談橋梁工程中大體積混凝土的裂縫問題

吳迪

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(zhì)量，可以保證人們出行的方便性，是現(xiàn)代化城市建設(shè)的有效方式。在橋梁工程中，需要應(yīng)用大體積混凝土技術(shù)，橋梁工程也比較容易出現(xiàn)裂縫問題，這與混凝土的特性有著較大關(guān)系，還與施工人員的技術(shù)水平有著一定關(guān)系，在施工的過程中，一定要采用先進的施工技術(shù)，還要保證操作的規(guī)范性，降低大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的概率，從而控制橋梁工程的施工質(zhì)量。

關(guān)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(shè)中重要的施工項目，橋梁的結(jié)構(gòu)多屬于混凝土結(jié)構(gòu)類型，在應(yīng)用大體積混凝土施工技術(shù)時，一定要做好材料質(zhì)檢工作，還要掌握施工的技巧，這樣才能降低橋梁工程出現(xiàn)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(huán)境因素對施工質(zhì)量以及效率的影響，還要提高施工的技術(shù)水平，避免出現(xiàn)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(xiàn)的原因

在橋梁工程中，需要應(yīng)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(yīng)用的過程中，要了解其特性，并做好施工質(zhì)量控制工作，這樣才能保證橋梁工程的質(zhì)量。下面筆者對橋梁工程中大體積混凝土裂縫產(chǎn)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(chǎn)生水化熱反應(yīng)，而且會釋放較多的熱量，這增加了混凝土出現(xiàn)溫差裂縫的概率。通過實驗發(fā)現(xiàn)，1g水泥在水化熱反應(yīng)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(chǎn)生的熱量比較多，混凝土可能會出現(xiàn)內(nèi)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(nèi)部出現(xiàn)較大的壓應(yīng)力，而混凝土外部又會出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，當這一應(yīng)力超過混凝土的承載能力后，就會出現(xiàn)混凝土裂縫現(xiàn)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(huán)境下保管，會出現(xiàn)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(xiàn)形變現(xiàn)象，而且會使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力，當應(yīng)力過大時，會導致混凝土出現(xiàn)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(jié)合收縮原因。如果是干燥收縮，則需要做好養(yǎng)護工作，要對混凝土定時澆水，避免其水分過度蒸發(fā)，從而引起干裂現(xiàn)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(huán)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(jié)構(gòu)在施工作業(yè)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(chǎn)生裂縫，一定要對澆筑中的各個環(huán)節(jié)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(nèi)部存在著明顯的溫度梯度，所以外界溫度如果出現(xiàn)急劇下降的情況，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部就會出現(xiàn)很大的溫度應(yīng)力，所以也非常容易導致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此外外界溫度的變化對混凝土裂縫也會產(chǎn)生非常大的影響，如果外界的溫度出現(xiàn)了明顯的下降情況，混凝土也會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)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(chǎn)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(yīng)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(nèi)礦物成分的不同。水泥礦物中發(fā)熱速率最快和發(fā)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(fā)熱速率越快，但是不影響最終發(fā)熱量。因此我們在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥。我們應(yīng)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(shè)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(nèi)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(nèi)部的溫度相應(yīng)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?jié)B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(nèi)部溫升，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(chǎn)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(nèi)部產(chǎn)生壓力，以抵消混凝土中產(chǎn)生的部分拉應(yīng)力。減水緩凝劑，并應(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(chǎn)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(yīng)以預防為主，為此需要精心設(shè)計、施工，但是由于目前采用的防止裂縫的安全系數(shù)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(xiàn)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(jié)構(gòu)應(yīng)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(shè)1～2層的鋼筋后再繼續(xù)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(yīng)采取化學灌漿。化學灌漿材料一般使用環(huán)氧-糠醛丙酮系等漿材。

3、結(jié)語

本文對橋梁工程出現(xiàn)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(zhì)量的措施進行了介紹，通過分析發(fā)現(xiàn)，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(xiàn)水化熱現(xiàn)象，會出現(xiàn)溫差裂縫，而且有的施工人員缺乏質(zhì)量意識，在大體積混凝土施工中，沒有做好質(zhì)量控制工作。橋梁工程出現(xiàn)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(fā)揮，所以，施工單位必須采取有效的措施對施工質(zhì)量進行控制。

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