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摘要：对桥梁工程大体积混凝土裂缝的成因进行了总结，主要包括水泥水化热、混凝土的收缩变形、外界气温变化等。从科学用料、优化混凝土配合比、设置冷却水管、降低水泥水化热的积累和混合料的入模温度、监测温度变化、选用适宜的骨料等采取有效防治措施，尽可能减少裂缝的出现，提高桥梁工程的整体质量。
关键词：桥梁工程；大体积混凝土；裂缝成因；防治措施
1桥梁工程大体积混凝土裂缝的成因
混凝土裂缝的出现是桥梁工程中常见的病害之一，特别是大体积混凝土，由于水泥水化热等因素的影响，极容易导致裂缝的出现，而造成大体积混凝土产生裂缝的原因很多，主要成因如下。
1.1水泥水化热
大体积混凝土出现裂缝的原因，主要是水泥在水化过程中产生的热量造成的。由于混凝土内部结构比较厚实，密度很大，水泥在水化过程中产生大量的热量不能快速散到外面，而是聚集在混凝土的内部，热量在混凝土内部越积越多，造成混凝土内部的温度升高。水泥水化时产生的热量在浇筑的一开始比较多，随着时间的推移，产生的热量就会越来越少，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。此外，在大体积混凝土桥墩浇筑的过程中，一开始混凝土的温度上升，导致混凝土发生膨胀现象，会对地基造成一个向下的压力。在浇筑的后期温度在下降，而大体积混凝土就会出现体积收缩，会对地基造成拉力。混凝土的抗压能力比抗拉能力强，在受到压力时可能不会出现裂缝，但在受到拉力的时候，就会出现裂缝。
1.2混凝土的收缩变形
造成大体积混凝土出现裂缝的另一个重要原因是由于混凝土体积收缩所引起，在内部产生了收缩应力，收缩应力的产生使混凝土出现裂缝。因为在混凝土的含量中，有大约20%的水是水泥硬化所必需的，而剩下80%的水则需要蒸发出去。在水分蒸发过程中，最初失去的30%自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的陆续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩，而表面干燥快，中心干燥收缩慢。由于表面的干燥受到中心部位混凝土的约束，会在表面产生拉应力而出现裂缝。
1.3外界气温变化的影响
大体积混凝土在施工过程中，常受到外界温度的影响，外界温度的变化会导致内外温差，比如天气骤降，会产生温差和温度应力，导致出现裂缝。另外，如果外界环境温度过高，大体积混凝土的散热性能就会变弱，这种高温现象持续时间越长，对大体积混凝土的浇筑就越不利。
2大体积混凝土裂缝的防治措施
2.1科学用料，优化混凝土配合比
防治大体积混凝土裂缝的产生，首先要做到对混凝土原材料的控制。在进行材料配比时，要遵循科学用量，既不能少用，也不能多用。对于水泥的选择，应选用水化热较低的水泥。根据桥梁工程断面尺寸，使用低水化热的水泥品种，可以保证混凝土的施工质量。同时也要优化施工配合比，减少浇筑过程中水的使用以及水泥的使用，充分利用混凝土的中后期强度，尽可能降低水泥用量，有效避免水化热过大。混凝土配合比设计是整个桥梁工程施工的一个重要环节，同时也是有效控制大体积混凝土裂缝的重要措施之一，此外混凝土配合比还会直接影响到桥梁工程施工过程中大体积混凝土的质量、成本。采用合理的混凝土配合比设计，不仅做好混凝土配合比设计的强度，同时又要尽最大可能降低水泥的水化热；不仅要保证施工过程中的大体积混凝土的质量，同时还要降低大体积混凝土制作过程中水泥和水在整个材料配比中的比例。在混凝土配合比设计过程中，还要选择能够有效降低水泥水化热并且质量符合桥梁工程的实际需求标准的材料，例如可以选择一些低水化热的水泥材料。此外，在混凝土配合比设计时，在材料之中加入相应的粉煤灰也可以都达到节约水泥材料的作用，通过这种方式可以大大减少水泥的水化热，有利于防止大体积混凝土裂缝的现象。
2.2设置冷却水管
在我国大部分的桥梁工程中，在大体积混凝土中设置相应的冷却水管，可以有效防止大体积混凝土裂缝的问题。水泥的水化热是导致大体积混凝土裂缝问题的原因之一，因为水泥的水化热很容易导致大体积混凝土内外温度的不一致。对于这种情况，在大体积混凝土中设置相应的冷却水管可以有效地解决问题，按照科学的方式，设置符合实际标准的冷却水管，保证冷却水管的大小、长度、薄厚都符合实际需求，这样在混凝土浇筑过程中就可以按照科学的方式向大体积混凝土中进行通水工作，通过这种方式可以有效地降低大体积混凝土内部水泥的水化热，防止大体积混凝土裂缝现象的发生。但是，需要注意的是，要保证冷却水管中通水的温度不能与大体积混凝土内部的温度相差过大，否则也会导致大体积混凝土的收缩，不仅不能解决问题还会起到适得其反的作用。
2.3降低大体积混凝土结构水泥水化热的积累
首先，桥梁工程大体积混凝土的热量主要是水泥水化热所产生，因此，在选择材料时，尽量选用水化热较低的硅酸盐水泥。其次，要针对桥梁工程设计和施工实际，合理有效运用混凝土后期强度，进而达到切实降低水泥用量的效果，进而降低水泥水化热。第三，通过桥梁工程施工现场的条件改善混凝土的性能，以选用颗粒大、优良的骨料为基础，融合添加粉煤灰和减水剂等技术，改善混凝土的和易性，减少水泥用量。第四，严格控制混凝土的塌落度，由专业人员对塌落度进行检测。第五，为了有效实现大体积混凝土水化热温度的控制，还可以通过循环冷却水的方法对大体积混凝土结构的内部进行降温处理。
2.4降低大体积混凝土混合料的入模温度
首先，在桥梁工程大体积混凝土浇筑时，应该根据天气和气候的特点选定好施工的日期和方式，在特别炎热的天气下，应该避开高温，选择早上或傍晚进行施工。必要时对骨料采取遮阳作业，降低混凝土的入模温度。其次，在混凝土搅拌过程中建议适当加入一些缓凝型减水剂，降低混凝土的水化热。最后，应该采用对混凝土结构通风的办法降低温度，在混凝土入模时，为了能够尽快使模内的热量散发出去，可以加大对模内的通风。
2.5监测温度变化
在桥梁工程混凝土浇筑过程中，要时刻关注大体积混凝土的温度变化，当大体积混凝土的温度变化发生异常时，及时采取措施，从而有效防止大体积混凝土裂缝现象的发生。在这一过程中，首先要加强对混凝土的搅拌沉实工作，不仅要对合成混凝土的各种材料进行充分的搅拌，还要在搅拌过程中跟随实际的需求向混凝土搅拌材料中加水，这样不仅可以有效避免在混凝土因搅拌过程而导致其温度过高现象的发生，而且采用这种方式同时也可以达到防止混凝土产生裂缝的目的，保证大体积混凝土的质量和整个桥梁工程的质量。其次要随时监测大体积混凝土的温度，避免在搅拌过程中由于某些人为、天气或其他自然原因而引起的大体积混凝土内部温度过高现象的发生，在监测的过程中能够保证及时发现问题并采取相应的措施解决问题。保障大体积混凝土的质量，降低大体积混凝土裂缝问题发生的几率。
2.6选用适宜的骨料
选用适宜的骨料也是解决大体积混凝土裂缝问题的方法之一。一方面，在大体积混凝土制作过程中要注意对骨料的选择，可以尽量选用一些粒径较大、级配良好的粗骨料当作大体积混凝土的制作材料，提高混凝土的和易性和质量。另一方面，可以改善现有骨料级配，现阶段很多的骨料都可以达到增强大体积混凝土质量，减少大体积混凝土裂缝出现的效果。比如在混合料中加入相应的粉煤灰，可以有效提高混凝土的强度，减少裂缝的出现。
3结语
总之，引起桥梁工程大体积混凝土裂缝出现的原因有很多，不仅限于上文所述原因。因此，在施工的时候，应该严格按照施工要求进行，根据现场的实际情况，采用科学合理的施工工艺和施工方法，尽可能减少或避免大体积混凝土裂缝的出现，从而提高桥梁工程的整体质量。
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作者:梁永国 单位:河北省高速公路邢衡邢台管理处