中铁九局集团第二工程有限公司
摘要：随着我国经济的飞速发展，对于城市建设的要求也日益完善，这就使得很多大型的建筑工程占据着城市的主要建筑动力，高铁的桥梁工程在城市交通运输中起到枢纽作用，大体积混凝土的应用在桥梁结构中已经越来越普遍，但大体积混凝土的裂缝问题，目前仍无法得到有效解决。本文首先分析了大体积混凝土裂缝的主要成因，接下来详细阐述了大体积混凝土裂缝的类别，最后对大体积混凝土裂缝产生预防措施做具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。
关键词：裂缝原因；水化热；环境温差；控制措施
引言
随着我国城市化建设步伐的加快，城市建筑逐渐趋于大型化，大体积混凝土目前已经成为许多大型建筑物中的主要材料。高铁桥梁工程就是关乎城市交通的枢纽建筑，这也因此应用到了大体积混凝土，这种混凝土由于可以大面积制造，因而被很多桥梁工程广泛使用，也因此成为了当今很多工程项目的主要建筑材料，但是，虽然大体积混凝土有着一定的优点，但是其裂缝问题却一直困扰着建筑部门，也因此影响着工程质量，所以，采取哪些正确的措施，能够有效控制好大体积混凝土裂缝的问题，就可以全面保证工程的质量。
1大体积混凝土裂缝的主要成因
大体积混凝土裂缝的主要成因主要是以下几个方面：1）水泥水化热。水泥水化热是造成混凝土裂缝的主要因素，大体积混凝土本身具有较大的面积和厚度，水泥在水化的过程中将产生大量的热量，而这些内部热量不易排出，从而混凝土表面与内部存在很大的温差。该温差使混凝土变形继而导致混凝土产生裂缝。施工的进度和质量在很大程度上都受裂缝深度和宽度的影响。2）环境温度变化。高速铁路的建设在施工大体积混凝土会不可避免的受到来自环境以及温度的影响，由于施工过程中内部温度较高，若施工处于严寒地带或外界温度骤降，混凝土表面与内部极易形成温差，产生裂缝。3）混凝土收缩。由于水泥在水化过程中水分的蒸发，且蒸发量的多少直接影响到大体积混凝土的稳定性，若在搅拌过程中蒸发量过多，超出混凝土的配合比例，混凝土会因收缩产生缝隙。4）地基沉降。高铁桥梁在选址时，若对地质勘察不足，施工时可能会出现沉降，使得结构附加拉应力超过混凝土抗拉强度，产生裂缝。
2大体积混凝土裂缝的类别
大体积混凝土由于受很多内在和外在因素的影响，根据其形成的原因和裂缝的深度将混凝土裂缝分成三个类别，分别是深层裂缝、浅表裂缝以及通透裂缝，其中通透裂缝是由于大体积混凝土先发生浅表裂缝，后经过一些环境、温度等变化的影响，使得浅表裂缝发展为深层裂缝，从而使得整块混凝土的裂缝贯穿始终，进而形成通透裂缝。如果高铁工程施工中发生通透裂缝，其带来的经济损失和危害是非常巨大的；而对于深层裂缝，虽然其混凝土裂缝深度比较大，但是还是可以采取一些措施进行补救或者修补，从而保证施工的顺利进行；对于浅表裂缝，一般发生在大体积混凝土的表面，其深度一般比较浅，可以较为容易地修正，从而使得浅表裂缝带来的损失和危害最低。大体积混凝土极易产生裂缝，也使得裂缝成为不可避免的一种风险，而在实际施工中，很多裂缝都有着不同的特点，有针对缝隙宽度而言的，也有针对缝隙深度进行考究的，这就使得施工部门不得不对裂缝产生的原因进行有效的分析，从而制定出合理的对策进行解决问题，保障高铁桥梁工程的顺利施工和竣工，保障工程质量。
3大体积混凝土裂缝产生预防措施
3.1优化混凝土的配合比
大体积混凝土裂缝产生预防措施之一是优化混凝土的配合比。从上述分析来看，大体积的混凝土的裂缝主要是由温度引起的，因此如何减少内外温差是一个重要问题。
为了解决这个问题，必须很大程度上降低混凝土的内部水热化，这样能够确保其力学和、工作性能。针对上文提出的解决办法，应该多次设计大体积的混凝土配合比，并且要不断的优化其设计。根据高速铁路桥梁的混凝土结构特点，同时满足低热与高强的要求成为选择水泥的标准。通过调整水泥细度和其矿物组成来降低水热化，既能减小温度应力又能保证混泥土的早期强度，进而更有效的控制温度。
3.2根据施工需要合理加入外加剂
大体积混凝土裂缝产生预防措施之二是根据施工需要合理加入外加剂。通常在控制温度裂缝的过程中，我们可以选择具有调节混凝土的凝结时间与硬化性能的缓凝剂和减水剂。缓凝剂在混凝土后期阶段的物力力学性能上会造成有害的影响，但是却能够使混凝土的凝结时间延后，给混凝土的降温散热提供了充足的时间。在混凝土的水泥使用量和工作性能不变的前提条件下，使用了高效减水剂以后的用水量比使用前的用水量少15%，并且其强度增加了大约20%。因此在相同强度要求下，可减少了水泥的用量，从而达到降低水化热的目的。
3.3为混凝土设计控温系统
大体积混凝土裂缝产生预防措施之三是为混凝土设计控温系统。通过为施工部位外设温度控制装置来人为影响施工部位的温度，也是防止混凝土出现裂缝的重要措施，其主要的温控手段如下：（1）采用冷却管用于实现施工部位温度控制，通过在施工部位的内部安排一定比例的冷却管分布，使得其能够起到人工降温作用，冷却管按照施工作业部位的体积具体安排分布情况，间距通常可以控制在70到80厘米之间，以直径25毫米钢管进行冷却，每一层安排竖向出口，跟施工部位的钢筋进行固定，以防止作业过程中发生错位。（2）为施工部位安装测温装置：为更好的监测控制施工部位的温度变化情况，可以在承台的边角1米左右的位置与对角线等处安装测温装置，通过安装温度测量设施就承台内外部温差给予随时的监督控制，测温装置应能够实时采集安装部位的温度指标数据，并具有报警功能，一旦发现温度差距超标，则立即自动报警，提醒施工人员采取措施进行处理。这样通过安装温度监督控制设备，能够有效发现施工部位的温差异常，从而及时采取措施进行控制，避免裂缝出现。
3.4完善结构设计与施工方案、减少裂缝产生
大体积混凝土裂缝产生预防措施之四是完善结构设计与施工方案、减少裂缝产生。高铁桥梁施工时也要注意结构设计方面的问题，在施工中适当地构建钢筋结构，是保证混凝土稳定的主要措施，可以有效减少裂缝的发生，提高大体积混凝土的抗裂隙能力，提高其稳定性；同时，对于易发生裂缝的地带或者施工路段，要做好一些减缓裂隙的施工操作，从而在发生裂缝时，可以让裂缝得到缓冲，不至于对大体积混凝土带来较为严重的危害，利用完善的施工方案，确保大体积混凝土的施工操作更为严谨和实效，从而促进工程建设的顺利竣工，保障工程质量。
结语
总之，混凝土裂缝防治的问题是一个综合性问题，作业人员只有通过深入系统地观察工程作业情况，从各个方面加以注意，并确保裂缝预防与监督工作具有相互之间的支持作用，才能更好地防范裂缝产生，起到维护作业质量与施工安全的积极目的。
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