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摘要：随着我国经济突飞猛进的发展，桥梁建筑行业也有了很大程度的进步。由于我国社会的不断发展，这样就使得桥梁建筑的质量问题越来越受到了社会的广泛关注。桥梁质量的好坏直接关系到人们的出行安全，因此桥梁的质量变得尤为重要。本文主要针对在桥梁工程施工过程中的大体积混凝土裂缝的问题进行深入的研究，并且提出相应的控制和解决措施。
关键词：桥梁工程；大体积混凝土；水化热；裂缝
前言：针对桥梁建设后的混凝土裂缝成因进行研究，展现了控制桥梁施工中混凝土温度的方式以及避免裂缝的出现，另外还对建设上的大面积混凝土出现裂缝时应采用的措施及补救方法，用来作桥梁建设的参考。
1 大体积混凝土裂缝产生的主要原因
1.1 水泥热化后的影响
水泥水化后会释放出很多的热量，而且主要是在浇筑水泥的7天左右的时间，这时的水泥大概每克就可以释放出大约五百焦的热量，假设以水泥的重量每立方米为三百五十千克到五百五十千克来计算，那么在这么一立方的水泥中会放出大概一万七千五百焦到两万七千五百焦的热量来，这样就会致使水泥本身的温度提升至七十度或者更高的温度。特别对于大面积的水泥来说，散发的热量更多会导致水泥本身的温度更高又因为水泥内部的散热情况不同，会导致水泥内部凝结的不好，在受力的挤压下水泥的表面就会发生不同程度的裂缝。
1.2 受到自然因素中温度的影响
大面积的混凝土在建设过程中，温度的高低对避免大面积混凝土出现裂缝起到了很大的作用。由浇筑温度、水泥水化热的温度、混凝土本身的温度与其他温度相加组成的混凝土内部中心的温度。而外部的温度高则浇筑的温度也高，外部的温度会直接影响到浇筑温度的高低；假如外部的温度低则会使得大面积混凝土内部与外部的温差过大。假如外部的温度骤降，温差多大，温度的应力也在加大，这样会导致混凝土开裂。还有外部的湿度对混凝土出现裂缝也有直接联系，外部温度太低的话会使得混凝土快速的收缩，这样也会使混凝土出现开裂的情况。
1.3 其他因素的影响
结构物基础的不均匀沉降也会产生裂缝，这种裂缝会随着基础沉降而不断的增大，待地基下沉稳定后，将不会变化。超荷载使用或未达到设计过早加荷载导致结构出现裂缝，这种裂缝称之为荷载裂缝。混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝，一般是混凝土配合比中，粗骨料级配不连续、数量不够，砂率及水灰比不当所造成的裂缝。
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2 桥梁工程的大体积混凝土裂缝控制
2.1 大体积混凝土中水泥的品种及用量
理论研究表明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化过程中释放了大量的热量。于是，我们对于桥梁中的大体积混凝土应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量最大的是铝酸三钙（C3A），其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。另外，水泥越细发热速率越快，但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。我们应该充分利用混凝土的后期强度，以减少水泥的用量。因为大体积混凝土施工期限长，不可能28d向混凝土施加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期向后推迟至56d或者90d是合理的[2]。这是基于这一点，国内外很多专家均提出类似的建议。这样充分利用后期强度则可以每m3混凝土减少水泥40～70kg左右，混凝土内部的温度相应降低4～7℃。
2.2 掺加外加料和外加剂
在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，减少水泥用量。要降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升，防止结构出现温度裂缝，利用粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的方法之一。外加剂可以从以下几个方面来选择。如UFA膨胀剂，它可以等量替换水泥，并且使混凝土产生适度的膨胀。一方面保证混凝土的密实度，另一方面使混凝土内部产生压力，以抵消混凝土中产生的部分拉应力。减水缓凝剂，并应保证一定的坍落度。这样可以延缓水化热的峰值期并改善混凝土的和易性，降低水灰比以达到减少水化热的目的。
2.3 大体积混凝土的骨料控制
在骨料的选择上应该选取粒径大强度高级配好的骨料。这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。
2.4 优化大体积混凝土的设计
虽然大体积混凝土不布置钢筋或者布筋较少，我们还是可以在裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋，从而让钢筋代替混凝土承担拉应力，这样可以有效的控制裂缝的发展。为了避免裂缝的出现，在设计中利用中低强度底水泥充分利用混凝土的后期强度。在工程结构设计中要特别注意降低结构的约束度。对于混凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值，因为保护层的厚度愈大愈容易发生裂缝。
2.5 大体积混凝土的施工
混凝土施工包括混凝土的生产、运输、浇筑和温度及表面保护，是保护大体积混凝土温度裂缝的关键环节。在温度较高的情况下进行施工，我们一定要注意降低混凝土浇筑时的温度。可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖，以减少阳光对其的辐射，同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中向混凝土中添加冰水。以上这些措施都可以有效的降低混凝土的入模温度。在混凝土的内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护，以便加快混凝土内部的热量散发。混凝土表面应该覆盖一些织物进行保温、保湿养护，这样不但可以降低混凝土内外温差，防止表面产生裂缝，还可以防止混凝土骤然降温产生贯穿裂缝，并且还可以使水泥顺利水化，防止产生湿度裂缝。为了及时掌握混凝土内部温升与表面温度变化值，可以在混凝土内埋设一定量的测温点，从而可以更好的了解混凝土的温度变化情况，一旦内外温差超过允许值25℃，好及时采取措施。
2.6 大体积混凝土的裂缝检查与处理
对于混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计、施工，但是由于目前采用的防止裂缝的安全系数较小，而实际情况有复杂多变，所以实际工程中还是难免出现一些裂缝。大体积混凝土的裂缝分为三种：表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于表面裂缝因为其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响，一般不作处理。对深层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝，可以用风镐、风钻或人工将裂缝凿除，至看不见裂缝为止，凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝土。限裂钢筋，在处理较深的裂缝时，一般是在混凝土已充分冷却后，在裂缝上铺设1～2层的钢筋后再继续浇筑新混凝土。对比较严重的裂缝可以采取水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度在0.5mm以上时，对于裂缝宽度小于0.5mm时应采取化学灌浆。化学灌浆材料一般使用环氧-糠醛丙酮系等浆材。
结束语：
总之，在进行桥梁工程大体积混凝土施工的过程中来看，混凝土出现的裂缝现象随处可见，但是这种裂缝现象就严重的破坏了桥梁建筑的使用性能和使用寿命，因此要不断的对混凝土出现的裂缝现象进行具体科学的研究，对混凝土的组成材料进行合理的选择和适当的调配，还要对混凝土的施工过程进行严格的检查和监督，要不断的加强混凝土施工过程中施工人员的施工技术，并且在对大体积混凝土的施工设计的时候也要严格的按照相关的规定进行，只有在每个环节都做到全面科学，这样才能够使得桥梁建筑的使用寿命得到相应的保障。
参考文献：
[1]刘冬. 桥梁大体积混凝土裂缝施工控制研究[J].科技致富向导，2012（17）.
[2]周敏. 桥梁大体积混凝土裂缝产生原因及控制[J].科技情报开发与经济，2008（9）.
论文作者:赵志武
论文发表刊物:《北方建筑》2016年12月第36期
论文发表时间:2017/3/29
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 水泥论文; 温度论文; 体积论文; 水化论文; 桥梁论文; 《北方建筑》2016年12月第36期论文;