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公路工程大体积混凝土裂缝成因与防治技术

发表时间：2020/7/14 来源：《基层建设》2020年第6期作者：候彦波

[导读] 摘要：在大体积混凝土施工中，由于是现浇钢筋混凝土，所以对混凝土的用量比较多，结构也比较厚，施工的要求也就比一般的混凝土施工高。

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        摘要：在大体积混凝土施工中，由于是现浇钢筋混凝土，所以对混凝土的用量比较多，结构也比较厚，施工的要求也就比一般的混凝土施工高。大体积混凝土施工由于受到技术因素以及气候等因素影响，存在裂缝质量问题，不仅影响工程的美观度，也存在安全隐患，所以加强施工中裂缝控制就显得格外重要。
        关键词：公路工程；大体积混凝土；裂缝成因；措施
        1公路工程大体积混凝土裂缝类型
        从公路工程大体积混凝土裂缝发生的类型来看，主要有以下常见的几种：其一，干缩裂缝类型。公路工程大体积混凝土的施工当中，混凝土干缩是和水灰比以及水泥用量等有着密切的关系，由于混凝土体结构水分蒸发的程度存有很大差异所造成的变形结果。混凝土干缩裂缝主要是表现为表面性平行线状以及网状浅细裂缝，裂缝的宽度通常在0.05~0.2mm左右，裂缝在大体积混凝土的中平面的位置较为常见，比较薄的梁板中裂缝是沿着短向分布的，这对混凝土抗渗性就会产生不利影响，最终会影响其耐久性以及承载力。其二，温度裂缝类型。大体积混凝土温度裂缝主要是受到温度差的影响，发生在混凝土表面以及结构当中。温度裂缝的宽度不等，在温度因素的影响下较为显著，冬季的时候裂缝宽度会比较宽，夏季的时候会相对比较窄，裂缝的走向没有一定规定，大面积混凝土裂缝常常是表现为纵横交错。梁板类的长度尺度大的结构裂缝多为平行于短边。其三，沉陷裂缝类型。公路工程大体积混凝土裂缝类型当中的沉陷裂缝也是重要的组成，这是结构地基的土质不均以及松软，回填土不密实等原因造成的。模板的刚度不足，支撑间距比较大，从而就会造成沉陷裂缝。在冬季施工的时候，模板支撑在冻土上，在化冻后就会发生不均匀沉降，造成裂缝质量问题。沉陷裂缝主要是深进以及贯穿性的裂缝类型，走向和沉陷有着紧密的联系，通常裂缝和地面垂直，或者是呈现出30~45°角方向，比较大的额沉陷裂缝有错位，宽度和沉降量呈现出正比的关系，而在地基的沉降一旦达到了稳定，这一类型的裂缝也会稳定。其四，塑性收缩裂缝类型。大体积混凝土的塑性收缩裂缝对构件外观质量以及防水性能会产生影响，对混凝土结构使用年限产生不利影响。塑性收缩裂缝通常是在大风的天气，或者是在比较干热的天气时候常常发生。塑性收缩裂缝呈现出中间宽两端细的特点，长短不一，互相也不连贯。这一裂缝类型在混凝土板和比表面积大的墙面较为常见，短的裂缝在20~30cm左右，长的能够达到两三米，宽度在1~5mm左右。塑性收缩裂缝从外观看进行分类能分成无规则网状以及有规则斜纹状，裂缝一般不会延伸到混凝土板边缘。
        2公路工程大体积混凝土裂缝产生的原因
        公路工程大体积混凝土裂缝产生的原因是多方面的，每种不同类型的裂缝产生的原因也不同，总的来说有以下几点原因：第一，约束作用因素。公路工程大体积混凝土浇筑施工后，结构功能以及结构部位不同，就会受到其他结构部位约束作用。不同约束条件作用，就会容易出现裂缝质量问题。第二，水化热因素。裂缝质量问题的发生和内部水泥水化热的因素也有很大的联系，主要是大体积混凝土施工的截面比较大，对水泥用量也比较大，水化热的时候水温就会明显的升高，混凝土的导热性低，内部热量不容易散失，外部温度散失比较快，这样就会造成内外部气温差较大，混凝土结构内部产生应力，最终造成混凝土开裂。第三，收缩变形因素。大体积混凝土施工中水灰比以及混凝土凝结时间等因素都和施工质量有着很大的联系。水在混凝土拌合物组分中密度小，在混凝土浇筑成型静止的时候，一些密度大的固体颗粒会向下沉积，水只能向上浮动，一些水泌到混凝土外表面，而另一部分就会留在粗骨料以及钢筋下形成水囊。出现体积收缩的时候会产生收缩应力，这也是出现裂缝的重要因素。
        3控制大体积混凝土产生裂缝的措施
        3.1加强施工中的温度控制
        在进行施工的过程中，要加强对温度的控制，大体积混凝土材料由于内部无法与空气进行接触，就会导致内部的温度过高，而外表由于会与空气有着密切的接触，散热就会非常的快，这就会导致内部以及外部的非常大的温度差，而温度就会产生严重的温度裂缝。因此，在进行施工的过程中，为了可以有效的解决好温度裂缝，这就需要我国的相关部门以及技术人员解决好这些问题，才能有效的保证工程的质量以及施工的水平。
        3.2降低水泥水热化
        为了有效地防止水泥水化对施工的影响，应把较厚和较大的砌块划分成为几个较薄和重量较轻的浇筑块，以此为施工工序带来便利。在具体的施工期间，桥浇注法可以降低内外温差和水化热的温度上升。

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另一方面，如果浇筑的间隔时间过长，温度就可能引发变化或者裂缝，这就要尽可能地减少浇筑时间。除此之外，水化热还有可能造成温度和收缩裂缝，这需要采用化学剂来降低温度，开展连续施工，使得混凝土浇筑温度控制在规定范围内。在开展施工的实际工作的时候，需要全面地掌握控制型号不同的水泥水化热值，做好相关的操作和处理工作，这就可以对水泥水化热酿成的裂缝问题进行规避。除此之外，要对混凝土浇筑体积引起关注，通过适合的分层浇筑方法来开展，从而规避水泥凝固过程中温度分布不均匀情况的出现。
        3.3选择适合的浇筑时机
        在对大体积混凝土材料进行浇筑时，要选择适宜的温度，温度过高或者过低都不利于高强度大体积混凝土材料进行入模，需要用麻布对大体积混凝土材料的骨料进行遮挡以及对骨料进行降温处理。并且，在进行浇筑以及运输的过程中，要防止对高强度大体积混凝土材料的暴晒以及防止太阳的辐射，这样可以有效的达到目的，最大程度的降低大体积混凝土材料入模的时间和温度的目的。除此之外，大体积混凝土材料的公路竣工之后，如果没有一套完善的后期养护管理制度，那么就会产生一系列的问题。所以，为了避免出现这些问题，就需要对混凝土的表面温度进行有效的控制，同时，提高大体积混凝土材料的强度以及密实度。
        3.3做好混凝土配比的优化把控
        在大体积混凝土作业中，为避免裂缝的产生，要做好混凝土配比的严格把控，保证材料的质量，增强整体质量的把控效果。质控措施如下：（1）水泥。从选择的层面入手，选择适宜的水泥材料，保证混凝土材料性能的前提下，最大程度上减少水泥材料的使用，或者积极推广使用膨胀性水泥材料。（2）骨料。大体积混凝土施工作业中使用的骨料，要选择线膨胀系数很小的骨料。使用的细骨料，其质量的把控要从材料和粒径大小等方面入手，做好严格的把控。（3）外加剂。选择减水剂，以及适宜的缓凝剂等材料，增强混凝土材料的性能，保证浇筑作业的质量。
        3.4做好施工质量的管控
        在大体积混凝土施工作业环节，采取以下质控措施：（1）事前勘察设计。做好前期的调查工作，掌握地质和土质等基本情况，对于软弱底层以及土质不均匀等问题，要采取相应的措施做好应对，保证能够达到桥梁设计的基本要求。除此之外，做好桥梁周围的引排水工作，以免地面水的影响，引发沉降问题，造成沉降裂缝。（2）做好混凝土浇筑以及振捣环节的把控。严格按照分层浇筑作业的要求，做好温度和速度等指标的把控，避免混凝土振捣不均匀以及不密实等问题的发生。开展浇筑作业后，要及时做好水泥浮浆的处理，避免混凝土的表面产生龟裂。
        3.5大体积混凝土的养护工作
        对大体积混凝土进行合理的养护是减少其裂缝的重要手段。一般是在大体积混凝土浇筑完成半天后开始养护工作，这时的混凝土水化速度较快，在水化热的作用下，混凝土的表面水分会很快蒸发，所以及时采用覆盖保湿的养护方法十分必要，对于减少混凝土因缺水等情况产生的裂缝有明显的效果。大体积混凝土的养护时间不能少于两周，而且养护的过程中也要重视其内外温差的监测，使混凝土内部温度处于可控范围内。如果大体积混凝土内外温差过大，工作人员就需要采取相应措施，最大限度地降低混凝土的拉应力，避免大体积混凝土产生裂缝。
        结束语：对于大体积混凝土材料使用需要与实际情况相结合，不断加大科研的力度，提高混凝土原材料的性能，这样，才能有效的从根本上解决好混凝土材料的存在的问题。并且，我国的还需要加大对体积混凝土材料使用力度，要转变传统的使用观念，不要为了节约成本，就偷工减料。并且，还需要加大对相关施工技术的研究，提高施工的工艺技术水平，这样才可以解决大体积混凝土存在的裂缝问题。
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