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1、2021版桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与防治Security technology is an industry that uses security technology to provide security servicesto society. Systematic design, service and management.（安全管理）单位：姓名：日期：编号：AQ-SN-0983建筑安全技术Building Safety Technology 建筑施工在0. 5mm以上时，对于裂缝宽度小于0.5mm时应采取化学灌浆。化 学灌浆材料一般使用环氧一糠醛丙酮系等浆材。3结束语综上所述
2、，虽然大体积混凝土很容易产生裂缝，但是大量的科 学研究以及成功的工程实例都说明：只要我们在设计、施工工艺、 材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响， 还是完全可以防止危害结构的裂缝的产生。XXX图文设计本文档文字均可以自由修改建筑安全技术 I Building Safety Technology 建筑施工2021版桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与防治说明：安全技术防范就是利用安全防范技术为社会公众提供一种安全服务的产 业。既然是一种产业，就要有产品的研制与开发，就要有系统的设计、工程的 施工、服务和管理。可以下载修改后或直接打印使用。随着国家建设投资的开展，市政工程的投入进
3、一步加大，各类 桥梁在市政工程的应用日益广泛，大体积混凝土在桥梁结构中应用 的越来越多，而且主要应用于主要受力局部，但是，相应暴露出来 的问题也越来越多，其中，大体积混凝土的裂缝问题，尤为突出。 我国普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺 寸不小于1m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土;美国那么规定为: 任何现浇混凝土，只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积 混凝土。目前，国内外对机械荷载引起的开裂问题研究得较为透彻。而 对温度荷载引起得有关裂缝的研究尚不充分。我们应对此加以重视, 防止危害结构的裂缝产生。另外对于大体积混凝土内温度应力与裂建筑安全技术 I Building
4、 Safety Technology 建筑施工缝控制也多集中在水利工程中的大坝、高层建筑的深基础底板。而 对于桥梁中大体积混凝土的裂缝的研究并未得到足够的重视。本文 将对此进行分析，探讨裂缝出现的原因及控制措施。1大体积混凝土裂缝产生的原因大体积混凝土结构通常具有以下特点：混凝土是脆性材料，抗 拉强度只有抗压强度的I /10左右。大体积混凝土的断面尺寸较大, 由于水泥的水化热会使混凝土内部温度急剧上升；以及在以后的降 温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混 凝土结构中通常只在外表配置少量钢筋，或者不配钢筋。因此，拉 应力要由混凝土本身来承当。1.1 水泥水化热的影响水泥水化
5、过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的7d左右, 一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量 350Kg/m3-550Kg/m3 来计算，每 m3 混凝土将放出 17500KJ27500KJ 的热量，从而使混凝土内部升高。（可达70C左右，甚至更高）。尤 其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。因为混凝土内部和建筑安全技术 I Building Safety Technology 建筑施工外表的散热条件不同，因此混凝土中心温度很高，这样就会形成温 度梯度，使混凝土内部产生压应力，外表产生拉应力，当拉应力超 过混凝土的极限抗拉强度时混凝土外表就会产生裂缝。1.2 混凝土的收缩混凝
6、土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝 土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时（支承条 件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混 凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。在硬化 初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主 要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。1. 3外界气温湿度变化的影响大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对防止大体积 混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温 度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和 组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝
7、土 的浇筑温度也就会愈高；如果外界温度降低那么又会增加大体积混凝建筑安全技术建筑安全技术Building Safety Technology 建筑施工土的内外温度梯度。如果外界温度的下降过快，会造成很大的温度 应力，极其容易引发混凝土的开裂1。另外外界的湿度对混凝土的 裂缝也有很大的影响，外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会 导致混凝土裂缝的产生。2大体积混凝土裂缝的控制2.1大体积混凝土中水泥的品种及用量理论研究说明大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥水化 过程中释放了大量的热量。于是，我们对于桥梁中的大体积混凝土 应该选择低热或者中热的水泥品种。而水泥释放温度的大小及速度 取决于水泥内
8、矿物成分的不同。水泥矿物中发热速率最快和发热量 最大的是铝酸三钙（C3A）,其他成分依次为硅酸三钙（C3S）、硅酸 二钙（C2S）和铁铝酸四钙（C4AF）。另外，水泥越细发热速率越快, 但是不影响最终发热量。因此我们在大体积混凝土施工中应尽量使 用矿渣硅酸盐水泥、火山灰水泥。我们应该充分利用混凝土的后期 强度，以减少水泥的用量。因为大体积混凝土施工期限长，不可能 28d向混凝土施加设计荷载，因此将试验混凝土标准强度的龄期向后建筑安全技术 I Building Safety Technology 建筑施工推迟至56d或者90d是合理的3。这是基于这一点，国内外很多专 家均提出类似的建议。这样充分
9、利用后期强度那么可以每m3混凝土减 少水泥40Kg70Kg左右，混凝土内部的温度相应降低4-7o2掺加外加料和外加剂在大体积混凝土中掺入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的 密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值， 减少水泥用量。要降低大体积混凝土的水泥水化热引起的内部温升, 防止结构出现温度裂缝，利用粉煤灰作混凝土的掺合料是最有效的 方法之一。外加剂可以从以下几个方面来选择。UFA膨胀剂，它可以 等量替换水泥。并且是混凝土产生适度的膨胀。一方面保证混凝土 的密实度，另一方面使混凝土内部产生压力，以抵消混凝土中产生 的局部拉应力。减水缓凝剂，并应保证一定的坍落度。这样可以延 缓
10、水化热的峰值期并改善混凝土的和易性，降低水灰比以到达减少 水化热的目的。2. 3大体积混凝土的骨料控制在骨料的选择上应该选取粒径大强度高级配好的骨料。这样可建筑安全技术 I Building Safety Technology 建筑施工以获得较小的空隙率及外表积，从而减少水泥的用量，降低水化热, 减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。2. 4优化大体积混凝土的设计虽然大体积混凝土不布置钢筋或者布筋较少，我们还是可以在 裂缝易发生部位如孔洞周围以及转角处布置一些斜筋，从而让钢筋 代替混凝土承当拉应力，这样可以有效的控制裂缝的开展。为了避 免裂缝的出现，在设计中利用中低强度底水泥充分利用混凝土的后 期
11、强度。在工程结构设计中要特别注意降低结构的约束度。对于混 凝土中钢筋保护层的厚度应当尽量取较小值，因为保护层的厚度愈 大愈容易发生裂缝。2. 5大体积混凝土的施工混凝土施工包括混凝土的生产、运输、浇筑和温度及外表保护, 是保护大体积混凝土温度裂缝的关键环节。而热应力的控制手段主 要是控制混凝土的内外温差一AT=Tp+Tr-Tf式中：Tp一起始浇筑温度；Tr水泥水化温升；Tf一天然或人建筑安全技术 I Building Safety Technology 建筑施工工冷却后浇筑块的稳定温度。在温度较高的情况下进行施工，我们一定要注意降低混凝土浇 筑时的温度。可以在施工现场对堆在露天的砂石用布覆盖，
12、以减少 阳光对其的辐射，同时对浇筑前的砂石用冷水降温。在搅拌过程中 向混凝土中添加冰水。以上这些措施都可以有效的降低混凝土的入 模温度。在混凝土的内部通入冷却循环水，采用循环法保温养护， 以便加快混凝土内部的热量散发。混凝土外表应该覆盖一些织物进 行保温、保湿养护，这样不但可以降低混凝土内外温差，防止外表 产生裂缝，还可以防止混凝土骤然降温产生贯穿裂缝，并且还可以 使水泥顺利水化，防止产生湿度裂缝。为了及时掌握混凝土内部温 升与外表温度变化值，可以在混凝土内埋设一定量的测温点，从而 可以更好的了解混凝土的温度变化情况，一旦内外温差超过允许值 25,好及时采取措施。如果是在冬季进行施工，因为要防
13、止早期混凝土被冻问题，所 以要求混凝土浇筑时应该具有较高的浇筑温度。但另一方面，正是 由于天气寒冷，混凝土稳定温度一定较低，往往超过允许温差，不建筑安全技术 I Building Safety Technology 建筑施工能防止混凝土裂缝要求。所以，混凝土浇筑温度在冬季施工时一般 以510C为宜，在浇筑混凝土以前还应该对基础及新混凝土接触 的冷壁用蒸汽预热，对原材料应视气温高低进行加热。加热石料时 应防止过热和过分干燥，最高温度不应超过75。另外还要注意运 输中的保温、浇筑过程中减少热量的损失以及保温养护。2. 6大体积混凝土的裂缝检查与处理对于混凝土裂缝，应以预防为主，为此需要精心设计、施工， 但是由于目前采用的防止裂缝的安全系数较小，而实际情况有复杂 多变，所以实际工程中还是难免出现一些裂缝。大体积混凝土的裂 缝分为三种：外表裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝。对于外表裂缝因为 其对结构应力、耐久性和安全基本没有影响，一般不作处理。对深 层裂缝和贯穿裂缝可以采取凿除裂缝，可以用风镐、风钻或人工将 裂缝凿除，至看不见裂缝为止，凿槽断面为梯形再在上面浇筑混凝 土。限裂钢筋，在处理较深的裂缝时，一般是在混凝土已充分冷却 后，在裂缝上铺设12层的钢筋后再继续浇筑新混凝土。比照拟严 重的裂缝可以采取水泥灌浆和化学灌浆。水泥灌浆适用于裂缝宽度