橋梁承臺大體積混凝土裂縫原因與對策分析

印春安

(南通市順通公路交通工程檢測有限公司，江蘇 南通 226371)

橋梁承臺的質(zhì)量和混凝土的質(zhì)量有著密切的關(guān)系，所以在進(jìn)行大體積混凝土澆筑的過程中，必須要控制好質(zhì)量，不能產(chǎn)生有害裂隙。在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，盡可能的對混凝土的配比進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)也要?；炷磷C拌和質(zhì)量，澆筑時(shí)也需要嚴(yán)格按照要求完成，在橋梁承臺施工完成后，加強(qiáng)對其的養(yǎng)護(hù)工作，進(jìn)而避免橋梁承臺出現(xiàn)裂縫。

1 橋梁承臺大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要因素

1.1 水泥水化熱

混凝土澆筑完成后其硬化過程中，因水泥水化會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，這是導(dǎo)致承臺出現(xiàn)裂縫的主要原因之一。根據(jù)有關(guān)學(xué)者的研究可知，1kg 水泥在進(jìn)行水化的時(shí)候，大約能夠釋放出500 焦耳的熱量，如1m3混凝土使用水泥500kg，所能產(chǎn)生的熱量為500×500J，這大量的熱量會(huì)在硬化過程中陸續(xù)釋放出來，這段時(shí)間混凝土內(nèi)部的溫度會(huì)急劇升高?？墒腔炷翆儆诖嘈圆牧?，很容易因?yàn)閺?qiáng)大的應(yīng)力而出現(xiàn)斷裂，在剛開始澆筑的時(shí)候，混凝土是一種正在成型的情況，它的彈性模量在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)是最小的，所以水化熱囤積所能產(chǎn)生的作用力就小，并不會(huì)對這個(gè)時(shí)間點(diǎn)的混凝土造成巨大傷害們也就不會(huì)出現(xiàn)有害裂縫，在硬化的這段時(shí)間中，內(nèi)部釋放的水化熱熱量相較于混凝土表面的熱量散發(fā)，在同一時(shí)間段中，散出的熱量會(huì)少很多，這會(huì)使得混凝土的內(nèi)部和表面存在較大的溫差，而混凝土符合熱脹冷縮的原因，這時(shí)溫度高的內(nèi)部就出現(xiàn)膨脹，同理溫度低的外部就會(huì)出現(xiàn)收縮，在這兩種情況產(chǎn)生的力的作用下，如果混凝土的抗拉強(qiáng)度不行，表面就會(huì)出現(xiàn)裂紋。

當(dāng)混凝土在水化熱消退降溫的過程中，混凝土當(dāng)中所含的水化熱量會(huì)緩緩下降，這時(shí)混凝土就會(huì)呈現(xiàn)收縮狀態(tài)，同時(shí)混凝土的硬化也會(huì)導(dǎo)致混凝土收縮，當(dāng)混凝土受到樁頂、墊層給它施加的作用力，就會(huì)發(fā)生壓拉變形，當(dāng)出現(xiàn)的收縮和變形過大，超過混凝土的抗拉極限，承臺大體積混凝土的底面與樁頂就會(huì)出現(xiàn)裂縫，這種裂縫會(huì)沿著交界面上升，如果是十分嚴(yán)重的裂縫，它會(huì)直接貫穿整個(gè)承臺，對承臺的穩(wěn)定造成巨大的影響。

1.2 內(nèi)外溫差

除了上述所描述的水化熱導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫之外，還有一個(gè)最為主要的原因，那就是內(nèi)外溫差，這個(gè)問題會(huì)發(fā)生在水化熱反應(yīng)結(jié)束之后，這個(gè)時(shí)候混凝土已經(jīng)差不多完成硬化，其內(nèi)部的溫度已經(jīng)趨于一個(gè)平衡。但是因?yàn)榛炷恋谋砻鏈囟葧?huì)受到各種因素影響，會(huì)發(fā)生較大的溫度變化，例如在高溫天氣突然降雨，這時(shí)候混凝土因?yàn)楸惶柶貢穸叩谋砻鏈囟葧?huì)因?yàn)楸挥炅芏霈F(xiàn)極速下降的情況，當(dāng)溫度的變化過大，就會(huì)在表面產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力，而表面發(fā)生變形會(huì)受到混凝土內(nèi)部的約束，以至于產(chǎn)生裂隙。而且混凝土表面的溫度在變化的過程中，因?yàn)閮?nèi)部的溫度并沒有發(fā)生變化，在表面溫度驟降，使得內(nèi)部和表面的溫差拉大，這時(shí)對于大體積混凝土的穩(wěn)定會(huì)造成非常不利的影響。

2 橋梁承臺大體積混凝土裂縫的控制措施

橋梁承臺澆筑的混凝土方量較大，因此水泥水化熱和內(nèi)外溫差的影響，會(huì)給大體積混凝體造成巨大的應(yīng)力，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫，使得橋梁承臺結(jié)構(gòu)被破壞，橋梁質(zhì)量受到極大的影響。裂縫出現(xiàn)的原因十分的復(fù)雜，主要的原因是因?yàn)榛炷磷陨泶嬖跍夭?，進(jìn)而導(dǎo)致自身會(huì)承受巨大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過其承受的極限，就會(huì)產(chǎn)生裂紋。所以為減少混凝土出現(xiàn)的裂縫，可以通過改善混凝土的耐久性入手，并且通過混凝土的性質(zhì)，有效的降低水化熱，在硬化的這段時(shí)間中，降低混凝土內(nèi)外所存在的溫差，還有就是減少溫度裂縫的出現(xiàn)，以下幾點(diǎn)措施為總結(jié)的解決辦法。

2.1 做好混凝土原材料的選擇

選擇更優(yōu)的原材料制作混凝土，是有效降低裂縫的措施之一。

（1）水泥的選擇。根據(jù)上述可以知道，為了減少水化熱，在制作橋梁承臺時(shí)，可以選用低水化熱的水泥，并且在保證滿足施工設(shè)計(jì)的情況下，盡可能的減少水泥的使用。

（2）骨料的選擇。骨料是用于制作混凝土的材料中強(qiáng)度較高的一種原材料，它的強(qiáng)度遠(yuǎn)超過膠凝材料，在制作橋梁承臺時(shí)，可以使用連續(xù)級配的骨料，這樣可以增大骨料體積，進(jìn)而減少對水泥的使用，進(jìn)而減少水化熱。

（3）外加料的選擇。在制作橋梁承臺的過程中，對于外加料的選擇，通常會(huì)選用粉煤灰，向混凝土中加入優(yōu)質(zhì)的粉煤灰，這樣就可以減少對水泥的使用，同時(shí)因?yàn)榉勖夯业奈暂^差，所以在拌和的過程中可以減少對水的使用，這可以降低混凝土在硬化過程中所發(fā)生的收縮，這樣具有抑制堿-骨料反應(yīng)的效果。

（4）外加劑的選擇?？梢允褂酶咝p水劑，這樣可以減緩水化熱達(dá)到最高峰的時(shí)間，而且還能夠減少水泥和水的用量。

2.2 優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，可以加入粉煤灰和減水劑，讓所用的水泥和水的用量都有一定的減少，使得混凝土的性質(zhì)得到一定的改善，也會(huì)具有更強(qiáng)的易性，往里面加入膠凝材料，減少水膠比，可以一定程度的提高混凝土的強(qiáng)度，同時(shí)也會(huì)減少水化熱。

同時(shí)配合比設(shè)計(jì)還需要做好對于水膠比的控制，在當(dāng)中加入一定的高效減水劑，可以讓水泥拌和時(shí)的稠度降低，進(jìn)而有效的較少混凝土澆筑后的泌水以及在硬化過程中會(huì)發(fā)生的收縮。對于大體積混凝土，在保證符合設(shè)計(jì)要求的情況下，盡可能的極少對于水的使用，這對于混凝土裂縫的減少非常有用。

2.3 提高混凝土拌和質(zhì)量

混凝土拌和的質(zhì)量直接影響著混凝土的質(zhì)量，所以在拌和的過程中，需要嚴(yán)格注意有關(guān)的要求，對于拌合樓和放置材料的區(qū)域，需要做好防雨水的準(zhǔn)備，通常是在其上方用雨棚遮住，同時(shí)也在加強(qiáng)通風(fēng)的質(zhì)量，不能讓砂石料長時(shí)間曝曬在陽光底下，這會(huì)讓砂石料的質(zhì)量發(fā)生巨大的變化；而且需要做好前期準(zhǔn)備，知曉施工當(dāng)?shù)靥鞖猸h(huán)境變化，在拌和混凝土?xí)r，盡量避免在高溫時(shí)段，不然混凝土在出倉的時(shí)候會(huì)因?yàn)闇囟冗^高而出現(xiàn)裂縫，如果不可避免，需要采取有效的降溫。拌和所用的水一般使用地下水，如果發(fā)現(xiàn)拌和時(shí)溫度過高，可以考慮加入冰塊，用以降低溫度；在拌合的過程中，設(shè)置專門的人員進(jìn)行混凝土的拌和工作，并且做好各項(xiàng)記錄，有效的監(jiān)控每個(gè)環(huán)節(jié)的溫度，這樣有助于提高拌和質(zhì)量。

2.4 內(nèi)外溫度調(diào)節(jié)

橋梁承臺混凝土使用的水泥量巨大，水化熱也非常之高，所以可以采用“外蓄內(nèi)散”的方式，有效的降低混凝土內(nèi)部和表面的溫差，例如可以適當(dāng)?shù)奶嵘砻娴臏囟?，減少表面溫度的流失等，都是調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)部和表面的溫差的有效方式。

在實(shí)際的過程中，可以在混凝土表面鋪蓋上草袋、塑料膜材料，達(dá)到減少表面溫度流失的目的，同時(shí)也可以合理控制側(cè)模拆除的時(shí)間，進(jìn)而避免因?yàn)閭?cè)模拆除而出現(xiàn)的溫差，在側(cè)模拆除后，需要立即進(jìn)行回填，這樣有助于控制溫差。在混凝土硬化完成后，很可能會(huì)出現(xiàn)混凝土表面溫度過高的情況，這時(shí)候可以直接采用曬水降溫的方式進(jìn)行處理。

2.5 混凝土澆筑

對于橋梁承臺的澆筑，一般采用全面水平分層循環(huán)連續(xù)澆筑完成，采用從短邊到長邊的澆筑順序，做好澆筑厚度已經(jīng)傾落高度的控制，一般厚度不能超過30cm，高度控制在2m 以內(nèi)。在澆筑時(shí)，不可避免會(huì)出現(xiàn)泌水，所以為了降低泌水帶來的影響，需要采取人工清理泌水方式進(jìn)行，這樣可以減少水泥被泌水帶走，避免混凝土出現(xiàn)離析，分層澆筑的過程中，下一層混凝土的澆筑必須在上一層已經(jīng)澆筑的混凝土完成初凝之前完成。

3 總結(jié)

橋梁工程的質(zhì)量會(huì)直接影響我國的交通運(yùn)輸質(zhì)量，在進(jìn)行橋梁建設(shè)的過程中，對于承臺大體積混凝土裂縫需要嚴(yán)加重視，做好有效的預(yù)防措施，保證承臺的質(zhì)量，這對于橋梁工程的質(zhì)量非常關(guān)鍵。