桥涵大型混凝土结构裂缝问题的成因与管控论文.docx

桥涵大型混凝土结构裂缝问题的成因与管控论文桥涵大型混凝土结构裂缝问题的成因与管控论文当前我国国内外工程建设过程当中，对于因对机械荷载而引起的开裂问题都有比较深入的研究。但是对于因温度荷载而引起的裂缝问题则并没有充分的研究及重视，为进一步防范危害工程整体结构稳定性的裂缝问题不断产生。工程相关企业及部门，都应当对于当前桥梁工程当中大体积混凝土结构的裂缝问题进行更深入的研究与思考。后续的探讨将针对此主题展开，对于桥涵工程中的整体裂缝问题出现进行分析，并提出建议，促进技术完善。1、桥涵工程大体积混凝土结构裂缝产生原因分析1.1、水泥水化热的影响水泥在整个水化过程当中，会释放出大量的热量，而且热量释放的顶峰是集中在浇筑完成后的7d左右，就普遍情况来看，在这一阶段每克水泥能够释放出500J左右的热量，如果依照350～550kg/m3的水泥用量来计算，每立方米混凝土将放能够释放出17500~27500kJ的热量单位，进而使混凝土内部的温度持续提升。（最高可达到70℃亦或更高）。特别是对于大体积的混凝土结构而言，这样的现象更为明显。由于混凝土结构内部与表层的散热无法达到均衡，中心部分存在温度过高的问题，这样就会使整体结构温度呈现梯形发展，使得混凝土结构内部开始产生压应力，表层部分产生拉应力，当拉应力超越整个结构能够承载的极限时，混凝土结构表层就会开始产生缝隙。1.2、混凝土收缩问题混凝土暴露在空气当中逐渐开始硬结时，由于水分蒸发，整体体积会产生收缩现象，这样的收缩现象会使混凝土在不受外力的前提下产生自主的变形，在受到外部因素影响（如支撑条件、钢筋等等）时，会使混凝土产生拉应力，使得整个混凝土结构开裂。引起混凝土裂缝问题的收缩问题主要包括干燥收缩、塑性收缩以及温度收缩等几种。在初期开始产生硬化时，收缩现象主要是在水泥石水化凝固硬结过程当中逐渐产生的体积变化，后期则主要是混凝土内部水分蒸发而导致的干缩变形[1]。1.3、外界条件变化的影响大体积混凝土结构在施工过程当中，外界气候、气温等多项条件的转变，对大体积混凝土裂缝的产生有着决定性作用。混凝土内部的温度主要是由水化热的绝热温升、混凝土浇筑的温度以及结构整体散热温度等多重温度叠加的总和。其中混凝土浇筑的温度与外界气温是联系最为密切的，随着外界气温升高或降低，混凝土的浇筑温度也会产生相应的变化。所以在外界温度骤然降低的情况下，大体积混凝土的内外温度的梯度则会增大。在这样的情况之下，混凝土结构会整体会产生很大的温度应力，因此很容易导致混凝土结构整体开裂.除此之外，外界的整体湿度变化也是导致混凝土结构裂缝问题的一个主要原因，外界气候湿度的骤降会使混凝土的干缩过程进一步加速，也会导致混凝土裂缝问题的产生。2、大体积混凝土结构裂缝问题的管控2.1、大体积混凝土中水泥的品种及用量当前多数理论研究结果，都充分表明大体积混凝土结构出现裂缝问题的最主要原因，就是水泥在水化过程当中，释放出了大量热能，即是说热能是促生裂缝的一项重要因素。因此施工企业在对于桥涵工程大体积混凝土结构相关建材进行选择时，应当遵循抑制热量的原则。选择中热或低热的水泥作为原材料。而且水泥在浇筑过程当中所释放出的温度及释放温度的速度，都与水泥中矿物成分的比例有着密切关系。水泥内矿物群中，发热速率最快且热量最大的成分是C3A（铝酸三钙），其他效果相近的成分依次为c2s（硅酸二钙）c3s（硅酸三钙）和C4AF（铁铝酸四钙）。2.2、外加料及外加剂的掺入在大体积混凝土结构当中融入了定量的粉煤灰之后，混凝土的整体密实度会有很大程度的提升，进而确保结构有更好的防渗透能力，提升混凝土的刚度，削减最终的收缩值，并节省水泥的整体用量。要确保大体积混凝土结构中因水泥水化热导致的内部温升得到缓解，并抑制整个结构随温度变更出现的裂缝问题，最有效的一种解决方式，便是将粉煤灰融入混凝土作为掺合料。对于外加剂进行选择时，可以着重从以下几个方面来进行选择。例如UFA膨胀剂，这种外加剂能够达成等量替换水泥的效果。并且能够使混凝土产生适度的膨胀。除此之外，还能够进一步确保混凝土的整体密度，这样的材料能使混凝土的内部产生一定压力，以确保对混凝土中部分拉应力的抵消。此外还应当加入减水缓凝剂，这样能够使水化热的峰值期得到适当延缓，并提升混凝土结构的整体和易性，削减水灰比，以确保环节水化热这一目标的达成[2]。2.3、对于大体积混凝土设计的优化在大体积混凝土结构当中，在不设置钢筋或少设置钢筋的前提下，在桥体与涵洞处容易产生裂缝的部位，以及桥体转角处，都应当适当布置一些斜筋，进而让斜筋为混凝土结构承受拉应力，这样能够有效对桥体裂缝的发展进行控制。为了避免结构裂缝的'出现，在设计过程当中，应当充分应用中低强度的水泥，并充分应用混凝土后期强度。在工程结构设计过程当中，设计人员要格外注意对结构