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桥梁工程中大体积混凝土裂缝成因及控制措施


浅析桥梁工程中大体积混凝土裂缝成因及控制措施 摘要:随着我国桥梁技术的迅速发展,大体积混凝土被越来越多 地应用于桥梁结构中。本文基于桥梁工程大体积混凝土裂缝成因分 析,提出了减少混凝土温度应力和预防其形成裂缝的施工现场控制 措施以及构造设计上对大体积混凝土采取的有效防裂措施,旨在与 同行从业人员进行交流。 关键词:桥梁工程 大体积混凝土 裂缝成因 措施 0 引言 当前,对于机械荷载造成的桥梁裂缝问题而言,国内外的研究探 讨较为成熟,然而对温度荷载所导致的开裂问题分析研究还不够充 分,加之,在我国,桥梁中大体积混凝土裂缝问题还没有获得充分 的重视,而大体积混凝土的开裂仅在高层建筑深基础底板以及水利 工程大坝等方面有所体现。基于此背景,笔者认为应对桥梁中大体 积混凝土的裂缝问题予以重视,进而对其成因、控制措施进行探讨 能够在最大程度上防范危害桥梁结构的裂缝产生。 1 桥梁工程中大体积混凝土裂缝的成因分析 1.1 外界气温变化的影响。针对于大体积混凝土施工而言,其裂 缝的形成在很大程度上取决于外界气温的变化情况。而各种温度的 集合就是混凝土内部的温度,这些温度包括水泥水化热的温度、混 凝土结构散热温度及其浇筑的温度。而同外界气温有直接关系的是 浇筑温度,浇筑温度会随着外界气温的增温而升高,倘若外界温度 降低,又会在一定程度上加大大体积混凝土的内外温差梯度。假如 外界气温下降过快,则产生较大的温度应力,很容易造成混凝土开 裂。 1.2 水泥水化热的影响。在混凝土浇筑后的七天左右,水泥水化 过程中散发大量的热量,通常水泥放出的热量为 500j/g。倘若以 240-480kg/m3 计算,混凝土将释放出热量为 1.75*104-2.75*104kj/m3,致使混凝土内部温度迅速升高,可达 70℃,加之混凝土内部同表面的散热不一,就会产生温度梯度,从 而使表面产生较大的拉应力,倘若拉应力超过混凝土极限抗拉强 度,将出现裂缝。 1.3 混凝土的收缩。混凝土的收缩,易言之,可理解为混凝土在 大气中硬结时所发生的体积变化的一种现象。在没有外力影响的情 况下,混凝土所出现的变形倘若受到诸如钢筋或者支持条件等的影 响的情况下,其就会形成拉应力,造成混凝土裂缝的产生。混凝土 硬化初期及后期的收缩是有区别的,前者是在其硬化过程中出现的 体积变化,而后者则是其内部水分的蒸发造成的干缩变形。 2 桥梁工程中大体积混凝土裂缝控制措施 2.1 大体积混凝土配合比设计。①原材料的选用。大体积混凝土 应选用具有较低水化热的水泥,可选用中热硅酸盐水泥,并最大程 度上降低水泥用量。细骨料最好采用中砂,粗骨料如果可泵送,则 选用 5mm-20mm 粒径的连续级配石子,从而降低混凝土的收缩变形。 同时,在混凝土中添加粉煤灰一方面可以节约水泥用量,减少水化 热;另一方面能在最大程度上加强混凝土后期强度。②外加剂的使 用。采用缓凝高效减水剂以及膨胀剂。通过试验证明在混凝土中添 加膨胀剂后期内部将形成膨胀应力,能够将部分混凝土的收缩应力 进行抵消,从而加强了混凝土抗裂强度。 2.2 温度控制措施和施工现场控制。①按照施工过程中气温情况 以及混凝土配合比,通过计算机仿真技术动态预测混凝土施工中的 温差,提供结构沿厚度方向的温度分布以及随混凝土龄期变化状 况,从而制定混凝土施工期间不产生温度裂缝的温控标准,进而做 保温养护优化选择。②优化混凝土浇筑方案。一方面,加强并严格 控制混凝土振捣及其时间,确保振捣密实,杜绝漏振、过振,保证 混凝土密实均匀;另一方面,加强施工现场的组织、协调管理,保 证足

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