浅谈桥梁混凝土裂缝的成因及施工控制措施

【摘要】大体积混凝土裂缝的控制是指杜绝有害裂缝，同时减少或避免不影响使用的混凝土表面裂缝。本文在分析大体积混凝土容易产生裂缝原因的基础上，在设计、施工、材料、监测等方面提出了这些裂缝的综合控制措施。

【关键词】桥梁混凝土裂缝施工控制措施

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

大体积混凝土结构在土木工程中常见，其上有巨大的荷载，整体性要求高，往往不允许留施工缝，要求一切连续浇筑完毕。外荷载引起裂缝的可能性比较小，而水泥的水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝，因此降低混凝土外约束与非线性降暖和收缩所产生的拉应力，提高混凝土相应龄期的抗拉强度和极限拉伸，才能确保抗裂安全度要求。这里主要阐述下在施工过程中对大体积混凝土裂缝产生的原因及其防治补救措施。

一、大体积混凝土裂缝产生的原因及分类

裂缝是建筑施工中材料由于某种原因或几种原因共同引起的结构中产生不连续的现象。大体积混凝土裂缝一般在混凝土浇注短期内形成，在设计荷载尚未作用于结构上是很少出现裂痕，但水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束和外界约束的作用在混凝土内产生的温度应力，由此造成的温度和收缩应力是导致混凝土产生裂缝的主要原因之一，常见的原因可以概括这几个：（1）、水泥水化热引起的温度应力和温度变形； （ 2）、内外约束条件的影响 ；（3）、外界气温变化的影响；（4）、混凝土的收缩变形。

混凝土常见的裂缝为：

1、表面裂缝 此裂缝处于混凝土升温阶段与降温阶段均有可能产生，混凝土的水化热量通过构件表面向四周围散发过程中，其体表温度远低于其内部温度，这就形成了里表温度差。当这种温差沿着厚度方向呈现出非线性分布时，就会引起混凝土的非均匀性变形。初始浇筑的混凝土呈塑性状态，其在凝结硬化过程之中，弹性模量随着强度的增长而不断增长；若温差所产生的拉应力大于当时混凝土的极限抗拉强度时，在混凝土构件表面就会产生裂。

2、贯穿裂缝

这种裂缝一般发生在降温阶段，大体积混凝土基础呈降渐收缩状态，降温收缩受到基底及自身约束作用，产生很大的收缩应力（拉应力），当拉应力超过当时混凝土的极限抗拉强度时，就会在混凝土中产生收缩裂缝。这种收缩裂缝有时会贯穿全断面，成为结构裂缝。基底及自身构造约束作用越强，平均温度峰值越高，贯穿裂缝出现的可能性越大。降温阶段经历时间较长，大约从3d～5d开始，延续1个月或更长时间。降温收缩与混凝土硬化收缩呈叠加趋势，硬化收缩会大幅度加剧裂缝出现的可能性与程度。

3、深层裂缝

深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性。

二、大体积混凝土裂缝的裂缝控制措施。

在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。因此，控制混凝土浇筑块体因水化热引起的温升、混凝土块体的内外温差及降温速度，是防止混凝土出现有害温度裂缝的关键。通过多年的实践工作经验，在设计、施工、材料、养护等方面提出了这些裂缝的综合控制措施。

设计控制措施。

尽可能选用强度等级低的混凝土，充分利用后期强度。随着高层建筑和超高层建筑的不断出现，大体积混凝土的强度日益增大，出现C40-C50等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量大，水化热量高。而高层建筑的建设周期长，在混凝土的早龄期，荷载远未达到设计荷载值，可以利用混凝土的60d或90d后期强度，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑块体的温度升高。采用降低水泥用量的方法来降低混凝土的绝对温升值，可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，也可降低保温养护的费用。用于大体积混凝土的强度在C25-C35的范围内选用，水泥用量最好不超过380kg/m3。

施工质量材料控制措施。

合理选择原材料、优化混凝土配合比。按照混凝土设计强度要求合理选择原材料、优化混凝土配合比使混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大、线膨胀系数较小。具体如：2、1、材料控制（1）水泥：优先采用低强度水泥，水泥含碱量应小于0.6%，此外，应进行水化热检验，7d水化热不宜大于250KJ/Kg。（2）骨料：粗骨料应采取连续级配或合理的掺配比例，含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.25%；细骨料选用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.5%。（3）掺合料：优先采用磨细矿粉，因其比粉煤灰更具耐久性，更有效降低每立方米混凝土中的水泥用量。（4）膨胀剂：掺入适量膨胀剂，它能对混凝土起补偿收缩作用，减少混凝土的温度应力，但含碱量不应大于0.75%。（5）外加剂：选用低收缩率的外加剂，应有7d、28d收缩率试验报告，任何龄期混凝土的收缩率均不得大于基准混凝土的收缩率、外加剂每立方米混凝土带入碱量不得超过1Kg，选用高效的缓凝剂和减水剂，减少水泥用量，推迟水化热的峰值期。2、2、优化混凝土配合比（1）现场混凝土坍落度：泵送宜为80～140mm，坍落度允许偏差±15mm，到达现场坍落度损失不应大于30mm/h，总损失不应大于60mm。（2）尽可能降低混凝土的干缩与温差收缩，由于混凝土最高纯热值温升Tmax与每m3混凝土内的水泥用量成线性正比关系，应根据选用的原材料不同、水泥试验的富余标号不同，进行各种试配，最后确定最佳配合比。

后期养护措施

养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。大体积混凝土应进行保温保湿养护，在每次混凝土浇筑完毕后，除了按照普通混凝土进行常规养护以外，还应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。

在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：（1）保湿养护持续时间不少于14d，并要经常检查塑料薄膜和养护剂涂层是否完整，以保证混凝土表面的湿润。（2）应分层逐步拆除保温覆盖层，若混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，即可全部拆除保温覆盖层。

大体积混凝土施工中的裂缝控制是一个系统工程，是一项综合性又具有普遍性工作。在工程实践中要根据具体的要求进行控制，不可盲目地严格要求从而带来大量的浪费。同时，要从设计、施工、材料、养护等各个方面综合采取措施，来控制裂缝的产生和开展，只有这样才能取得预期的效果。

【参考文献】

[1]、段峥 现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治[J]-混凝土 2003(5)

[2]、罗世友 大体积混凝土产生裂缝的主要原因及防治措施[J]-西部探矿工程2004,16(3)