试析道路桥梁工程中大体积混凝土裂缝成因及防控措施

前言

裂缝防治是大体积混凝土施工的重要组成部分。作为建设主体，应充分认识到自身的重要作用，结合具体情况采取预防措施。此外，要提高施工人员的素质，加强工程质量的检查验收，及时修复质量缺陷。这有效地保证了大体积混凝土的施工质量，提高了路桥施工的质量和效率，增强了结构的稳定性和可靠性，使其能够更好地满足车辆的需要。

1.大体积混凝土裂缝产生原因

1.1 水泥的水化热

水泥在水化时整个过程中会对外放热，并且这种放热现象集中在浇筑后的二到五天左右，这种水化放热现象会使得混凝土内部的温度升高，尤其是大体积的混凝土由于结构和体积大不易散热，这种放热现象的影响更大。由于混凝土内在和外在对于热量的传导和散热的条件有所区别，因此在大体积的混凝土的内部实际上中心温度是很高的，这样就会在整体结构中形成一个自内而外的温度阶梯，这样就会使得混凝土在内部出现压应力，而在表面出现一种拉应力。混凝土本身是具有一个抗拉的强度极限的，当这种拉应力超过了混凝土的极限时裂缝就在表面出现了。混凝土内部温度与混凝土的厚度及水泥用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度越高。

1.2 混凝土的收缩

混凝土的收缩现象是发生在混凝土硬结的过程中的一种由收缩造成的体积的减小，这是一种混凝土的自发变形，若是这种变形不受到来自外部的影响，既不受外力影响又不受外力约束，这时候混凝土当中就会出现拉应力，从而混凝土在拉应力作用下造成开裂。混凝土在收缩现象中主要分为三种，分别是温度收缩、干燥收缩以及塑性收缩。这种收缩也是具有阶段性的在初期的硬化过程中体积上的收缩是由于水泥凝结上的变化，而后期则是因为水分从混凝土中被蒸发出来从而产生的一种干缩性的变形。

1.3 外界的气温以及湿度的变化

外界的环境对于混凝土浇筑后的结构有着很大的影响，外界气温对其的影响主要表现在内外产生的温度阶梯从而产生的温度应力上。大体积的混凝土的内部温度主要是由浇筑温度，水泥的水化热以及散热叠加而成的。因而外部的温度对此影响非常大，若是外界的气温高，混凝土在浇筑温度上也会跟着升高，而瓦解的温度降低就会增大温度梯度从而出现温度应力，从而引发混凝土开裂。除此之外湿度对于大体积的混凝土上出现裂缝现象的影响也很大，主要是表现在干缩裂缝的影响上，若是外界湿度很低，那么混凝土在水分蒸发过程就会缩短因而加速干缩现象，这也会造成裂缝的出现。

1.4 混凝土的沉陷裂缝

支架、支撑变形下沉会引发结构裂缝，过早拆除模板支架易使未达到强度的混凝土结构发生裂缝和破损。

2.大体积混凝土施工质量控制措施

2.1 大体积混凝土配合比设计

原材料选用： ① 水泥：由于水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升，因此应选用水化热较低的水泥，同时降低水泥用量，以降低水泥水化热产生的热量，从而控制大体积混凝土温度的升高。 ② 细骨料：宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂可减少水及水泥的用量。 ③ 粗骨料：在可泵送情况下，选用粒径 5-20mm 连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。 ④ 含泥量：在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。 ⑤ 掺合料：应用添加粉煤灰技术，能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。

2.2 温控措施及施工现场控制

2.2.1 混凝土浇筑方案。做好现场协调、组织管理，要有充足的人力、物力，保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，确保不留冷缝；浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理，以控制表面龟裂；混凝土浇灌完及拆模后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。

2.2.1 混凝土温度监测。在混凝土内部及外部设置温度测点，并且设置保温材料温度测点及养护水温度测点，现场温度监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析，每一测点的温度值及各测位中心测点与表层测点的温差值，作为研究调整控温措施的依据，防止混凝土出现温度裂缝。

2.3 构造设计上采取的防裂措施

2.3.1 设计合理的结构形式，减少工程数量，降低水化热。如可根据悬索桥锚碇受力特点，设计挖空非关键受力部分混凝土体积，利用土方压重方案，减少混凝土结构体积。

2.3.2 充分利用混凝土在基坑有侧限条件，在混凝土中掺加微膨胀剂，使其在基坑约束下成一定的预压力，补偿混凝土内部温度、收缩产生的拉应力，从而有效的避免混凝土裂缝的产生。

2.3.3 大体积混凝土体积庞大，施工周期一般较长，依据结构受力情况，可合理的确定混凝土评定验收龄期，打破正常标准 28d 的评定验收龄期，改为 60d 或更多天，评定验收龄期充分考虑混凝土的后期强度，从而减低设计标号，达到减少混凝土水泥用量，降低水化热的目的。

3.结语

根据以上的分析，在大体积的混凝土产生的裂缝现象上是可以通过设计、材料的选择以及工艺的改善进行预防和治理的，同时后期在养护工作中的针对性养护也可以避免裂缝的产生，这都是通过大量的成功的实例得出的经验和结论。通过对各种可能会影响裂缝现象出现的因素进行考虑，完全是可以避免这种病害的出现。

参考文献：

[1]王剑.道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施[J].工程技术研究,2020)

[2]王云峰.道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施[J].交通世界,2018(16)

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