桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与控制.docx

武广客运专线承台大体积混凝土施工技术[摘要]：通过选用合理的混凝土原材料严格控制现场混凝土配合比不仅保证了客运专线桥梁承台的强度满足设计要求也实现了大体积混凝土的防裂目标。[关键词]：承台大体积混凝土施工技术1工程概况武广客运专线桥梁承台结构尺寸为5.6×10.2×2.0m、12.5×9.2×3.5m等九种结构型式混凝土设计强度为C30均采取一次性浇筑数量在114.24m3～402.5m3之间均属于大体积混凝土施工。承台大体积混凝土由于结构厚体积大和施工复杂等特点除了满足强度、耐久性等要求外还必须控制大体积混凝土裂缝的开展。大体积混凝土由于结构尺寸大水泥水化热引起混凝土温度升高热量不易及时散发从而形成较大的内外温差较大的温差将形成较大的温度应力从而引起混凝土表面裂纹。目前随着高性能混凝土在铁路客运专线桥梁施工中的全面应用对桥梁大体积混凝土的施工技术和质量控制也逐步引起大家的重视。本文对武广客运专线承台大体积混凝土的施工技术进行分析、探讨。2承台混凝土配合比设计2.1大体积混凝土的特点2.1.1大体积混凝土裂缝是指大体积混凝土水泥水化热所产生的温度、收缩变形导致的裂缝在现浇混凝土结构中必须予以控制这种裂缝。2.1.2采用一次整体浇注混凝土的方法和“综合温控”施工技术有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的抗震能力。2.1.3大体积混凝土的施工工艺减少了施工工序之间的交叉取消了各种施工缝的处理工作从而简化了施工程序加快了施工进度。2.2承台配合比设计原则桥梁承台大体积混凝土配合比的设计原则：(1)在保证工程建设所规定强度、耐久性等要求和满足施工工艺要求的前提下合理选择使用的材料尽量减少水泥用量降低混凝土绝热温升；(2)掺入掺和料时混凝土的水胶比应低于无掺和料的水胶比胶凝材料总量应稍大于设计相同强度等级传统混凝土的水泥用量以保证良好的施工性提高混凝土的耐久性。2.3承台砼配合比的设计难点和解决的技术措施2.3.1控制混凝土水化热温升大体积混凝土应尽量降低混凝土的绝热温升降低绝热温升的有效办法是掺加适量粉煤灰取代部分水泥。粉煤灰因含有大量的活性Si02和A1203有“固体减水剂”的美称其掺入混凝土中具有增强效应、增塑效应、填充效应和削减温峰的作用是配制大体积混凝土不可缺少的材料。加入适当的粉煤灰可以改善混凝土的和易性增加胶凝物质降低混凝土的水胶比使混凝土的早期水化热明显降低。粉煤灰可以和水泥水化放出的Ca(OH)2反应降低水化热。因此以粉煤灰置换部分水泥后水化热放出的速度减缓了。水化热降低的比例一般是粉煤灰的置换率的1／2左右。因此通过添加粉煤灰可以抑制混凝土的温升掺加缓凝剂可以延缓混凝土浇注时温度峰值从而降低混凝土开裂的风险。2.3.2控制混凝土泌水因水泥用量低大体积混凝土施工中容易产生泌水现象。通过降低混凝土的水胶比尽量减少混凝土拌合物的自由水是降低泌水的有效办法。在混凝土拌合物中掺加增稠剂以改善混凝土粘度也可以大大改善混凝土的泌水情况。在承台配合比设计时拟采用以上技术措施解决混凝土泌水问题。2.3.3控制混凝土的收缩为了降低混凝土泌水而采用了低水胶比的技术措施这同时也导致了混凝土的收缩加大因碎石的强度、密度、吸水率和外加剂种类对混凝土干缩影响也很大。承台配合比设计时降低混凝土收缩的途径有：①降低砂率②选用强度高、密度大、吸水率小的碎石③选用收缩较小的聚羧酸系外加剂。2.4原材料优选2.4.1水泥：宜采用品质稳定、强度等级符合要求的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥（掺合料仅为粉煤灰或磨细矿碴）。品质应符合GB175-1999规定：水泥的比表面积不宜超过350m2/kg碱含量不应超过0.60%游离氧化钙含量不应超过1.5%水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%(强腐蚀环境下不应大于5%)C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之间的水泥。2.4.2粉煤灰：宜选用烧失量较低的粉煤灰；2.4.3砂：宜选用无潜在碱活性坚固性试验的失重率小于5％的中粗砂。2.4.4碎石：宜选用质地均匀坚固颗粒形状和级配良好吸水率低空隙率小无潜在碱活性的碎石。2.4.5水：宜选用自来水。采用赤壁市自来水满足《混凝土拌合用水标准JGJ63—89》的要求。2.4.6外加剂：在混凝土中掺加高效减水剂可以改变水泥浆体的流变性能改变水泥及混凝土结构起到改善混凝土性能的作用。宜选用聚羧酸系列混凝土外加剂聚羧酸外加剂减水率高、掺量低、与低碱水泥适应性好能够大大改善混凝土拌合物的经时损失延缓混凝土温升峰值出现的时间减小混凝土的收缩。2.5配合比设计经过大量的试验最终确定以下配合比。混凝土配合比试验结果表1材料用量(kg/m3)坍落度(mm)凝结时间(h)抗压强度(MPa)水胶比水泥粉煤灰砂碎