公路桥梁大体积混凝土裂缝成因及改进方法孙元煌

公路桥梁大体积混凝土裂缝成因及改进方法孙元煌摘要：公路桥梁是交通的基础，采用大体积混凝土浇筑时，必须要做好施工技术管理。

大体积混凝土最为显著与容易出现的危害莫过于裂缝，而避免其出现的最好方法就是正确的浇筑方法。

因此，应注意裂缝的产生。

本文通过对大体积混凝土裂缝成因、应力分析、控制措施三个方面来对公路桥梁大体积混凝土裂缝的成因及改进方法进行了分析，以此能提供专业参考。

关键词：公路桥梁；大体积混凝土；裂缝控制前言公路桥梁的施工，其质量的保证就在于所使用的大体积混凝土的浇筑，这是其避免产生裂缝的重要环节。

如果混凝土浇筑工程质量控制不好，整个建设工程的质量也很难保证。

因此，大体积的混凝土整体浇筑需要管理好施工技术，加强施工过程和技术控制，尤其要做好混凝土裂缝的控制。

做好这项工作，对于质量的保证有着极其重要的作用，也是保障建筑过程中各项工作顺利完成的重要措施。

一、大体积混凝土裂缝成因1.水化热对水泥的影响水泥水化过程释放出大量热量，在这个过程中，其水化热与混凝土冷却时间是成正比的。

如果把其看作坐标图，在10-12d，其水化热会达到最终绝热温升。

在普通的浇筑条件下，这个坐标图会在3-5d达到最高温度。

每一克混凝土的水化热就可以达到500J，而其释放的热量同样与其体积也成比例关系。

体积下降350KG/m3-550KG/m3，混凝土内部温度会随之上升到70℃以上，这是由于其就会释放最高达27500KJ的热量，最低也有17500KJ。

根据以前的技术经验，每水泥体积增加10kg会导致混凝土内部温度升高1摄氏度，混凝土膨胀增加0.01mm。

这种现象更为严重，尤其是大体积混凝土。

2.混凝土收缩混凝土的延展性并不强，这就意味着抗拉强度远远比不上它由于质地坚硬而带来的抗压强度，前者仅为后者的1/20-1/10。

通常，在短期的承载中，混凝土最多变形（0.6-1.0）x10-1。

而在长期中，其极限变形稍强，达到（1.2-2.0）x10-4。

根据以往的技术经验，当混凝土耗水量较低时，裂缝的可能性就会降低，相反，如果用水量过高，很容易出现结构裂缝。

特别是对于大体积混凝土结构，由于厚度增加和浮浆量明显增加，必须严格控制混合物中的粗细骨料的水分含量。

在施工过程中，还需要使用软件方法自动调整混凝土粘合比，严格监控耗水量。

此外，混凝土水化工程主要表现为收缩变化，需要注意温度应力问题。

二、大体积混凝土应力分析在大体积混凝土结构建设中，一次浇筑的大小较大。

在绝热环境中，混凝土内外温度的变化主要以绝热温度的高程曲线的形式发生。

混凝土浇筑完备时，部分热量在传热过程中由于混凝土结构和自然环境中的空气、水等协同物而蒸发。

这也是混凝土结构之间内部和外部温差的主要原因。

如果只使用表面冷却方法冷却的混凝土结构，由于表面冷却速度慢，很难获得更好的冷却效果。

因此，目前许多项目都采用这种方法将冷却管道埋在大量混凝土内，以实现内部冷却。

借助这种人工干预，混凝土结构的冷却效果可以提高，但内部温度高、外部温度低，造成高温张力。

温度应力的趋势主要体现在浇注的初期、中期和最后阶段。

如图1为浇筑方法。

1.初期浇筑阶段在混凝土浇筑的早期阶段，温度场变化迅速，在生长过程中，弹性模量显著增加。

大量热量积聚在混凝土结构内，产生的应力是早期应力。

从混凝土浇筑到水泥水化反应结束，这个阶段大约需要30d。

当工艺升高混凝土的内部温度时，如果外部环境温度下降，表面容易出现裂缝，应区分表面作物引起的裂缝和不正确的维护问题。

一般来说，早期应力引起的裂缝相对较深。

2.中期浇筑阶段混凝土的内部压力和早期残留重叠，也是混凝土裂缝的主要原因。

从混凝土水化热反应的末端到混凝土温度场的稳定性，都属于混凝土的浇筑中间阶段，其特点是弹性模量没有发生重大变化，混凝土内部被冷却。

在这种情况下，混凝土的体积开始收缩，在这种情况下，混凝土的冷却和外部温度的变化是其温度张力的主要因素。

当与早期残余应力堆叠时，它也会导致混凝土的内部应力水平升高，进而导致裂纹。

3.晚期浇筑阶段在后期的浇筑，混凝土应力主要是由于外部环境温度的变化，在剩余应力与前期重叠后，混凝土结构会损坏混凝土结构。

从混凝土温度的下降到部件使用寿命的结束，它是浇筑后期阶段的一部分。

现阶段，混凝土结构的弹性模量已建立良好，混凝土结构裂缝的主要原因是内外温度突然变化，如果温差较大，混凝土内部形成较大的应力，最终导致裂缝的形成。

三、公路桥梁大体积混凝土施工技术1.准备工作在浇筑工作进行之前，要做好工程准备，同时加强对施工中各种材料的控制，做好按要求提高原材料质量的准备。

施工前，要准备塑料薄膜、阻燃草帘、电子温度计等，阻燃草帘和塑料薄膜可以保持温暖，塑料薄膜也可用于防雨，各种材料必须根据项目的实际范围进行准备确定。

现场必要的设备包括对讲机、油罐车、汽车泵、下水道泵、塔式起重机等，所有设备在施工前应做好检查和准备，使设备能够正常运行，避免运行失败，造成巨大损失。

除了技术准备外，熟悉工程图纸设计，熟悉地下室的厚度和尺寸，以及需要使用混凝土的类型和强度等。

技术人员和施工人员应做好技术基础工作，准备好施工现场，在项目开工后运行工程，将各种施工设备放在合适的位置，以满足项目要求。

2.浇筑前的清洁和测量工作大体积混凝土浇筑之前要清理现场，特别是筏板一定要清晰，基层表面要保持湿润，但水分不能聚集成洼，要控制好灌溉量。

测量员必须做好测量工作，做好定位测量，并对设置线路进行检查，对钢轴的不同位置必须进行良好的控制。

规划施工过程和特殊环节，要同时对影响施工连接的各种因素进行慎重考虑，使浇筑能一次完成。

3.浇筑施工方法在混凝土浇筑的施工过程中，可以使用插入式振动器进行，振动时确保机器的速度和每次增加深度尽可能一致，保证固定。

时间则要分情况确定，一般来说直到混凝土中没有气泡为止。

如果钢筋密度较高，需要增加振动量，才能达到良好的振动效果。

但时间不能太长，否则很容易显示振离析情况。

完成振动后还必须进行二次振动，并添加材料，以有效避免墙体部分和底板出现沉锁裂纹。

混凝土的找平在振动时应绝缘并防水，以避免裂缝。

4.对大体积混凝土泌水浮浆的处理在浇筑大量混凝土时，很容易出现泌水以及浮浆。

如果情况没有得到很好的控制，最后的浇筑质量自然也得不到保证，所以必须要想办法对其进行控制。

在一般浇筑中，采用大体积混凝土对角推进浇筑法，要使用大功率潜水泵去除。

而在混凝土的浇筑过程住，天气也是一个重要的因素，如提前准备好更多的排水泵及时排出。

四、公路桥梁大体积混凝土裂缝的控制措施1.健全责任制度我国的道路桥梁建设缺乏一种保障机制，即社会、政府、企业三分管，但其漏洞是安全事故发生后，各方的责任不明确。

在这方面，我们需要完善责任制，其中一点包括两点，一是加强监管，将各项指标落在实处而不是挂在嘴边；二是提高水泥混凝土材料质量控制水平。

2.加强项目检测管理为了优化水泥混凝土材料施工用材的使用性能，使相关生产单位能够按照规划计划进行计划生产，应进一步加强对设计水泥混凝土材料使用的控制和管理。

一是继续加强项目检测工作，另一方面要建立水泥混凝土材料实际使用检测体系，严格按照管理制度规定的相关程序，确保检测工作科学、准确、公正、合理;3.改进水泥混凝土材料使用管理为了提高水泥混凝土材料的使用效率，主要是从水泥混凝土材料的供料和堆放入手，一方面，在水泥混凝土材料的加工过程中，要严格遵守建筑行业的技术法规，建立水泥混凝土材料收入制度，利用水泥混凝土材料规格、型号、类型和适用技术环节提供详细资料，可实时监控水泥混凝土材料的使用。

应建立相关的水泥混凝土材料堆放场地和设施，尽量避免自然因素导致水泥混凝土材料质量和损失，使水泥混凝土材料的设计达到最佳性能。

4.合理的配合比在浇筑公路桥梁大体积混凝土时，这是控制裂缝的关键步骤，需要我们需要采取有效措施，首先控制混凝土比例的组合，控制水泥的量，每立方混凝土加的水泥量适当减少耗水量，可以增加一些混合料。

5.选择正确的材料并正确安排施工过程混凝土是否容易出现裂缝也与混凝土中使用的材料相关，因此在选择混凝土材料时要选择正确的材料，这非常重要。

混凝土收缩容易导致裂缝，因此要减少裂缝的产生，必须避免混凝土的收缩，选择适当的泥含量和骨料级的匹配也是一种有效的方法。

混凝土中沙的浓度也应得到很好的控制，最高不能超过1%。

此外，还要合理安排过程，必须按照标准工艺去做，先完成分层循环，然后进行薄层浇筑，循环推进浇筑。

在合适的范围中调整浇筑的时间和速度，在混凝土首次凝结之前，必须进行多次振动，以免收缩裂缝的出现。

6.控制混凝土入模温度混凝土的开裂与混凝土温度的变化密切相关，混凝土中裂缝的控制，必须依靠控制混凝土模具的温度。

混凝土本身的内部温度与模内温度密切相关，因此冷却混凝土的模具温度可以控制混凝土内部的温度。

在实践中，搅拌中可以添加冰搅拌。

另一方面，储存机构的储存条件也应得到极高重视。

比如水泥库的温度控制，要勤开窗、勤通风，并可建造遮阳伞和雨盖，以避免暴露在阳光和雨水下，以便控制温度在25°C内。

温度的控制对于混凝土裂缝的控制极其重要，由上所述，在施工过程之外要对温度进行严苛控制。

7.施工措施根据上述分析，混凝土结构的内部温度变化和温度应力的形成是裂缝的主要原因。

材料的选择对其内部温度变化有重大影响，必须严格控制材料的质量。

理论研究表明，水泥矿物热耗散最快，热产生率最高，为三钙氧化铝，其次是三钙硅酸盐、二钙硅酸盐和铁酸钙。

此外，更细的水泥加热速度越快，应用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。

可以采取特殊控制措施：（1）水泥材料选择严格控制，根据混凝土温度变化的倾斜特性，选择使用低水化热水泥材料。

在这个标准中，优先选择的是矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥，因为其满足3d水化热要选用在240KJ/kg以下的，而7d水化热则要选用水化热在270KJ/kg以下的标准。

（2）材料的选择要减少凝胶材料的数量，以确保级配良好，同时将砂的泥浆含量控制在2%以内，要严格控制总成的泥浆量，将石头的泥浆含量控制在1%以内。

（3）利用后期强度减少水泥量。

由于大型混凝土的施工时间很长，因此28d的混凝土无法承担全部的设计负荷，只有在56d或90d后，这样将时间推迟，才是满足现实的方法，混凝土内温度相应降低。

8.控制措施热应力控制方法主要是控制国内外试验差异的调整△T=Tp+Tr-Tf式中:Tp——起始浇筑温度；Tr——水泥水化温升；Tf——天然或人工冷却后浇筑块的稳定温度。

在高温下用冷水浇注、混合过程中向混凝土加冷水。

所有这些措施都能有效降低混凝土的模具吸收温度。

在内置混凝土中，热量通过冷却循环的水保持温暖，并通过旋转方法保持，以加快混凝土内部热量的分布。

混凝土表面应覆盖一些保温、保湿措施，能防止混凝土通过裂缝突然冷却，还能使水泥浇筑顺利进行，防止产生裂缝。