探析桥梁大体积混凝土温度裂缝控制对策

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1、探析桥梁大体积混凝土温度裂缝控制对策摘要:对于桥梁结构中的大体积混凝土施工的特点，解析了容易引起裂缝产生的水化热、温差及收缩等原因。本文就桥梁大体积混凝土温度裂缝产生原因进行分析并给予对策。关键词:桥梁工程；大体积混凝土；温度裂缝；对策中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：桥梁工程的不断发展了，大体积混凝土在桥梁结构中应用的逐渐增多。国内普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土。裂缝是大体积混凝土施工中最常见的通病，对混凝土结构强度、耐久性都有较大影响，所以必须在施工过程中采取措施预防和控制裂缝的产生。一、裂

2、缝产生的原因分析大体积混凝土产生裂缝，一方面是混凝土由于内外温差而产生应力和应变，另一方面是结构物的外部约束和混凝土各质点间的约束，而产生的应力和应变。一旦温度应力超过混凝土的抗拉应力时，即会出现裂缝。温度裂缝产生的主要有以下几个影响因素:（1）水泥水化热水泥的水化热是最主要影响因素。7在大体积混凝土中,水泥在水化过程中要散发一定的热量，由于断面较厚，水泥散发的热量聚集在结构内部不易散失，因而会导致混凝土内部温度持续的上升。水泥水化热引起的温度变化与混凝土的配合比有关，如水泥和粉煤灰的用量，单位体积水泥水化放热量,并随混凝土的龄期按指数关系增长，一般在1.5～3天达到最高温度。由

3、于混凝土导热性能差，浇筑初期强度和刚度都较小，对水化热引起的急剧温升而产生的变形约束不大，相应的温度应力也较小。随着龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也愈来愈大,以至产生了很大的拉应力。当混凝土抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝。（2）外界气温在大体积混凝土施工中，由于受温差控制的影响，表面温度和由水化热引起的中心温度是相对统一的。外界气温愈高，混凝土浇筑温度也高，相应地就会增加结构的中心温度。当外界气温下降时，特别是气温突然下降时，会大大增大混凝土的内外温差和温度梯度，因变形差更大，从而产生更大的温度应力，这对大体积混凝土的施工极为不利。因此

4、，在气温变化幅度较大时，通常都采用养护措施以保证温差在控制范围内,以达到控制温度裂缝的目的。（3）混凝土收缩7混凝土中含有大量空隙、粗孔隙及毛细孔隙,孔隙中存在水分，而水分的活动将影响到混凝土的一系列性质。混凝土的收缩变形主要有以下几种形式:1）自由收缩。混凝土硬化过程中由于化学作用引起的收缩,是化学结合水与水泥的化合结果，它与外界湿度变化无关。2）塑性收缩。混凝土浇筑前20h，水泥水化反应激烈，逐渐形成分子链，出现在泌水和水分急剧蒸发现象，引起失水收缩，此时骨料和胶结料之间产生不均匀的收缩变形。3）碳化收缩。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。4）干缩。

5、水泥石在干燥和水湿的环境中要产生干缩和湿胀作用，最大的收缩发生在第一次干燥之后。（4）约束条件结构在变形变化中，必然会受到一定的“约束”或“抑制”，阻碍其变形。弄清楚变形与约束的关系，就能采取必要的措施达到阻止产生裂缝的目的。约束种类可概括为两类，外约束和内约束。外约束是指结构手的边界条件，一般指支座或其它外界因素对结构物变形的约束。内约束是指大断面的结构，由于内部非均匀的温度及收缩分布，名质点变形不均匀而产生的相互约束。具有大断面的结构，其变形还可能受到其他物体的宏观约束，同样会产生应力。（5）徐变性质7结构物在任意内应力作用下，除瞬时弹性变形外,其变形值随时间的增加的现象称为

6、徐变变形，结构物的最终变形由弹性变形和徐变变形两部分组成，徐变变形也会导致结构物的开裂。结构随某一固定约束变形时，由于徐变性质，其约束应力将随时间下降，称之为“应力松弛”。徐变引起的应力松弛有其不利的一面，如随时间变化的变形荷载可以引起异号应力，在压应力区引起的拉应力特别是当降温速度大于升温速度时，更容易引起开裂。二、裂缝的主要控制措施（1）合理分缝分块在大体积混凝土施工过程中，为了有效降低大体积混凝土的内外温差，常采用分块浇筑。分块浇筑又可分为分层浇筑法和分段浇筑法两种。分层浇筑法目前有全面分层法、分段分层法、斜面分层法3种浇注方案。在时间允许的条件下，可将大体积混凝土结构采用

7、分层多次浇注，施工层之间按施工缝处理，即薄层浇筑技术，它可以使混凝土内部的水化热得以充分地散发，应该注意的是分层浇筑的间歇时间。目前水工大体积混凝土中遵循的原则是薄层短间歇，对施工缝的处理要求十分严格。而在桥梁大体积混凝土施工中，由于体积相对较小，多采用一次性整体浇筑和全面分层多次浇筑。（2）降低浇筑温度7要降低混凝土的最高温度和温差，比较直接的措施是降低浇筑温度，但其实施必须拥有一定的条件才能实现，在特大型工程中可能才用得到。降低浇筑温度的具体措施包括:①降低原材料温度，如做好