桥梁大体积混凝土裂缝的原因及施工控制措施

1、桥梁大体积混凝土裂缝的原因及施工控制措施 桥梁大体积混凝土裂缝的原因及施工控制措施 摘要：桥梁大体积混凝土结构(厚度大于lm)出现裂缝形式、程度各异，主要包括收缩裂缝、温差裂缝等。文章结合笔者的施工实践，分析了桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因，并提出相应的质量控制措施。 关键词：桥梁；大体积混凝土；施工 Abstract: mass concrete bridge structure (thicker than lm) cracks form, different degree, including the shrinkage crack, temperature difference crac

2、k, etc. Combining with the construction practice of the author, analyzes the bridge of mass concrete cracking reason, and put forward the corresponding quality control measures. Keywords: bridge; Mass concrete; construction 中图分类号：TE42文献标识码：A文章编号： 1 混凝土产生裂缝原因 1 1 水泥水化热 大体积混凝土结构在浇筑完毕以后，水泥水化反响释放出一定的热量，

3、使混凝土内部温度逐渐升高，而大体积混凝土结构具有断面厚、外表系数相对较小的特点，所以积聚在内部的水化热不易散出，使混凝土内外温差增大，当使混凝土内部产生的拉应力超过混凝土极限抗拉强度时其外表就产生裂缝。 1 2 外界气温变化 相关标准明确要求：混凝土中心温度和混凝土外表温度之差不应大于25，再一个就是混凝土外表温度与大气温度之差不应大于2O。大体积混凝土结构浇筑的外表温度与大气温度的变化而变化。由于温差极易引起内部温度应力变化，导致混凝土结构出现温度裂缝。特别是外界气温的骤然下降，与混凝土结构外表温度差异突然增大，形成大的温差。高温酷暑条件下施工，由于混凝土结构外界气温较高，混凝土结构内部水化

4、热来不及消散，在结构体内部温度延续时间较长，温度应力的持续给结构体带来极大不利。所以，温控检测系统的建立可以实时了解情况，便于采取相应的温控措施，防止混凝土结构内外温差引起的温度应力。 1 3 混凝土的收缩 混凝土在散热和硬化过程中会引起体积收缩。对于大体积混凝土结构来说，这种收缩更加明显，产生收缩裂缝。其机理为：混凝土的收缩受到外部条件的约束，不能自由变形，就会在结构内部产生相应的收缩应力，当产生的收缩拉力超过当时的混凝土极限抗拉强度就会在混凝土结构内部产生收缩裂缝。混凝土的收缩分为：塑性收缩、化学收缩、物理收缩、碳化收缩。影响混凝土收缩的主要因素是混凝土中的单位用水量和水泥用量、集料性质、

5、养护方法和外加剂。在混凝土中，水泥与水经水化反响而产生凝胶，凝胶吸湿那么膨胀、枯燥那么收缩。因此单位用水量、水泥用量对混凝土收缩有较大影响。在配合比一定时，采用弹性模值较高的集料，可以减少收缩。延长湿养时间，可以推迟混凝土收缩的开始但影响甚微，但是压力蒸养方法对收缩减小影响显著。不同的外加剂对混凝土收缩影响不同，其中氧化钙对混凝土收缩影响最大。 2 混凝土裂缝施工措施 大体积混凝土结构施工及混凝土凝结硬化过程中由水泥水化热积聚难以很快释放，导致混凝土产生温度应力，使混凝土结构产生裂缝。应从材料选用、施工工艺、浇筑方法、测温养护等措施入手，有效控制收缩裂缝和温度裂缝的产生。 2.1 温度裂缝施工

6、措施 (1)原材料及配合比 大体积混凝土结构所处的使用环境不同，对材料选择的要求不同。位于内部使用的大体积混凝土结构，其所用水泥主要满足水化热低、强度高和较好的抗裂性能指标。一般采用强度等级为42.5-52.5MPa的低热矿渣水泥和中热硅酸盐水泥，并掺入10%-15%的一级粉煤灰改善和易性，降低水化热。位于外部使用的大体积混凝土结构(上部结构转换层)，除低热、高强和抗裂性能外，还要求具有良好的抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、较小的干缩性。一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。当混凝土结构位于的环境水具有硫酸盐侵蚀时,应采用抗硫酸盐水泥。根据多年施工经验，大体积混凝土所选用的水泥，其C3A含量应控制在8%

7、以内为宜。为满足有足够的强度和结构体的致密性，应选择有足够强度的粗骨料，同时，注意砂石料的含泥量控制在1%-3%。 混凝土的施工配合比应在满足现场施工泵送坍落度(控制水灰比W/C)、和易性、泌水性和产生较小的水化热温差条件下进行。掺入适量粉煤灰(一般不超过水泥用量的10%)替代水泥，改善和易性同时减少水化热。掺入高效缓凝剂减缓混凝土凝结，要求混凝土初凝时间不小于7h，降低水泥凝结过程中水化热峰值，使混凝土结构内外温度梯度减小。掺入适量的抗拉纤维用以提高混凝土的抗拉强度，阻止微裂缝的扩散并延缓新裂缝的出现。 (2)浇注方案 大体积混凝土的浇注一般是在混凝土初凝之前，防止冷缝的产生。将上部新层浇筑

8、并振捣密实完毕。受浇筑结构的面积、混凝土的供给情况、钢筋网的疏密程度、预埋构件的留设等因素影响，降低大体积混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温度差在规定范围(25)以内，有三方面消极因素存在：第一，底板(承台)混凝土超厚，必须一次性浇筑，这样那么混凝土内部温度不易散发；第二，提高混凝土强度等级，可选择硅525或硅425水泥，水化热高；第三，特别注意春季施工，施工温度低，混凝土内外温差大。综合这些内外因素条件考虑，混凝土内部将存在较高的温度，从而有产生裂缝的危险。为防止混凝土产生裂缝外表裂缝和贯穿裂缝，就必须从提高混凝土本身抗拉性能、降低混凝土温度应力与这两方面综合考虑。 混凝土的振捣应使用高频

9、振动器，使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行，不得遗漏，做到均匀振实，振动器的插点间距不大于为1.5倍振动器的作用半径，振捣棒不得触及钢筋和模板。每点振动时间10-15s以混凝土不下沉、不冒气泡、泛浆、外表平坦为准。不可过振，亦不可漏振。混凝土浇筑以后3-4h，在混凝土接近初凝之前进行二次振捣，然后按标高线用刮尺刮平，并轻轻抹压。 (3)测温与养护 混凝土中心温度和混凝土外表温度之差不应大于25，再一个就是混凝土外表温度与大气温度之差不应大于20。常规情况下，大体积混凝土结构测温工作周期自混凝土浇筑始至温度变化下降平稳为止，同时应不少于18-20天。测温点布置的平面间

10、距一般取6-7m，竖向布置测温管可根据混凝土结构厚度分体内下部、中部、外表布置。测温系统采用计算机采集数据系统，实施动态监测。温差监控系统统计结果显示：一般大体积混凝土在浇筑后2-4d水化热出现峰值，也与相关工程的统计值根本符合。 混凝土浇筑初凝以后，在混凝土结构外表覆盖塑料薄膜、上部加盖麻袋片的方法，来提高混凝土结构外表温度，从而降低混凝土结构温差，来防止温度裂缝的产生。根据温测系统的监测实时动态结果，随时增减上边覆盖物，热天施工注意混凝土外表的散热措施。 2 2 收缩裂补缀偿措施 混凝土收缩包括混凝土自身干缩、失水干缩、炭化收缩、塑性收缩等。现代施工中采用外补偿收缩混凝土技术。即在普通混凝土中掺加一定比例的膨胀剂，膨胀剂依靠本身的化学反响或与水泥其他成分反响，在混凝土硬化过程中产生一定的限制膨胀，产生应力效应，从而补偿混凝土硬化过程中的收缩(以干缩、冷缩为主)，防止或减小混凝土结构的开裂。在施工过程中，严格控制材料质量，尽量选用低收缩材料，同时严格控制其含量，纯洁砂石料并采用合理的砂率，高减水添加剂节省水泥用量的同时，提高了混凝土结构性能。另外在养护方面做好保温、保湿养护措施，降低失水干缩可能。 3 结束语 虽然大体积混凝土很容易产生裂缝，但是大量的科学研究以及