橋梁大體積混凝土裂縫施工控制方法分析

　　摘要：文章分析了大體積混凝土產生裂縫的原因，對在施工中如何采取措施控制混凝土水化熱的影響，有效地防止大體積混凝土裂縫的產生，提出了幾點看法。

關鍵詞：橋梁；大體積混凝土；裂縫；水化熱

1.前言

隨著橋梁技術的突飛猛進，大體積混凝土在橋梁結構中應用的越來越多。我國普通混凝土配合比設計規(guī)范規(guī)定：混凝土結構物中實體最小尺寸不小于1m的部位所用的混凝土即為大體積混凝土；美國則規(guī)定為：任何現澆混凝土，只要有可能產生溫度影響的混凝土均稱為大體積混凝土。目前，國內外對機械荷載引起的開裂問題研究得較為透徹。而對溫度荷載引起得有關裂縫的研究尚不充分。我們應對此加以重視，防止危害結構的裂縫產生。另外對于大體積混凝土內溫度應力與裂縫控制也多集中在水利工程中的大壩、高層建筑的深基礎底板。而對于橋梁中大體積混凝土的裂縫的研究并未得到足夠的重視。

2.大體積混凝土裂縫產生的原因

2.1水泥水化熱

水泥水化過程中放出大量的熱，且主要集中在澆筑后的2～5d左右，從而使混凝土內部溫度升高。．尤其對于大體積混凝土來講，這種現象更加嚴重。因為混凝土內部和表面的散熱條件不同，因此混凝土中心溫度很高，這樣就會形成溫度梯度，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時混凝土表面就會產生裂縫。

2.2混凝土的收縮

混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形受到外部約束時(支承條件、鋼筋等)，將在混凝土中產生拉應力，使得混凝土開裂。引起混凝土的裂縫主要有塑性收縮、干燥收縮和溫度收縮3種。在硬化初期主要是水泥水化凝固結硬過程中產生的體積變化，后期主要是混凝土內部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。

2.3外界氣溫、濕度變化

大體積混凝土結構在施工期間，外界氣溫的變化對裂縫的產生有著很大的影響?；炷羶炔康臏囟仁怯蓾仓囟取⑺嗨療岬慕^熱溫升和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。如果外界溫度下降過快，會造成很大的溫度應力，極易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產生。

3.大體積混凝土施工質量控制措施

3.1大體積混凝土配合比設計

1)原材料選用。①水泥：由于水泥的用量直接影響著水化熱的多少及混凝土溫升，大體積混凝土應選用水化熱較低的水泥，如低熱礦渣硅酸鹽水泥、中熱硅酸鹽水泥等，并盡可能減少水泥用量。②細骨料：宜采用Ⅱ區(qū)中砂，因為使用中砂可減少水及水泥的用量。③粗骨料：在可泵送情況下，選用粒徑5-20mm連續(xù)級配石子，以減少混凝土收縮變形。④含泥量：在大體積混凝土中，粗細骨料的含泥量是要害問題，若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴重降低了混凝土的抗拉強度，對抗裂的危害性很大。因此，骨料必須現場取樣實測，石子的含泥量控制在1％以內，砂的含泥量控制在2％以內。⑤摻合料：應用添加粉煤灰技術。在混凝土中摻用的粉煤灰不僅能夠節(jié)約水泥，降低水化熱，增加混凝土和易性，而且能夠大幅度提高混凝土后期強度，推移溫升峰值出現時間。

2)減水劑的使用。采用減水劑，如SF一1緩凝高效減水劑；膨脹劑采用廣泛使用的U型膨脹劑，如無水硫鋁酸鈣(C4S)或硫酸鋁(Al2(SO4))，試驗表明在混凝土添加了膨脹劑之后，混凝土內部產生的膨脹應力可以抵消一部分混凝土的收縮應力，相應地提高混凝土抗裂強度。

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