摘要：公路桥梁大体积混凝土在施工过程中，混合料中的水泥往往会产生大量的水化热，由于大体积混凝土具有较大的体积，而其表面系数则相对较小，也会进一步造成水化热无法及时得到释放，而造成混凝土构件内外温差较大而形成裂缝。同时，大体积混凝土还会产生沉陷裂缝、干缩裂缝以及塑性裂缝等不同类型的裂缝。这些裂缝将对公路桥梁工程的质量安全产生不利的影响。
关键词：公路桥梁;大体积混凝土;常见裂缝;施工控制工艺;
引言
在公路桥梁工程的大体积混凝土结构施工中，容易出现结构裂缝问题，需要采取有效的控制措施，降低裂缝产生概率。因此，有必要对大体积混凝土裂缝成因及对策进行研究，从而促进公路桥梁工程施工质量的提升。
1大体积混凝土
大体积混凝土是一种大型的混凝土结构体，最大的特点是耗费混凝土量多、整体结构厚实、容易受温度影响产生变形，整体工程是条件非常复杂、对施工具要求较高、受到环境影响的因素较多等。公路桥梁工程涉及大体积混凝土施工多应用于桥梁承台、悬索桥錨碇等大尺寸结构施工中，不仅要满足设计强度等级，还要满足结构使用年限耐久性要求，因此大体积混凝土施工质量控制，尤其大体积混凝土因温度应力引起的有害裂缝控制，成了大体积混凝土施工质量控制的关键。
2大体积混凝土结构裂缝的产生原因
2.1干缩裂缝成因
当公路桥梁工程的大体积混凝土完成浇筑养护施工后，如果外部环境的湿润度比较低，就会造成混凝土构件表面水分快速散失，出现变形的现象。同时大体积混凝土内部的湿度变化幅度则相对较小，因此混凝土构件就会从外向内产生干缩变形情况。此时，混凝土表面由于其干缩变形受到了内部约束的限制，从而产生了较大的拉应力，进而造成裂缝形成。大体积混凝土的干缩裂缝主要为网状以及平行线状的细小裂缝
2.2水泥水化热的影响
混凝土在浇筑完成后，水泥与水发生反应，产生大量热量，这在大体积混凝土结构上表现尤为明显，内部与表层同时产生热量，然而散热条件却大不相同，混凝土表层热量能够及时散发，但由于混凝土导热性不强，导致内部温度急剧升高，使得大体积混凝土整体从内到外形成温度梯度，产生温度应力。混凝土在早期强度不高，同时混凝土本身抗拉强度很弱，据试验结果表明，混凝土的抗拉强度只有抗压强度的十分之一，综合以上原因，在混凝土内外温度差产生的应力大于本身抗拉强度极限值时就会产生裂缝。
2.3温度变化
温度变化是引发混凝土结构裂缝的主要原因，对于大体积混凝土更是如此。在浇筑初期，受混凝土中的水泥水化热影响，混凝土结构内部温度较高。同时也会受到入模温度、结构散热的影响，进而与混凝土表层温度产生差异。在外部环境温度的变化下，混凝土表层温度会受到较大影响，若出现温度骤降的情况，则会导致混凝土结构内外产生较大温差。混凝土结构属于不良导热体，若处于高温环境，其散热能力较差，内部温度可能达到65℃甚至更高，并保持较长时间。在温差作用下，混凝土结构内部会产生较大的应力，与温差呈正比例关系。当混凝土结构应力达到一定水平后，就会引起表面开裂现象。
3公路桥梁大体积混凝土施工控制工艺
3.1控制干缩裂缝施工工艺
为了防止大体积混凝土形成干缩裂缝，施工单位应严格按照水灰比设计要求来控制水泥以及用水量，并将适量减水剂掺入混合料中。同时在浇筑新混凝土前，施工单位应合理设置收缩封，并应在横向施工缝处先铺一层水泥砂浆，水泥砂浆应与混凝土灰砂比一致，且水灰比应略小，水泥砂浆的铺设厚度应控制在15m左右。
然后再继续浇注新层混凝土，且施工缝处的新层混凝土要重点捣实。另外要做好大体积混凝土构件的早期养护措施，也可以根据实际情况将养护时间适当延长。
3.2材料措施
（1）在拌合过程中，使用标准要求的冷却水，并控制好混凝土的入模温度。（2）对水泥的选用进行严格控制，根据混凝土温度变化的梯度特点，选择使用低水化热的水泥材料，控制其3d水化热量在240kJ/kg以下，7d水化热量在270kJ/kg以下。比如选择矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。（3）在集料选用方面，应保证级配良好，降低胶凝材料的用量。同时应严格控制骨料中的含泥量，其中砂的含泥量应控制在2%以内，石的含泥量应控制在1%以内。此外还要尽量降低水泥、水的用量，从而降低水化热影响，防止出现裂缝问题。（4）合理运用混凝土掺加料，主要包括缓凝减水剂、粉煤灰和膨胀剂。其中，缓凝减水剂可以通过延长混凝土初凝时间，推迟水化热峰值出现时间，有利于改善混凝土抗裂性能。粉煤灰的适量使用相当于减少水泥用量，从而降低水化热量。另外可以通过加入适量的膨胀剂，抵消混凝土结构收缩产生的拉应力，达到裂缝控制效果。
3.3严格控制大体积混凝土浇筑施工工艺
在进行大体积混凝土的浇筑施工时，应选择在阴天进行，并将混凝土入模温度控制在24℃左右。混凝土浇筑要分层进行，每层厚度应控制在400~500mm之间。浇筑混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过2.5h。由于大体积混凝土的坍落度相对较大，表面钢筋下部可能会有水分产生，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝，因此在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。在完成大体积混凝土的浇筑后，施工单位可以采取冷却管循环水降温控制措施。降温时可以用水泵抽水，合理控制冷却管进水口压力，且进出水管温差应控制在5~10℃之间。每次降温前，施工人员应首先测试孔内温度。如果混凝土循环管口内的水温与环境温度差达到25℃时以上，应及时进行循环水降温。在注水降温过程中，应每隔4h监测一次温度。循环水降温时间一般不超过20min。连续8h在循环水降温前检测进或出水孔口内的水温与环境温差不超过25℃，且温度有下降趋势时，可停止循环水降温。浇筑完成后，应根据环境温度以及湿度采取相应的保温保湿措施，且养护时间应达到14d以上。
3.4养护措施
（1）外部保温措施，在浇筑后及时覆盖保温材料，避免混凝土表面温度出现快速下降，通过控制温差，减小内部应力，抑制混凝土裂缝产生。此外还可以通过促进粉煤灰的水化反应，避免混凝土内部出现过大的温度梯度，从而降低裂缝几率。（2）内部降温措施，主要通过在混凝土内部布置冷却水循环系统，降低混凝土内部产生的热量。具体可分为初期、后期两种部署方式，在初期主要通过降低混凝土的水化热峰值，缩小内外温差。在后期则是为了满足接缝灌浆需求，控制混凝土温度变化。通过做好养护工作，能够有效降低混凝土裂缝概率。
结束语
在公路桥梁大体积混凝土的施工过程中往往会受到各种因素的影响而形成不同类型的裂缝，而裂缝的形成不仅会影响桥梁结构的承载性能和稳固性，而且还会缩短公路桥梁的使用寿命，并影响公路桥梁工程的路用性能。因此施工单位应采取科学的施工控制工艺，防止裂缝产生，从而为保障桥梁工程整体结构的质量安全奠定良好的基础。
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