橋梁工程大體積混凝土裂縫產生原因及相應對策分析

唐 猛

(貴州路橋集團有限公司)

1 混泥土出現裂縫的原因

1.1 混泥土本身原材料問題

(1)水泥質量選擇問題。在外界高溫影響下，水泥的水化熱溫度升高，在硬化過程中的混泥土本身溫度也迅速升高，受周圍環境的影響，溫度逐漸下降，達到一個穩定值。因為水泥的導熱性能差，導致大體積混凝土內部出現溫度不一致的現象，加上外部環境的影響，導致混凝土內外溫差加大，產生了溫度應力。溫度應力一旦超過混凝土的抗拉極限，混凝土的體積會產生變形，繼而導致裂縫。

(2)選擇的骨料不合規格。骨料的整體質量會影響混凝土的質量。這是因為骨料是混凝土構造中不可或缺的一種元素，對于混凝土的存在有很大價值。在進行骨料選擇時，若選用的是顆粒直徑小，級配單一、強度小的骨料，則會導致混凝土強度偏低，出現離析、施工和易性差等情況，這也是導致混凝土裂縫的原因之一。

1.2 混凝土的收縮幅度過大

混凝土收縮是指混凝土在硬結時，出現體積變小的情況?；炷恋氖湛s現象是大體積混凝土中比較常見的情況。這是因為混凝土受到外界約束力影響，會在內部形成一種拉應力，一旦超過混凝土的抗拉強度極限，也就是收縮幅度過大，就會產生混凝土裂縫的情況。造成混凝土出現裂縫的收縮種類主要有干燥收縮、塑性收縮、溫度收縮等。干燥收縮主要發生在混凝土硬化后期，由混凝土內部的水分蒸發引起;塑性收縮主要發生在混凝土硬化初期，水泥硬化凝固時導致體積變形引起;溫度收縮則貫穿于混凝土的整個強度發展過程，對混凝土的影響最大，時間最久，是較難控制的因素之一。

1.3 混凝土對外界溫度的敏感度高

在橋梁施工過程中，混凝土對外界氣溫變化的敏感度較高。主要表現在外界的氣溫直接影響澆筑溫度，澆筑溫度與外界溫度呈正比關系。另外，外界溫度若降低，又會加大大體積混凝土內外溫度的溫差。若外界溫度迅速下降，混凝土的溫度應力也會相應加大，極易導致裂縫情況。

2 大體積混凝土裂縫的控制及預防措施

2.1 嚴把水泥質量關

研究證明，水泥水化過程中所釋放的巨大熱能是造成大體積混凝土開裂的原因之一。因此，嚴格把好水泥質量關顯得尤為重要，尤其對水泥品種的選擇應謹慎。水泥內礦物質成分為鋁酸三鈣、硅酸三鈣、硅酸二鈣和鐵鋁酸四鈣的水泥，其發熱量大、發熱速度快，不建議選用。應選擇中熱或低熱的品種。如火山灰水泥、礦渣硅酸鹽水泥等這類低熱水泥，能有效降低開裂的發生率。另外，加入適量的摻和劑和外加劑于大體積混凝土中，能有效減少水化熱，改善大體積混凝土的施工和易性，減少混凝土裂縫的發生率。

2.2 骨料粗細應符合標準

研究證明，骨科中的粗骨料會影響混凝土的強度，粗骨料的選擇直接影響混凝土裂縫的幾率。在石質強度相等的情況下，碎石表明較卵石粗糙，制成水泥砂漿后的粘結性也強于卵石;在配合比或者水灰比相同的情況下，碎石混泥土比卵石的強度大，使用碎石混凝土出現開裂的概率更小;骨科中的細骨料與粗骨料相比，對混凝土的強度影響較小，不過細骨料中的砂質量對混凝土有一定程度的影響，在對砂質量的選擇上應嚴格按照標準進行。另外，粗骨料和細骨料級配也會對混凝土的質量有很大影響。若是連續級配，能大大減少各骨料間的空隙，若是單一級配，混凝土的和易性就較差，容易出現離析情況，從而增加裂縫的幾率。所以在骨料選擇上應選擇強度大、級配高、粒徑大的骨料，以此獲取最小的空隙和表面積，減少水泥用量和干縮現象，從而降低混凝土的裂縫幾率。

2.3 嚴格做好橋梁施工管理工作

(1)做好混凝土配置工作。選擇機械應根據橋梁工程量的大小、澆筑的強度、骨料粗細、塌落度等選擇攪拌機，另外，在攪拌時可先加水在拌筒內旋轉，使拌筒充分濕潤，再將水倒出。卸掉攪拌好的混凝土，并控制好混凝土的坍落度與水灰比;另外，控制加料的準確度與順序。給混凝土加料時，需嚴格按照配合比進行。加料時允許的重量偏差，外加劑的溶液為±2.1％，骨料為±3.1％，水泥和外加的混合料為±2.1％。按照規定加料，并嚴格按照順序加料(分為一次加料和二次加料);最后，嚴格按照規定進行攪拌，根據不同種類的攪拌機型號設定不同的攪拌時間。

(2)混凝土運輸時的注意事項?；炷猎谶\輸中若不注意相關事項，也會對混凝土的質量產生影響。運輸時間的控制需考慮當地的氣候條件以及混凝土強度等級，一般運輸時間不宜過長，運輸時盡量保持平穩。防止在運輸中發生離析、漏漿、分層等情況，保持混凝土表面的均質。

(3)混凝土澆筑時的注意事項。進行混凝土澆筑前，需認真檢查模板的高低位置，尺寸大小、標高、垂直度以及平整度等，若有空隙或者孔洞，需將其堵塞。在開盤前試驗澆筑時的塌落度，并根據氣溫及使用的狀態進行相應調整。另外，把握好混凝土的振搗強度及時間，振搗強度不應過大，時間不宜過久。為保證混凝土的嚴密度，應避免漏振和過振現象。

3 結語

導致橋梁建設中混凝土出現裂縫的原因很多，有混凝土本身材料的原因，如選擇的水泥質量不過關、骨料選擇不合規格等因素。另外，混凝土受周圍環境的影響較大，如外界溫度過快過大，而混凝土對溫度的敏感度又較高，易超過混凝土內部拉應力的極限，混凝土內部收縮幅度過大，繼而導致開裂現象。除此之外，混凝土的施工管理工作也直接影響混凝土的開裂。

為防止和減少橋梁大體積混凝土的裂縫現象，應重點做好施工過程中的各項工作。注重混凝土本身材料的選擇，采取有效措施控制好內外溫差。在運輸和澆筑等過程中注意做好濕度和溫度等養護工作。經過這些精心準備和嚴格控制，可以有效避免和減少橋梁大體積混凝土出現裂縫的情況，從而有效提高橋梁工程建設的質量。

[1] 楊林雪，季偉峰.橋梁工程中大體積混凝土裂縫的原因與控制[J].中國科技縱橫，2011，(6):130.

[2] 于春艷.混凝土橋梁施工裂縫產生原因及防治措施[J].科技創新與應用，2013，(6):187.