桥梁墩台大体积混凝土施工裂缝及预防措施

向晋

武汉科固工程技术有限公司 湖北 武汉 430000

1 引言

大体积混凝土是够长桥梁墩台的主要材料，混凝土的抗拉能力有限，极容易裂开。因此在桥梁施工过程中必须要对裂缝进行预防和处理。混凝土裂缝的出现容易造成钢筋主体结构暴露，进而引起腐蚀等问题。这些问题的出现都会影响桥梁墩台的使用寿命和安全性能。

2 大体积混凝土的特性和定义

混凝土是由水泥和砂石等组合而成的常用建筑材料，大体积混凝土当前尚无具体定义。从建筑和施工要求上来看，现浇量大，结构结实的混凝土结构基本属于大体积混凝土。在大体积混凝土的浇灌过程当中，水泥水化热会导致混凝土结构内部温度大幅上升，这容易导致大体积混凝土结构变形，在此过程中容易形成裂缝等危害。此外混凝土在冷却的过程中，结构之间的拉张力增加，若超过水泥混凝土的最大拉张力，则容易出现裂缝等问题。

3 裂缝的成因

桥梁墩台的由于其本身需要承载较多的重量，这就要求桥梁墩台的混凝土结构具有较大的压力前度和拉张力结构。因此在浇筑混凝土的时候，除了根据设计标准和施工标准进行操作外，必须防范水泥水化反应后温度过高和冷却时拉张力增加而造成的裂缝问题。在桥梁的施工过程当中水泥和水的水化属于放热反应，因此在利用水泥进行浇灌的过程中，大体积混凝土内部结构当中温度会迅速上升，由于水泥混凝土结构密封性较好，因此大量的热能会囤积在水泥混凝土内部。混凝土的外部和外部温差较大，内外的拉张力和方向不一致，因此当外部的超过其最能承受的最大张力时，就容易造成混凝土表面裂缝。

4 裂缝的预防

为了解决大体积混凝土在施工过程中出现的裂缝问题，要从以下几点出发。第一要从在施工之前必须进行测算；第二，混凝土原料选择；第三，施工过程中进行控制；第四，合理养护。

4.1 前期测算

在施工之前，设计和施工人员应该队所选取的混凝土原料性能和外界调节进行综合考量。计算混凝土的内外部温度差和混凝土表面张力所能承受最大的张力，进而为混凝土的浇筑过程提供可靠数据支持。

4.2 混凝土原料选择

从上文可以看出，混凝土的裂缝产生主要是因为水泥在浇筑过程中水热化反应热量太高而引起的内外部温差和作用力不同。因此在混凝土原料的选择过程中，对原料性能的把握变得十分关键。对于水泥的选择要尽量选择碱性低的水泥，在经费和条件允许时，要选择微型扩张的水泥，例如火山灰、矿渣硅酸盐水泥和其他微粒超细水泥。在水泥的水化过程当中，扩张型的水泥能够抵消一部分水化热后的温度徐变应力。进而能够降低混凝土的拉应力，这对裂缝的预防有一定帮助。从大量的实验和实践来看，10kg的水泥会引起一度左右的温度上升。因此在浇筑的过程中要尽量减少水泥的用量。但水泥用量的减少会引起胶合性能较差，这也容易因此裂缝。因此必须将水泥用量控制在合理范围内。除了原料水泥的选择外，其他原料的选择也尤为重要，例如：减水剂和、砂石的大小等。原料选择完成之后，原料的用量和使用方式至关重要。桥梁墩台的主体结构为钢筋，大体积混凝土和钢筋的配合能够更好的加固桥梁墩台的稳固性，因此施工过程中必须大骨料和小骨料混凝土相结合。施工中混凝土粗细骨料配比一般在总量的80%左右，因此在选择骨料时，应该选择膨胀系数小、表面干净的。

4.3 施工过程中进行控制

水泥的水化热是造成裂缝出现的主要原因，因此在施工的过程中，对混凝土进行降温尤为重要。通常情况下，在施工过程中会布置循环冷却水管。循环冷却水管必须经过精确计算，利用水循环带走热能。但在施工过程中必须时刻保持水管畅通，防治水管堵塞和漏水。除了循环冷却外，分层浇筑也可以减少水泥热量的聚集。分层浇筑通常分为平面、斜面和分段分层三种。在进行平面浇筑操作时要求结构平面尺寸相对较小，在施工的过程中在第一层混凝土初次凝结之前进行第二层浇灌，每层的浇灌厚度要求在一尺之内。在进行斜面浇筑时，一般是让混凝土从顶端自然向下流，这中浇灌方法适合平面大但整体厚度要求较小的平面。和平面分层一样，斜面分层在浇灌时要确保第二次浇灌在第一层初凝之前。分段分层浇灌主要是为了适应结构面积大和跨度较大的桥梁墩台结构。在分层浇灌时，先将一段距离的结构进行逐层浇筑，然后再对另一段进行浇筑。在分段分层浇筑时要注意浇筑的厚度和振捣时间。

4.4 做好养护控制工作

混凝土在浇筑完成之后，桥梁墩台大体混凝土进入固化阶段。在这个时候由于水泥水化热量较大，此时的混凝土温度较高。在内外温差较大的情况下容易产生裂纹，因此在浇筑完成后要保持混凝土的温度稳定，通常情况下是采用洒水降温。为了让混凝土表面温度保持稳定，施工过程通常会采用塑料薄膜和稻草等材料进行覆盖，进而防止水分蒸发过快。在对不能覆盖的竖体结构时，一般采用塑料薄膜板进行覆盖并延长覆盖时间。从施工的经验上来看，当混凝土的内外差温度小于20度时才可以进行拆膜。

5 结束语

我国铁路和公路布局日益完善，桥梁墩台结构直接关系到道路运输的安全和使用寿命。因此在桥梁墩台建设过程当中如何避免大体积混凝土在施工过程中出现裂缝显得尤为重要。本文从混凝土的结构特性和特点出发，分析了施工过程中造成混凝土施工裂缝的原因后得出如何预防裂缝的基本方法。在预防裂缝上首先得从原料的选择方面出发，水泥必须选择微粒、碱性小，混凝土骨料必须粗细结合。施工过程中必须进行随时监测，利用水循环系统进行降温，利用不同浇筑方法进行温度控制。最后在浇筑完成后必须注意养护。由于桥梁墩台在道路基建中的重要作用，因此必须从上述方面对裂缝进行预防。