橋梁工程中大體積混凝土裂縫問題分析

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摘要：橋梁工程在當(dāng)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(yù)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格問題。

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(fù)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)出生水化熱反應(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(dǎo)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(dāng)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(dāng)，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?；炷猎谕饬Φ挠绊懴?，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(dāng)應(yīng)力過大時，會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)較多的裂縫?；炷潦湛s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，避免其水份過度蒸發(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(yán)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(dāng)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(dǎo)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

水泥水化過程中釋放了大量的熱量是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因，因而低熱或者中熱的水泥品種應(yīng)為首選。水泥內(nèi)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(fā)熱速率最快且發(fā)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(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(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40kg～70kg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

為了改善混凝土的工作度，增加混凝土的密實度，提高抗?jié)B能力，減少水泥用量，降低最終收縮值，我們會在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰。利用粉煤灰作混凝土的摻合料能有效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。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，并且使混凝土產(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

為了有效減小混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中的孔隙率和表面積，要選擇粒徑將對較大，強度也能夠滿足施工要求的骨料，這樣就可以減少一部分水泥的使用，減少水化反應(yīng)當(dāng)中釋放的熱量，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

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。對結(jié)構(gòu)應(yīng)力、耐久性和安全基本沒有影響的表面裂縫一般不作處理。對深層裂縫和貫穿裂縫可以采取鑿除裂縫，可以用風(fēng)鎬、風(fēng)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層鋼筋后再繼續(xù)澆筑新混凝土。對比較嚴(yán)重的裂縫可以采用水泥灌漿和化學(xué)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(xué)灌漿。化學(xué)灌漿材料一般使用環(huán)氧-糠醛丙酮系等漿材。

結(jié)束語

通過分析發(fā)現(xiàn)，橋梁裂縫問題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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作者：吳迪 單位：東北林業(yè)大學(xué)工程咨詢設(shè)計研究院有限公司