分析橋梁承臺大體積混凝土施工中的溫度測控及防裂技術

李國勇

摘? ? 要：本文針對橋梁承臺大體積混凝土施工過程中的溫度測量和控制方法進行了分析，同時提出了大體積混凝土的防開裂施工技術，有效提高橋梁承載大體積混凝土的整體施工質量，提高橋梁結構的整體安全性和穩定性，為后續的通車安全打下了良好的基礎。

關鍵詞：橋梁;承臺;大體積;溫度控制;防裂技術

1? 引言

橋梁承臺是連接橋梁樁基礎結構和橋墩的重要構成部分，通過承臺的作用可以將橋梁上部的荷載直接傳遞到底部的樁基礎內部。對于一些跨徑較大的橋梁工程來講，因為橋梁結構的整體荷載程度相對較大，因此要求橋梁的承臺結構可以有效承載墩柱或者索塔荷載，可以將橋梁上部產生的強大荷載均勻的傳遞到基礎結構內部。在橋梁承臺結構施工過程中，需要使用到大體積混凝土施工技術，大體積承臺施工面經常會存在不同程度的開裂問題，因為混凝土材料在使用過程中，內部會出現水化反應而生成大量的熱量，混凝土澆筑施工水化熱和周邊環境溫度之間形成了較大的差異，因此很容易造成大體積混凝土表面由于溫度差的影響造成表面開裂問題。

2? 橋梁承臺大體積混凝土開裂原因分析

2.1? 大體積混凝土開裂機理

大體積混凝土施工相比于普通的混凝土施工存在的明顯差異，表現在混凝土的施工厚度、長度和寬度的比值不同造成相對厚度較小。在實際的施工當中，混凝土材料內部會出現一定的水化熱現象，大體積混凝土的表面熱量散發效率，超過了內部熱量的散失效率，進而會造成混凝土內外部溫差逐漸加大，會形成不同程度的表面裂縫問題。整體上來講，因為大體系混凝土表面和環境之間直接接觸溫度散失速率較快，而內部產生的混凝土水化熱熱量消散較慢，會造成內部溫度遠遠超過外部溫度，會造成大體積混凝土的內外受力不均形成表面裂縫。

2.2? 溫度控制問題造成開裂

依照大體積凝土施工過程中產生的開裂問題原因，影響大體積混凝土表面開裂的主要影響因素，是因為材料內部水泥水化放熱、環境溫度變化以及混凝土自身所具有的收縮特性等因素的影響，針對這幾種因素進行了如下分析：

首先，在環境溫度變化方面，因為水泥材料水化熱過程會出現明顯的放熱現象，會造成大體積混凝土內部的局部溫度上升到70～80℃，而外部的環境溫度即便采取相應的降溫措施，也無法達到混凝土內部的溫度，進而使得大體積混凝土的施工過程中，必然會存在非常明顯的內外溫度差。如果環境溫度出現突然下降，則很容易造成混凝土表面開裂問題，因此在大體積混凝土的施工過程中，必須要對外部的環境溫度進行有效控制{1}。

其次，由于混凝土材料本身所具有的干縮特性，在大體積混凝土澆筑施工當中，如果外部環境溫度過低，則混凝土表面和外界環境之間會進行非常頻繁的熱量交換，進而造成了混凝土表面的水分和熱量快速散發，直接造成了混凝土表面出現干燥和收縮應力。由于混凝土內部的水分散失速率相對較慢，加重了混凝土表面的收縮效應，進而會直接影響到混凝土的表面性能。

最后，在橋梁承臺大體積混凝土施工完成之后，由于工程施工單位沒有充分考慮到外部環境因素，對大體積混凝土開裂所產生的影響，在混凝土的養護工作中養護工作方法不科學會造成混凝土出現開裂問題。現階段，我國針對大體積混凝土的養護工作標準需要保證，環境溫度控制在18～22℃，環境濕度不能低于95%的情況下來進行混凝土養護工作。由于很多工程施工單位在大體積混凝土的養護工作中，沒有嚴格遵循混凝土的養護工作標準來加以開展，會造成大體積混凝土的表面溫度以及表面濕度等無法滿足混凝土的正常養護工作要求，進而會產生表面干縮裂縫以及其他裂縫問題。

3? 大體積橋梁承臺防裂技術

3.1? 混凝土原材料控制

在橋梁承臺大體積混凝土施工過程中，混凝土材料出現的水化熱是產生大體系混凝土裂縫的直接影響因素，要想對這一問題進行有效控制，必須要對混凝土材料的種類配合比以及水泥含量等進行有效調整，可以明顯降低混凝土材料的水化作效應，提高混凝土結構的抗拉強度。

首先，需要對水泥材料的種類進行合理選擇與優化，為了充分保證混凝土材料具有更高的抗開裂性以及敏感性，可以對水泥材料的型號和類型進行針對性選擇，選擇具有更加良好的預壓應力水泥材料，有效保證后期大體混凝土具有良好的拉應力效果，提高混凝土材料的抗開裂極限參數，以此來降低混凝土表面產生裂縫問題的概率。

其次，在充分保證混凝土材料自易性和施工強度的基礎之上，降低水泥材料的使用量，以此來有效控制水化熱問題的產生，同時可以使用火山灰材料來替代部分的硅酸鹽水泥。通過這種處理方法，不但可以明顯控制后續混凝土材料的水化熱問題的影響，同時還可以提高大體積混凝土的結構強度。

最后，可以在混凝土內部加入一定量的外加劑，摻入一定量的減水劑、引氣劑以及超速劑等，降低水泥材料的使用量，同時保證混凝土的整體工作性能，提高混凝土的預設水膠比，可以使用礦物質材料替代部分水泥材料。比如，火山灰、粉煤灰、礦渣以及石粉等，合理改善混凝土材料的骨料級配以及材料選擇，使用膨脹系數更低的材料，降低混凝土出現的溫度變形問題，以此來有效控制大體積混凝土的裂縫問題[2]。

3.2? 大體積混凝土溫度控制措施

從工程的施工角度上來看，在橋梁承臺大體積混凝土施工過程中，做好溫度測量和控制工作至關重要，整體上來講溫度的測控工作主要表現在混凝土表面溫度、表面濕度、降低混凝土的澆筑溫度，降低混凝土材料內外溫度差，防止出現溫度驟降等多方面問題，都可以有效預防橋梁承臺大體積混凝土產生的早期裂縫問題。

首先，需要對混凝土澆筑施工過程中的溫度進行有效控制，降低混凝土的澆筑溫度，可以在澆筑工作中控制水化熱的程度，以此來降低大體積混凝土的整體施工溫度。比如，在施工當中可以對混凝土材料的骨料和水泥進行預先冷卻，通過凍結補料和水泥的方法，或者將其中加入冰塊等方式，有效控制混凝土的澆筑溫度大小。除此之外，還可以在混凝土拌合裝置內部加入液氮的方式對混凝土進行降溫。針對不同的降溫處理方法，需要有效結合工程的實際施工條件和經濟情況來加以選擇。

其次，可以通過人工控制硬化混凝土的溫度大小，有效降低溫度峰值和溫度差值，比如在大體積混凝土施工過程中，通過向其中植入冷水管，通過循環冷水通過的方法，對混凝土材料進行冷卻處理，可以向其中植入鋼管通過循環冷空氣的方法，對混凝土材料內補的溫度進行降溫。通過在混凝土表面覆蓋保溫材料的方式，可以有效降低內外溫度差大小，同時控制混凝土表面的溫度梯度效應。

最后，需要選擇合適的時機開展大體積混凝土承臺施工，因為環境溫度對大體積混凝土產生的開裂問題影響非常明顯，因此需要盡可能選擇在環境溫度相對正常的天氣條件下來進行橋梁承臺混凝土施工，有效防止外部環境因素的影響，對大體積混凝土施工質量產生干擾。整體上來講，在橋梁承臺大體積混凝土施工當中有效做好溫度的測控工作至關重要，需要盡可能保證大體積混凝土內部和外部的溫度差縮小，有效控制溫度開裂問題防止水分大量散失[3]。

4? 結束語

因為混凝土材料自身所具有的收縮性質，會造成大體積混凝土表面出現不同程度的開裂。因此，工程施工單位需要針對橋梁承臺大體積混凝土施工過程中的溫度控制措施加以落實，提出必要的混凝土防裂施工技術，保證大體積混凝土結構的整體施工質量。

參考文獻：

[1] 艾建杰，羅清波等.橋梁承臺大體積混凝土水化熱及溫控技術研究[J].甘肅科學學報，2020（3）：95+100.

[2] 周明.橋梁承臺大體積混凝土施工的防裂技術探討[J].四川水泥，2018（12）：146.