是混凝土實驗樣件里，當齡期發展時，新澆筑混凝土后溫濕度變動曲線，在澆筑混凝土的早期，混凝土的相對濕度是百分之百，當齡期逐漸發展時，混凝土的水分揮發及水化過程會不斷耗散水分，此時混凝土的相對濕度會逐漸下降，另外混凝土的溫度卻在不斷提升。由圖1可知，在澆筑混凝土16個小時之后，新澆筑混凝土的最高溫度達到30.5℃，當齡期逐漸發展時，混凝土的溫度下降進程與溫濕度變動態勢非常類似，這主要是因為混凝土相對濕度的下降和水化耗散之間存在聯系，但是水泥的水化速度和混凝土的溫度之間存在密切聯系。

合理配置普通鋼筋

建設橋梁需同時運用鋼筋及混凝土，兩者的接觸面愈大，其互相作用就愈大，對混凝土的制約成效也就越明顯。圖2是配筋混凝土中鋼筋與混凝土的收縮應變和配筋比例的聯系，由圖2可知，當配筋比例提升時，配筋混凝土的收縮應變會降低，另外鋼筋的變形也會降低。

圖2 周期28日配筋率與混凝土收縮應變的關系

圖3 周期28日配筋率與混凝土收縮應力的關系

圖3 為配筋混凝土樣件在無約束條件下，混凝土的收縮受鋼筋的制約，在混凝土和鋼筋方面均出現了制約應力。由圖3可知，當配筋比例提升時，混凝土的收縮應力亦會提升，另外鋼筋的應力卻會下降。結合圖2分析發現，當配筋比例提升時，混凝土早期收縮應變下降，然而，卻提升了混凝土的制約應力。因此，僅提升配筋比例無法提升混凝土早期的抗裂能力，部分情況下還會使混凝土的抗裂能力下降。

圖4為同等配筋比例下，混凝土在多種配筋模式下的收縮應力圖，因為鋼筋大小遭到制約，文節提出5根直徑16mm的鋼筋、9根12mm的鋼筋及4根18mm的鋼筋對相同界面的混凝土，在配筋比例上是一致的。由圖4可知，配以9根12mm鋼筋的收縮應變最低，制約應力也最低；最高的是配以4根18mm的混凝土，表明在控制混凝土早期收縮裂縫層面，在條件準許時，需配以直徑偏小的鋼筋，才能夠削減混凝土的早期收縮應變，同時也可以削減混凝土的應力，繼而能夠有效削減混凝土早期收縮裂紋概率。

圖4 同等配筋比例條件下混凝土的收縮應變以及應力

結語

對混凝土配合比進行改善設定，是降低混凝土早期收縮應變提升混凝土抗拉強度的基礎?；炷林邪白?、水、骨料等原料，各種原料的配比和性能均是影響混凝土性能的關鍵要素。

配以一般構架的鋼筋，不但需考量鋼筋混凝土組件的負載能力，同時還需考量一般鋼筋在控制混凝土早期開裂方面的作用。因此在條件準許的情況下，需配以直徑偏小的鋼筋，削減混凝土早期的收縮變形。