摘要：桥梁工程大体积混凝土施工过程中，裂缝控制的质量直接影响其成桥运营期的结构安全与耐久性。针对这一问题，本文对桥梁工程中大体积混凝土裂缝的成因进行了阐述，并从施工过程中的混凝土温度控制和后期养护等方面分析裂缝控制的可行方法，以达到提高桥梁工程质量的目的，并为工程运营期结构安全与耐久性提供基本保障。
关键词：桥梁工程；大体积混凝土；裂缝；控制
引言
大体积混凝土是一种在我国桥梁领域被广泛应用的一种建筑材料，因为其本身具有独特的优势，对于我国近几十年的建筑行业的蓬勃发展产生了深远的影响。现阶段，在国内很多公路建筑工程在施工过程中在进行大体积混凝土使用的时候都会存在着或大或小的问题，在这些大大小小的问题中间，比较严重的便是混凝土出现裂缝。混凝土裂缝的出现，会令建筑的稳定性以及安全性急剧的既降低，严重危害着人们的生命财产安全。所以需要经过合理有效地手段，更好的找出其存有的问题，做好修复与改善裂缝，更好的防止安全事故问题的出现。
1裂缝成因分析
1.1内部水泥水化热反应
混凝土在凝结过程中，以水泥为主的组成物与约20%的拌和水会发生水化热反应，其中铝酸三钙3CaO•Al2O3）和硅酸三钙（3CaO•SiO3）为组成物中的主要水化放热化合物，化学能转化为大量热能，形成粘结砂石材料的可塑性浆体，最后凝结硬化成为石状体。在一定的环境温度下，断面厚、表面系数和导热效率较低，使得大体积混凝土结构水化放热速度显著高于自发散热速度，并形成由芯部至表面的温度梯度，大温差将产生较大的温度应力，该应力受外部及外层混凝土约束。在温升阶段，表现为浇筑体芯部受压，表面受拉，当温度拉应力超过混凝土极限拉应力时，将在局部形成裂缝。
1.2混凝土泌水问题
混凝土产生泌水的原因，比较一致的观点是混凝土浇筑后到凝结期间，由于各自的组分密度不同，骨料和水泥浆下沉、水分上升，从而在混凝土表面析出水分的现象称之为泌水。骨料与水泥浆体分离即为离析；水分上浮溢出即为泌水。易在大体积混凝土分层、分段浇筑间隙阶段出现。泌水后的混凝土各组分结合不均匀，泌水部位有空隙缺陷，使得混凝土强度降低。对混凝土抗渗性、耐久性、抗冻性影响较大。
1.3混凝土原材料质量不过关
骨料品种、质量与要求不符，个别施工单位为了节约资金，对骨料就近开采，没有通过严格检验就用于施工。水泥标号比较低或存储时间较长，致使水泥变性或受潮而导致性能不高。材料进场之前没有进行必要的检验，从而使得一些劣质材料进入施工现场。
1.4混凝土浇筑过程不当
在大体积混凝土浇筑前，不合理的水灰比例以及原料配比都会影响到后续的浇筑。在混凝土浇筑过程中，振捣混凝土时用力过大或用力不够，导致混凝土整体结构不合理，个别区域骨料下沉，混凝土干膜后显蜂窝、麻面状的地方比较多。另外，在进行浇筑的过程当中，如果气温比较高就会使得桥梁工程大体积混凝土表面的温度也随之升高，一旦完成浇筑以后没有及时进行合理养护，暴露在环境当中的大体积混凝土表面的水分就会快速蒸发，从而造成大体积混凝土出现裂缝。
2裂缝控制措施探讨
2.1设计阶段
①在构造方面，通过设置混凝土保护层防裂网、在结构中间部位增设水平钢筋网以及适度加密构造钢筋等措施，限制大体积混凝土易裂部位的收缩，提高其抗裂能力。②在配合比设计方面，首先可从水化反应散热源头出发，优选胶凝材料及掺合料，降低水化热总量或其反应速率，从而达到减小混凝土绝热温升、增强其抗收缩性能的目的。作为活性材料，粉煤灰有改善细骨料级配、减小泌水的作用。同时，其释放的水化热量（同等含量下）一般仅为水泥放热量的5%-35%，并可一定程度上延缓前期水化反应速率，从而降低温升速率和峰值温度，减小早期自收缩。与粉煤灰相比，矿渣虽能有效缓释早期水化热反应，但其收缩性较大，在大体积混凝土配合比设计中不宜大掺量使用。
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2.2选择合适的混凝土配比方案
在建筑工程实际施工作业的时候，有关人员需要搜集众多的数据信息，阿紫多个方面保证这些数据信息的可靠性以及精准程度。依照建筑工程项目的实际建设要求以及有关数据信息，对混凝土施工材料进行合理有效地配比，更好的控制与掌握凝胶施工材料的实际投入情况，并且将粉煤灰掺进其中，进而有效提高混凝土的实际质量与成效。而有关人员要根据配比情况展开相应的实验活动，做好大体积混凝土的为相应调配，避免混凝土存在缝隙。
2.3做好分层工作
在大体积混凝土实际施工作业的时候，要做好相应的分层作业，这样可以防止混凝土发生收缩情况，进而为建筑企业创造更多的经济效益，降低其成本支出，降低建筑工程项目施工作业的具体困难程度。在实际施工作业的时候，施工人员要依照具体情况使用科学合理的先进分层技术，保证分层施工活动的顺利展开。
2.4水泥品种选定
首要的问题就是解决混凝土水化热的问题，为此选择水泥品种成为首选重点。主要从两方面加以考量：一是水化热要小，二是水泥用量要少，要充分利用好中后期强度，尽可能降低水泥用量。再兼顾到很多大体积混凝土在基础筏板部位，往往有抗渗要求，传统选择普通硅酸盐水泥或大坝水泥为多，现行的规范GB50496—2018大体积混凝土施工标准提倡选用水化热低的通用硅酸盐水泥，并且对水化热指标有具体的要求：3d水化热不宜大于250kJ/kg，7d水化热不宜大于280kJ/kg；选用52．5强度等级水泥时，7d水化热不宜大于300kJ/kg。
2.5优选材料优化配合比
粗集料选用优质的连续级配水洗碎石；细集料选用级配合理、质地均匀、细度适中的水洗中粗砂；采用高效能缓凝减水剂，其作用在于减少单位配比中的用水量，延缓早期水化作用进程，控制其反应速度，从而避免热峰值集中出现；添加复合纤维，作用在于增强钢筋与混凝土之间的握裹力，增强混凝土抗裂性能；掺用优质粉煤灰能够充分发挥其物理填充作用，避免泌水等问题的出现，延缓水化热热峰值集中出现；膨胀剂可“抵御”混凝土的凝结收缩，利用混凝土收缩补偿原理提高混凝土的抗裂性能，同时保证混凝土外形的精准；选用细度的细集料和水泥，有利于防止泌水现象出现，同时相对增加水泥用量、减少减水剂用量、避免混凝土过振都可防止泌水现象出现。
2.6严控温度
温度控制就是对混凝土的入模温度及混凝土内层最高温度、表里层的温差进行控制和人工干预。GB50496—2018大体积混凝土施工标准规定：混凝土入模温度不宜大于50℃；混凝土浇筑体里表温差不宜大于25℃；降温速率不宜大于2℃/d；拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃。施工中均要严格遵照规范要求、按照施工方案的要求实施，均有相应的热工计算指导。达不到要求，就要人工干预。一般有下列一些方法：1）预制混凝土用水掺加小冰块，用以降低混凝土入模温度；2）覆盖保温、保湿层；3）暖棚保温法；4）混凝土浇筑体内层布设通水冷却热交换管等。浇筑措施一般采用分层浇筑法，以便充分利用浇筑面散热，减少裂缝出现的几率。混凝土浇筑体平面面积不是很大的情况下，采用全面分层法；面积趋中的情况下，采用分段分层法；平面面积较大的情况下，采用斜面分层推进法。
2.7养护工作
混凝土养护工作是保证混凝土质量的关键环节，其宗旨就是保持适宜的温度、湿度，将混凝土浇筑体内外温度差控制在合理范围内，促进混凝土强度稳定提升，同时防止混凝土裂缝的产生和发展。混凝土养护主要有下列几种方法加以实施：1）保温、保湿覆盖法，这是最常用的方法；2）淋水保湿法；3）喷雾保湿法；4）暖棚保温法；5）电热保温法；6）蒸汽保温、保湿法等。
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。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。
参考文献：
［1］《中国公路学报》编辑部．中国桥梁工程学术研究综述•2014［J］．中国公路学报，2014，27（5）：1－96．
论文作者:闫策
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：混凝土论文; 水化论文; 体积论文; 裂缝论文; 水泥论文; 骨料论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第32期论文;