橋梁工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及相應(yīng)對(duì)策分析

唐 猛

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 混泥土出現(xiàn)裂縫的原因

1.1 混泥土本身原材料問(wèn)題

(1)水泥質(zhì)量選擇問(wèn)題。在外界高溫影響下，水泥的水化熱溫度升高，在硬化過(guò)程中的混泥土本身溫度也迅速升高，受周圍環(huán)境的影響，溫度逐漸下降，達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。因?yàn)樗嗟膶?dǎo)熱性能差，導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)部出現(xiàn)溫度不一致的現(xiàn)象，加上外部環(huán)境的影響，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差加大，產(chǎn)生了溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力一旦超過(guò)混凝土的抗拉極限，混凝土的體積會(huì)產(chǎn)生變形，繼而導(dǎo)致裂縫。

(2)選擇的骨料不合規(guī)格。骨料的整體質(zhì)量會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。這是因?yàn)楣橇鲜腔炷翗?gòu)造中不可或缺的一種元素，對(duì)于混凝土的存在有很大價(jià)值。在進(jìn)行骨料選擇時(shí)，若選用的是顆粒直徑小，級(jí)配單一、強(qiáng)度小的骨料，則會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度偏低，出現(xiàn)離析、施工和易性差等情況，這也是導(dǎo)致混凝土裂縫的原因之一。

1.2 混凝土的收縮幅度過(guò)大

混凝土收縮是指混凝土在硬結(jié)時(shí)，出現(xiàn)體積變小的情況。混凝土的收縮現(xiàn)象是大體積混凝土中比較常見(jiàn)的情況。這是因?yàn)榛炷潦艿酵饨缂s束力影響，會(huì)在內(nèi)部形成一種拉應(yīng)力，一旦超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度極限，也就是收縮幅度過(guò)大，就會(huì)產(chǎn)生混凝土裂縫的情況。造成混凝土出現(xiàn)裂縫的收縮種類主要有干燥收縮、塑性收縮、溫度收縮等。干燥收縮主要發(fā)生在混凝土硬化后期，由混凝土內(nèi)部的水分蒸發(fā)引起;塑性收縮主要發(fā)生在混凝土硬化初期，水泥硬化凝固時(shí)導(dǎo)致體積變形引起;溫度收縮則貫穿于混凝土的整個(gè)強(qiáng)度發(fā)展過(guò)程，對(duì)混凝土的影響最大，時(shí)間最久，是較難控制的因素之一。

1.3 混凝土對(duì)外界溫度的敏感度高

在橋梁施工過(guò)程中，混凝土對(duì)外界氣溫變化的敏感度較高。主要表現(xiàn)在外界的氣溫直接影響澆筑溫度，澆筑溫度與外界溫度呈正比關(guān)系。另外，外界溫度若降低，又會(huì)加大大體積混凝土內(nèi)外溫度的溫差。若外界溫度迅速下降，混凝土的溫度應(yīng)力也會(huì)相應(yīng)加大，極易導(dǎo)致裂縫情況。

2 大體積混凝土裂縫的控制及預(yù)防措施

2.1 嚴(yán)把水泥質(zhì)量關(guān)

研究證明，水泥水化過(guò)程中所釋放的巨大熱能是造成大體積混凝土開(kāi)裂的原因之一。因此，嚴(yán)格把好水泥質(zhì)量關(guān)顯得尤為重要，尤其對(duì)水泥品種的選擇應(yīng)謹(jǐn)慎。水泥內(nèi)礦物質(zhì)成分為鋁酸三鈣、硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣的水泥，其發(fā)熱量大、發(fā)熱速度快，不建議選用。應(yīng)選擇中熱或低熱的品種。如火山灰水泥、礦渣硅酸鹽水泥等這類低熱水泥，能有效降低開(kāi)裂的發(fā)生率。另外，加入適量的摻和劑和外加劑于大體積混凝土中，能有效減少水化熱，改善大體積混凝土的施工和易性，減少混凝土裂縫的發(fā)生率。

2.2 骨料粗細(xì)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)

研究證明，骨科中的粗骨料會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，粗骨料的選擇直接影響混凝土裂縫的幾率。在石質(zhì)強(qiáng)度相等的情況下，碎石表明較卵石粗糙，制成水泥砂漿后的粘結(jié)性也強(qiáng)于卵石;在配合比或者水灰比相同的情況下，碎石混泥土比卵石的強(qiáng)度大，使用碎石混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂的概率更小;骨科中的細(xì)骨料與粗骨料相比，對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響較小，不過(guò)細(xì)骨料中的砂質(zhì)量對(duì)混凝土有一定程度的影響，在對(duì)砂質(zhì)量的選擇上應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。另外，粗骨料和細(xì)骨料級(jí)配也會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量有很大影響。若是連續(xù)級(jí)配，能大大減少各骨料間的空隙，若是單一級(jí)配，混凝土的和易性就較差，容易出現(xiàn)離析情況，從而增加裂縫的幾率。所以在骨料選擇上應(yīng)選擇強(qiáng)度大、級(jí)配高、粒徑大的骨料，以此獲取最小的空隙和表面積，減少水泥用量和干縮現(xiàn)象，從而降低混凝土的裂縫幾率。

2.3 嚴(yán)格做好橋梁施工管理工作

(1)做好混凝土配置工作。選擇機(jī)械應(yīng)根據(jù)橋梁工程量的大小、澆筑的強(qiáng)度、骨料粗細(xì)、塌落度等選擇攪拌機(jī)，另外，在攪拌時(shí)可先加水在拌筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使拌筒充分濕潤(rùn)，再將水倒出。卸掉攪拌好的混凝土，并控制好混凝土的坍落度與水灰比;另外，控制加料的準(zhǔn)確度與順序。給混凝土加料時(shí)，需嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行。加料時(shí)允許的重量偏差，外加劑的溶液為±2.1％，骨料為±3.1％，水泥和外加的混合料為±2.1％。按照規(guī)定加料，并嚴(yán)格按照順序加料(分為一次加料和二次加料);最后，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行攪拌，根據(jù)不同種類的攪拌機(jī)型號(hào)設(shè)定不同的攪拌時(shí)間。

(2)混凝土運(yùn)輸時(shí)的注意事項(xiàng)。混凝土在運(yùn)輸中若不注意相關(guān)事項(xiàng)，也會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生影響。運(yùn)輸時(shí)間的控制需考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及混凝土強(qiáng)度等級(jí)，一般運(yùn)輸時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，運(yùn)輸時(shí)盡量保持平穩(wěn)。防止在運(yùn)輸中發(fā)生離析、漏漿、分層等情況，保持混凝土表面的均質(zhì)。

(3)混凝土澆筑時(shí)的注意事項(xiàng)。進(jìn)行混凝土澆筑前，需認(rèn)真檢查模板的高低位置，尺寸大小、標(biāo)高、垂直度以及平整度等，若有空隙或者孔洞，需將其堵塞。在開(kāi)盤(pán)前試驗(yàn)澆筑時(shí)的塌落度，并根據(jù)氣溫及使用的狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。另外，把握好混凝土的振搗強(qiáng)度及時(shí)間，振搗強(qiáng)度不應(yīng)過(guò)大，時(shí)間不宜過(guò)久。為保證混凝土的嚴(yán)密度，應(yīng)避免漏振和過(guò)振現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

導(dǎo)致橋梁建設(shè)中混凝土出現(xiàn)裂縫的原因很多，有混凝土本身材料的原因，如選擇的水泥質(zhì)量不過(guò)關(guān)、骨料選擇不合規(guī)格等因素。另外，混凝土受周圍環(huán)境的影響較大，如外界溫度過(guò)快過(guò)大，而混凝土對(duì)溫度的敏感度又較高，易超過(guò)混凝土內(nèi)部拉應(yīng)力的極限，混凝土內(nèi)部收縮幅度過(guò)大，繼而導(dǎo)致開(kāi)裂現(xiàn)象。除此之外，混凝土的施工管理工作也直接影響混凝土的開(kāi)裂。

為防止和減少橋梁大體積混凝土的裂縫現(xiàn)象，應(yīng)重點(diǎn)做好施工過(guò)程中的各項(xiàng)工作。注重混凝土本身材料的選擇，采取有效措施控制好內(nèi)外溫差。在運(yùn)輸和澆筑等過(guò)程中注意做好濕度和溫度等養(yǎng)護(hù)工作。經(jīng)過(guò)這些精心準(zhǔn)備和嚴(yán)格控制，可以有效避免和減少橋梁大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的情況，從而有效提高橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量。

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