談橋梁工程中大體積混凝土的裂縫問題

[摘要]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格問題。

[關鍵詞]橋梁工程；大體積混凝土；裂縫問題

[中圖分類號]U445

[文獻標識碼]A

在我國交通建設事業快速發展的當下，日益增長的社會需求與質量意識對現代橋梁的發展提出了更高的要求，大體承臺積混凝土施工技術應用而生。作為工程結構的關鍵部位，大體積混凝土相對的就是受力大、承載高。加強橋梁工程大體積承臺混凝土施工技術研究，提高施工質量與結構性能，對于我國交通事業的健康發展具有深遠的意義。

1、橋梁工程中大體積混凝土產生裂縫的原因

1.1溫度變化引起的裂縫

由于大體積混凝土的表面很大，在制作過程中水泥的水化過程產生了大量的熱量，這些熱量散失的速度并沒有表面溫度散發的快，內外溫差會因為材料本身的物理性質變的越來越大，存在的溫度應力會使得混凝土表面開裂，由于溫差在表面的附近最大，所以這種裂縫只發生在表面，對內部的結構沒有影響；其次還要考慮到外界溫度的變化，在施工過程中除了本身的水泥水化溫度之外，澆筑溫度也對混凝土產生很大影響。總的來說就是由于混凝土的熱脹冷縮性質，當溫度應力大于混凝土抗拉能力的時候就會產生裂縫，而這種裂縫往往沒有規律。

1.2混凝土收縮產生的裂縫

混凝土在鋪設之后開始硬結，而在這一過程中混凝土的體積會減小，即混凝土開始收縮，這是一種不受外力作用的自身變化，而當其受到外部支撐，鋼筋等約束條件約束時，外部的拉力就會變得越來越大，使得混凝土逐漸從內部開裂。因收縮造成的開裂包含了溫度引起的收縮，干燥引起的收縮以及塑性收縮三種，混凝土硬結的體積變化主要是因為內部水蒸氣蒸發造成的。

1.3水化熱因素

混凝土中含有較多的水泥成分，水泥會產出生水化熱反應，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。

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

水泥水化過程中釋放了大量的熱量是大體積混凝土產生裂縫的主要原因，因而低熱或者中熱的水泥品種應為首選。水泥內礦物成份的不同決定了水泥釋放溫度的大小及速度。鋁酸三鈣在水泥礦物中發熱速率最快且發熱量最大，其次為硅酸三鈣、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。正是基于這一點，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立方米混凝土減少水泥40kg～70kg左右，混凝土內部的溫度相應降低4℃-7℃。

2.2施工時期的控制措施

施工企業對橋梁大體積砼進行施工作業時可謂是溫度裂縫控制工作的重要時期，下面對控制措施進行具體闡述：其一，砼材料的選擇。橋梁大體積混凝土的施工階段，人們需要慎重對待砼材料的選擇工作，例如一些施工企業為了避免溫度裂縫問題的出現選擇補償收縮混凝土性能極佳的材料進行施工，或是選擇高應力低收縮松弛砼材料進行作業。其二，對砼入膜溫度進行科學調控，一旦入膜溫度超過相關規定，橋梁大體積砼內外溫差過大便會出現溫度裂縫問題，此時施工方需要對入膜溫度及外部溫差進行調控。其三，砼拌合材料配比的選擇工作對溫度裂縫控制工作具有重要作用，施工方應將低水化熱、高強度的水泥材料當作首選，對級配合理、導熱性能極佳的材料進行合理應用，同時嚴格遵照砼施工要求進行作業，對水量進行合理控制，防止因水分過多一類的原因導致水化熱急劇增加，最終可以對橋梁大體積砼作業溫度進行降低，通過對砼材料質量的提升以及水灰比的合理控制減少溫度裂縫問題出現的可能性。其四，砼作業開始階段便需要對砼作業材料溫度進行調控，同時通過E述公式完成溫控計算工作，聯系橋梁大體積混凝土的設計作業情況以及作業要求采取適宜的措施對問題進行控制，并對作業方案進行調整升級，為橋梁大體積混凝土的作業質量提供更多保證。

2.3處理混凝土裂縫的方法

裂縫的出現對混凝土的耐久性有很大影響，對結構的整體性與穩定性都有著很大的影響，還會造成鋼筋的銹蝕，必須要高度重視。對這方面的處理應當嚴格遵循相關法律法規以及實行標準的規定，對裂縫的處理要遵循以下幾點規范：用壓漿法處理寬度大于0.2mm的裂縫；用表面封閉法處理寬度大于0.08mm小于0.2mm的裂縫。寬度小于0.08的裂縫暫時沒有規定可以先不做處理。處理的具體步驟以及方法如下：（1）對通過在裂縫表面粘貼玻璃纖維或者涂抹防腐材料來防裂縫的進—步擴大。還可以通過相關的工藝在表面涂抹水泥。（2）壓力注漿法是一種依靠壓力設備將水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯等膠結材料壓進混凝土裂縫，通過膠結材料的硬化來填補裂縫達到封堵加固的目的，一般被用于對橋梁結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補。（3）嵌縫法主要是在裂縫鑿槽填充聚氯乙烯膠泥、聚合物水泥砂漿等塑性或剛性的止水材料來封閉裂縫。

結語：

通過分析發現，橋梁裂縫問題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。