摘要：随着我国经济的飞速发展，桥梁工程建设越来越完善。在桥梁工程项目施工中，若工程技术水平较低，很容易造成结构裂缝。为了有效提升大体积混凝土的抗裂缝能力，以实际桥梁工程为背景，主要从配合比设计、温度控制等方面分析了大体积混凝土的施工质量控制措施，从构造设计的角度详细探讨了针对大体积混凝土的防裂措施，并在此基础上提出可行的抗裂缝施工技术。经实践证明：该施工技术提高了桥梁的耐用性。
关键词：桥梁工程；大体积混凝土；裂缝成因；控制措施
引言
随着我国国民经济水平的不断提高和城市化进程的加速推进，作为交通基础建设的重要组成部分，桥梁工程也进入了高速发展的阶段，朝着更大体量、跨度、荷载以及更长运营寿命周期等方向不断突破。混凝土是桥梁工程的主要建筑材料，具有可塑性强、经济性和耐久性较好、抗压强度较高的优点，但也同时存在结构效率较低、易裂、抗拉强度低、质量控制难度大等缺点，尤其是大体积混凝土结构，易产生表面裂缝，对结构耐久性影响较大，若形成贯穿裂缝则会严重削弱结构体受力性能。因此，需对施工过程中混凝土结构的裂缝成因进行分析，并分阶段制定控制措施，提高施工质量。
1桥梁工程大体积混凝土裂缝成因
1.1水泥水化热
大体积混凝土出现裂缝的原因，主要是水泥在水化过程中产生的热量造成的。由于混凝土内部结构比较厚实，密度很大，水泥在水化过程中产生大量的热量不能快速散到外面，而是聚集在混凝土的内部，热量在混凝土内部越积越多，造成混凝土内部的温度升高。水泥水化时产生的热量在浇筑的一开始比较多，随着时间的推移，产生的热量就会越来越少，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。此外，在大体积混凝土桥墩浇筑的过程中，一开始混凝土的温度上升，导致混凝土发生膨胀现象，会对地基造成一个向下的压力。在浇筑的后期温度在下降，而大体积混凝土就会出现体积收缩，会对地基造成拉力。混凝土的抗压能力比抗拉能力强，在受到压力时可能不会出现裂缝，但在受到拉力的时候，就会出现裂缝。
1.2混凝土的收缩
混凝土在浇筑完成之后遇到空气后会凝结，并且混凝土的体积会随之缩小，这个过程就叫做混凝土的收缩。在收缩的过程中，必须要保证混凝土不受到任何外力作用的影响，产生自发性的变形。一旦受到外力约束内部就会出现拉应力，同样是引发裂缝的重要原因。导致裂缝的收缩主要有３种类型，分别是塑性收缩、温度收缩和干燥收缩。出现硬化现象之后的初期阶段，水泥中的石粒会伴随水化过程出现体积变化；而在后期阶段，内部的水分会得到蒸发也会引发干缩和变形的现象。
1.3外界气温变化的影响
在对钢混结构进行施工的过程中，外部环境中气温和湿度的变化对混凝土质量的影响也很大。混凝土内部温度的高低主要是由浇筑时的原始温度决定的，并且受到水化过程的影响。但是浇筑时候的原始温度往往会受到外部环境的影响，一般是呈正比关系，也就是说外部温度越高，浇筑温度也会随之升高，但是如果外部温度过低的话，内部则会形成比较严重的温度梯度；并且温度变化幅度过大。那么内部会出现比较明显的温度应力，也会引发开裂现象。此外，外部环境中的湿度与裂缝之间也有很大的关系，在混凝土收缩过程中湿度下降较多，空气比较干燥的话，干缩的速度就会随之加快，并且也会导致裂缝的出现。
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2桥梁工程大体积混凝土裂缝控制措施
2.1科学用料，优化混凝土配合比
防治大体积混凝土裂缝的产生，首先要做到对混凝土原材料的控制。在进行材料配比时，要遵循科学用量，既不能少用，也不能多用。对于水泥的选择，应选用水化热较低的水泥。根据桥梁工程断面尺寸，使用低水化热的水泥品种，可以保证混凝土的施工质量。同时也要优化施工配合比，减少浇筑过程中水的使用以及水泥的使用，充分利用混凝土的中后期强度，尽可能降低水泥用量，有效避免水化热过大。混凝土配合比设计是整个桥梁工程施工的一个重要环节，同时也是有效控制大体积混凝土裂缝的重要措施之一，此外混凝土配合比还会直接影响到桥梁工程施工过程中大体积混凝土的质量、成本。采用合理的混凝土配合比设计，不仅做好混凝土配合比设计的强度，同时又要尽最大可能降低水泥的水化热；不仅要保证施工过程中的大体积混凝土的质量，同时还要降低大体积混凝土制作过程中水泥和水在整个材料配比中的比例。在混凝土配合比设计过程中，还要选择能够有效降低水泥水化热并且质量符合桥梁工程的实际需求标准的材料，例如可以选择一些低水化热的水泥材料。此外，在混凝土配合比设计时，在材料之中加入相应的粉煤灰也可以都达到节约水泥材料的作用，通过这种方式可以大大减少水泥的水化热，有利于防止大体积混凝土裂缝的现象。
2.2加强施工原材料的质量控制
材料是导致裂缝出现的主要原因之一，避免大体积混凝土裂缝出现的首要措施就是做好施工材料的管理，对其要进行严格选择。沙粒碎屑、泥沙以及水泥是大体积混凝土施工中使用的主要原材料，在使用过程中尽量避免含泥成分高的沙石材料，主要是由于它们的强度相对比较低且性能不好，使得混凝土内部应力降低。同时尽可能选取沙粒度大的材料，这主要是由于细小的沙粒增加浇筑使用量，同时导致水化热增加。除此之外，也要合理选择添加剂。
2.3监测温度变化
在桥梁工程混凝土浇筑过程中，要时刻关注大体积混凝土的温度变化，当大体积混凝土的温度变化发生异常时，及时采取措施，从而有效防止大体积混凝土裂缝现象的发生。在这一过程中，首先要加强对混凝土的搅拌沉实工作，不仅要对合成混凝土的各种材料进行充分的搅拌，还要在搅拌过程中跟随实际的需求向混凝土搅拌材料中加水，这样不仅可以有效避免在混凝土因搅拌过程而导致其温度过高现象的发生，而且采用这种方式同时也可以达到防止混凝土产生裂缝的目的，保证大体积混凝土的质量和整个桥梁工程的质量。其次要随时监测大体积混凝土的温度，避免在搅拌过程中由于某些人为、天气或其他自然原因而引起的大体积混凝土内部温度过高现象的发生，在监测的过程中能够保证及时发现问题并采取相应的措施解决问题。保障大体积混凝土的质量，降低大体积混凝土裂缝问题发生的几率。
结语
目前，大体积混凝土在大桥梁工程领域的应用越来越普遍，质量标准也日益提升，但限于混凝土自身特性和裂缝控制技术的欠缺，混凝土裂缝病害在许多工程项目中仍难以避免。因此应针对其内在机理，分阶段制定抗裂质量控制措施。重点是从源头出发，优化混凝土材料组分设计。随着新材料、新理念的不断诞生，其研发应用前景广阔。理论基础的不断加深拓宽、跨界工艺的不断融合改良、工装设备的不断升级提效，将为大体积混凝土的施工质量奠定坚实的基础。
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论文作者:张超
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6