论文部分内容阅读
【摘要】：在桥梁工程中，混凝土工程占有非常重要的作用，而且大体积混凝土的应用越来越多，本文以下内容根据作者多年的实践经验，对桥梁工程大体积混凝土裂缝及其防治措施进行了简要的分析，仅供参考。
【关键词】：桥梁工程；大体积混凝土；裂缝；防治措施
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的基础设施迎来了建设的高潮，桥梁工程属于基础设施的重要组成部分，也得到了很大的发展，一些大型的混凝土桥梁像雨后春笋般出现，大体积混凝土的应用也就越来越多。由于目前科技水平、施工工艺水平等原因，目前大体积混凝土质量很难得到保障，出现最多的质量问题就是大体积混凝土的裂缝，这不仅仅影响到了外观质量，有的甚至导致了整个结构的倒塌，必须引起工程技术人员的重视。本文以下内容根据作者多年的实践经验，对桥梁工程大体积混凝土裂缝及其防治措施进行了简要的分析，仅供参考。
2、桥梁工程大体积混凝土裂缝概述
大体积混凝土结构的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的，根据作者多年的实践经验，并参考了其它资料，认为在桥梁工程中大体积混凝土主要有如下几种裂缝：第一，收缩裂缝，混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所渭的白干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。自身收缩主要发生在混凝士拌合后的初期。塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。炭化收缩是指大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50％左右才能发生。第二，温差裂缝，混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。除了以上两种裂缝外，大体积混凝土还存在由于水泥安定性不合而引起的安定性裂缝。
3、桥梁工程大体积混凝土裂缝防治措施
根据作者多年的实践经验，并参考了其它资料，认为桥梁工程大体积混凝土裂缝防治措施主要有如下几个方面：第一，设计措施，精心设计混凝土配合比。采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。增配构造筋，提高抗裂性能，在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度。避免结构突变产生应力集中。在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20—30m，保留时间一般不小于60天。第二，原材料控制措施，
粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。选择级配良好的骨料。应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。第三，施工方法控制措施，混凝土施工包括混凝士的生产、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。我们一定要注意降低混凝土浇筑时的温度。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。大体积混凝土施工时内部应适当预留一些孔道，在内部通循环冷水或冷气冷却。对大型设备基础可采用分块分层浇筑以改善混凝土强度，提高抗裂性。如果是在冬季进行施工，因为要防止早期混凝土被冻问题，所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。注意运输中的保温、浇筑过程中减少热量的损失以及保温养护。第四，温度控制措施，混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，通过应降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，减少和避免裂缝风险。人工控制混凝土温度需注意防止过速冷却和超冷问题。应最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，可在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。第五，养护措施，大体积混凝土的养护 在温度较高的情况下进行施工，我们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℃，好及時采取措施。第六，对于大体积混凝土裂缝，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。大体积砼的裂缝分为三种：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砼。限裂钢筋，在处理较深的裂缝时，一般是在砼已充分冷却后，在裂缝上铺设1～2层的钢筋后再继续浇筑新砼。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。
4、结尾
大体积混凝土中的裂缝是不可避免的，但是作为一名技术人员，应充分认识到混凝土裂缝的危害，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为减少桥梁工程大体积混凝土裂缝做出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《大体积混凝土》沈义等，中国建筑工业出版社
[2]《混凝土病害及修补加固》韩素芳等，海洋出版社
[3]《混凝土工程》冯克勤等，中国建筑工业出版社
【关键词】：桥梁工程；大体积混凝土；裂缝；防治措施
中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
改革开放以来，随着经济的不断发展，我国的基础设施迎来了建设的高潮，桥梁工程属于基础设施的重要组成部分，也得到了很大的发展，一些大型的混凝土桥梁像雨后春笋般出现，大体积混凝土的应用也就越来越多。由于目前科技水平、施工工艺水平等原因，目前大体积混凝土质量很难得到保障，出现最多的质量问题就是大体积混凝土的裂缝，这不仅仅影响到了外观质量，有的甚至导致了整个结构的倒塌，必须引起工程技术人员的重视。本文以下内容根据作者多年的实践经验，对桥梁工程大体积混凝土裂缝及其防治措施进行了简要的分析，仅供参考。
2、桥梁工程大体积混凝土裂缝概述
大体积混凝土结构的裂缝是由于混凝土内部应力和外部荷载作用，以及温度变化等因素作用下形成的，根据作者多年的实践经验，并参考了其它资料，认为在桥梁工程中大体积混凝土主要有如下几种裂缝：第一，收缩裂缝，混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致其体积的收缩，对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所渭的白干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。自身收缩主要发生在混凝士拌合后的初期。塑性收缩也是大体积混凝土收缩一个主要来源。在水泥活性大、混凝土温度较高或者水灰比较低的条件下，混凝土的泌水明显减少，表面蒸发的水分不能及时得到补充，这时混凝土尚处于塑性状态，稍微受到一点拉力，混凝土的表面就会出现分布不规则的裂缝。炭化收缩是指大气中的二氧化碳与水泥的水化物发生化学反应引起的收缩变形。炭化收缩只有在湿度50％左右才能发生。第二，温差裂缝，混凝土内部和外部的温差过大会产生裂缝。温差裂缝产生的主要原因是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。温差的产生主要有三种情况：第一种是在混凝土浇筑初期，这一阶段产生大量的水化热，形成内外温差并导致混凝土开裂，这种裂缝一般产生在混凝土浇筑后的第3天(升温阶段)。另一种是在拆模前后，这时混凝土表面温度下降很快，从而导致裂缝产生。第三种情况是当混凝土内部温度高达峰值后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值即内部温差。这三种温差都会产生裂缝，但最严重的是水化热引起的内外温差。除了以上两种裂缝外，大体积混凝土还存在由于水泥安定性不合而引起的安定性裂缝。
3、桥梁工程大体积混凝土裂缝防治措施
根据作者多年的实践经验，并参考了其它资料，认为桥梁工程大体积混凝土裂缝防治措施主要有如下几个方面：第一，设计措施，精心设计混凝土配合比。采用“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计准则，生产出“高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。增配构造筋，提高抗裂性能，在易裂的边缘部位设置暗梁，提高该部位的配筋率，提高混凝土的极限抗拉强度。避免结构突变产生应力集中。在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝，在正常施工条件下，后浇缝间距20—30m，保留时间一般不小于60天。第二，原材料控制措施，
粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。选择级配良好的骨料。应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。第三，施工方法控制措施，混凝土施工包括混凝士的生产、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。我们一定要注意降低混凝土浇筑时的温度。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。大体积混凝土施工时内部应适当预留一些孔道，在内部通循环冷水或冷气冷却。对大型设备基础可采用分块分层浇筑以改善混凝土强度，提高抗裂性。如果是在冬季进行施工，因为要防止早期混凝土被冻问题，所以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。注意运输中的保温、浇筑过程中减少热量的损失以及保温养护。第四，温度控制措施，混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的。当混凝土从零应力温度降低到混凝土开裂温度时，混凝土拉应力超过了此时的混凝土极限拉应力。因此，通过应降低混凝土内水化热温度和混凝土初始温度，减少和避免裂缝风险。人工控制混凝土温度需注意防止过速冷却和超冷问题。应最大限度降低混凝土的初凝温度。白天施工时要求在沙、石堆场搭设简易遮阳装置，或用湿麻袋覆盖，必要时向骨料喷冷水。混凝土泵送时，可在水平及垂直泵管上加盖草袋并喷冷水。第五，养护措施，大体积混凝土的养护 在温度较高的情况下进行施工，我们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℃，好及時采取措施。第六，对于大体积混凝土裂缝，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。大体积砼的裂缝分为三种：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砼。限裂钢筋，在处理较深的裂缝时，一般是在砼已充分冷却后，在裂缝上铺设1～2层的钢筋后再继续浇筑新砼。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。
4、结尾
大体积混凝土中的裂缝是不可避免的，但是作为一名技术人员，应充分认识到混凝土裂缝的危害，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为减少桥梁工程大体积混凝土裂缝做出应有的贡献。
【参考文献】
[1]《大体积混凝土》沈义等，中国建筑工业出版社
[2]《混凝土病害及修补加固》韩素芳等，海洋出版社
[3]《混凝土工程》冯克勤等，中国建筑工业出版社