中铁十二局集团第一工程有限公司 710038
摘要：我国的铁路桥梁项目建设一直在不断发展，大体积混凝土在铁路桥梁结构当中的应用变得非常的广泛。在内应力以及外载荷的共同作用之下，大体积混凝土出现裂缝已经成为了一种相对比较普遍的现象，内业人士对其非常的关注。本篇文章主要对铁路桥梁工程大体积混凝土裂缝的原因进行一定的分析，并提出针对性的措施，希望可以给大家带来一些启发。
关键词：铁路桥梁；大体积混凝土；裂缝
1.前言
和普通的混凝土相比较，大体积混凝土的特点为：体积较大，施工质量与施工工艺要求比较高，工程条件非常复杂，混凝土收缩以及绝热温度升高等。在水泥水化热反应、混凝土收缩、不均匀沉降、内外应力等作用之下，大体积混凝土很容易出现裂纹，这将在一定程度上对桥梁结构的耐用性、强度以及安全性等造成一定的影响。因此，研究混凝土裂缝产生的原因，并采取相应的措施控制裂缝的产生，是建筑行业当中非常值得研究的课题。
2.铁路桥梁大体积混凝土的概况
大体积混凝土主要指的是混凝土结构尺寸较大，和常规化混凝土结构相比较厚。混凝土在硬化过程当中，水化热的释放时间相对比较集中，温度非常高，一般温度会大于25℃，并且由于混凝土体积非常大，散热比较慢，很容易造成混凝土结构变形，如果情况比较严重，就会使得结构当中产生非常明显的裂缝[1]。
3.铁路桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因
3.1水泥水化热反应的影响
随着水泥水化以及硬化，非常多的热量在混凝土内部释放出来，释放时间相对比较集中，这样直接导致结构内部的温度迅速升高。科学研究表明，水泥水化热的温度可以高达70°C。特别对于铁路桥梁墩台体积比较大的结构来讲，由于结构尺寸比较大，向外散热非常慢，造成结构内部温度迅速的升高，进而产生温度梯度的现象，混凝土结构的外表面形成非常大的拉应力，如果其增加到一定程度，大于混凝土的极限抗拉强度时，混凝土的表面就会出现裂缝的现象。
3.2混凝土收缩系数的影响
混凝土收缩主要指的是硬化过程中混凝土体积轻微收缩的现象。由于水泥水化的水消耗量在水泥重量当中大约占据20％，因此残留混合水的蒸发将会造成混凝土硬化过程中的凝结体积逐渐减少。研究当中发现，混凝土的硬化以及收缩属于一个漫长的过程，混凝土停止收缩大约需要4个月的时间。如果受到一定程度的外部约束时，那么混凝土结构当中就会出现不均匀的拉伸应力，从而造成混凝土出现开裂的现象[2]。
3.3其他因素造成的影响
桥梁基础的不均匀沉降也会造成混凝土结构产生一定的裂缝。在基础沉降稳定之前，裂缝基本不会出现改变。除此之外，由于混凝土的配合比不是非常的合理，也会在混凝土硬化过程中造成塑性沉降裂缝。如果混凝土配合比中的粗骨料颗粒不连续或者数量不足，混凝土结构也很容易产生裂缝，水泥当中的碱集料反应同样会使混凝土产生裂缝。
4.铁路桥梁大体积混凝土裂缝的控制方法
4.1材料的选择
水泥水化热属于大体积混凝土开裂的一种主要原因，因此，水泥的选择是非常重要的。
大体积混凝土需要使用水合热量比较低的水泥，比如：火山灰水泥、矿渣硅酸盐水泥以及矿渣水泥等，除此之外，在保障混凝土强度的前提下，尽量减少水泥的用量。利用低水合热水泥并降低水泥用量可以使得水泥的水合热量减少，从而对于大体积混凝土的内部温度升高起到抑制作用，降低混凝土内部以及外部之间的温差，可以有效的防止裂缝的产生。在具体施工当中，需要制定一套严格的水泥选择标准。可以选择大型制造商制造的水泥，其性能比较稳定，质量可靠。进入现场之后，需要按照规范对其实施采样以及检查，严禁使用不合格产品。粉煤灰属于一种非常重要的掺和料，其不仅可以提升混凝土的可加工性，而且非常便于混凝土的泵送施工。其也可以替代部分水泥并降低水泥用量，以使得水泥水化热现象减少[3]。在选择粉煤灰时，需要重视细度以及粒度的选择，粉煤灰的研磨一定要符合1级标准，但是对于具备抗渗性要求的地下室混凝土，需要在添加粉煤灰时通过进行比较严格的计算以及实验确定，不得降低混凝土的抗渗性。因此，在粉煤灰选择时需要考虑特定用途，不可以盲目选择。粗骨料，使用碎石，在其粒径满足钢筋间距以及泵送要求的前提之下，才能使用，其粒度尽可能的要大，以降低水以及水泥的用量。而且需要使用强度高，针状，清洁度高以及片状少的粗骨料与细骨料。粗骨料以及细骨料的泥浆含量需要控制在1％的范围之内，并且它们不可以包含有机物质以及其他的有害物质。
4.2根据大体积混凝土的特性，适当添加外加剂
在混凝土当中添加一定量的外加剂可以在一定程度上减少混凝土当中的水泥量，从而降低水化热并使得温度峰值的出现减缓。比如，添加适量的膨胀剂可以使得结构得到略微膨胀，可以很好的抵消混凝土收缩造成的应力，并在预防混凝土收缩裂缝方面起到非常重要的作用。
4.3混凝土养护
大体积混凝土的养护是非常重要的，但是在很多的工程施工当中，工人对其不够重视，一些建筑工人认为，混凝土浇筑的完成就意味着施工的完成，但是这样就会使得混凝土结构出现裂缝的可能性变大。如果不及时对其进行合理的处理，将会使混凝土出现一定的裂纹。如果膨胀严重，将会严重影响混凝土的质量。混凝土养护当中，需要密切观察混凝土内外存在的温差，要保障内外温差不大于25°。大体积混凝土的固化时间需要大于14天，如果存在一定的特殊要求，需要按照实际情况适当的延长固化时间[4]。在混凝土固化的时间内做好养护，对于混凝土的质量至关重要。
4.4分层浇筑
对大体积混凝土采取分层浇筑，分层厚度一般为80cm～100cm，这样可加速散热减少混凝土硬化中的水化热，降低内外温差，避免温差应力引起的裂缝。
5.结束语
总之，如何控制好铁路桥梁大体积混凝土质量，防止裂缝的出现是非常值得我们研究的课题。因此，优化大体积混凝土材料的选择，提升浇筑质量，优化混凝土配合比，做好混凝土养护等都是非常重要的，只有在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，才能保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
参考文献：
[1]张丽.合武铁路桥梁工程大体积混凝土裂缝产生的原因与预防措施[J].隧道建设，2017.
[2]义特格勒.高铁桥梁工程大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].建筑工程技术与设计，2017，000（007）：1141.
[3]马腾飞.铁路桥梁大体积混凝土裂缝成因分析与质量控制[J].建筑工程技术与设计，2018，000（008）：2404.
[4]付彦军.铁路桥梁工程中大体积混凝土裂缝成因及控制措施[J].建筑工程技术与设计，2018，000（030）：1663.