摘要：橋梁工程施工中，大體積混凝土的水化熱問題對其質量有著顯著的影響，因此，對該問題及控制技術所進行研究具有非凡的意義以及實際價值。本文以大體積混凝土的定義及特點作為出發點，探討了橋梁施工中大體積混凝土溫度裂縫的成因，對橋梁大體積混凝土水的化熱控制技術進行了詳細的分析。以期為類似的工程實踐提供參考與借鑒

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　　在進行橋梁的大體積混凝土施工時，水泥的水化熱會使混凝土的溫度升高，而外界溫度一般較低，從而導致混凝土的內外溫差過大，在混凝土的表面產生較大溫度應力，因此形成表面裂縫且往往會發展成為貫穿性的裂縫。裂縫定會對結構的整體性造成破壞，甚至直接導致結構的質量及安全問題。因此，橋梁施工中，大體積混凝土的水化熱控制具備極其重要的理論意義與實際價值。

　　1 大體積混凝土的定義及特點

　　1.1 大體積混凝土的定義

　　目前尚沒有關于大體積混凝土的明確定義：根據《公路橋涵施工技術規范》(JTJ041—2000)，最小邊的尺寸介于1—3m，須進行現場澆注，同時采取合理措施來避免水化熱導致的溫差大于25℃的混凝土統稱大體積混凝土;依照《普通混凝土配合比設計規程》(JGJ55—2000)，將混凝土結構物的最小尺寸不小于lm，或可能會由于水泥的水化熱導致混凝土內外溫差過大進而造成裂縫的混凝土定義為大體積混凝土。可見，不能單純的按照斷面的尺寸來判定是否屬于大體積混凝土，以避免不必要的損失和浪費，必須對斷面尺寸、氣溫、水泥以及結構本身等因素進行綜合考慮。目前，在工業及民用的建筑結構中，一般的現澆連續墻式結構、地下的構筑物以及設備的基礎等容易由溫度應力導致裂縫的結構，通稱作大體積混凝土結構。

　　1.2大體積混凝土的特點

　　1、混凝土屬于脆性材料，其抗拉強度僅為抗壓強度的十分之一左右，拉伸變形的能力也較小：短期加載時其極限拉伸變形僅有(0.6—1.0)×10-4，約為降低6—10℃的溫度變形;長期加載時其極限拉伸變形也僅有(1.2—2.0)×10-4。

　　2、對于大體積的混凝土結構而言，其斷面尺寸較大，完成混凝土的澆筑后，由于水泥產生水化熱，造成結構內部溫度的急劇上升，此時混凝土的彈性模量極小，徐變頗大，升溫所引起的壓應力尚且較小;然而，隨著日后混凝土溫度的降低，彈性模量增加，徐變較小，在約束條件一定的情況下將產生很大的拉應力。

　　3、通常情況下，橋梁大體積混凝土須暴露于室外環境，其表面直接與水或空氣接觸，隨著一年四季水溫與氣溫的交替變化，大體積混凝土的結構內部會產生很大的拉應力。

　　4、一般情況下，大體積混凝土的結構只在表面或孔洞附近配置少量的鋼筋，甚至不進行配筋。相對于結構巨大的斷面尺寸而言，其含鋼率非常低。普通鋼筋混凝土結構中的拉應力主要是由鋼筋承擔的，混凝土只須承受壓應力即可。然而，在大體積混凝土的結構內，由于并未配置鋼筋，一旦出現拉應力，則必須依靠混凝土自身來承受。

　　2大體積混凝土溫度裂縫的成因

　　大體積混凝土產生裂縫的主要是由于混凝土的內外溫度差較大所致。根據裂縫深度的不同，大體積混凝土所出現的裂縫通常可分為：表面裂縫、深層裂縫及貫穿裂縫三種。對于混凝土結構而言，有裂縫是絕對的，無裂縫則是相對的，所謂結構抗裂，僅僅是要將裂縫控制在一定范圍內而已。根據我國《混凝土結構設計規范》(GB50010—2002) 的明確規定，混凝土結構裂縫的最大寬度為：一類環境(室內的正常環境)中為0.3mm;二、三類環境中為0.2mm。

　　雖然干縮可能會引起混凝土的裂縫，然而大體積混凝土的內部濕度變化不大，且濕度變化局限于表面很淺的范圍內，只須加強養護，很容易避免由干縮導致的裂縫。

　　在大體積的混凝土結構中，溫度的變化不僅能夠導致裂縫，還可能會嚴重影響結構的應力狀態。在數值上，溫度應力甚至有超過其它外荷載所引起應力總和的可能性。溫度應力與氣候條件、結構形式、施工過程及材料特性等諸多因素的關系十分密切。溫度應力的變化極其復雜，其應力分析比水壓力、自重及其它外荷載的應力分析復雜得多。因此，對溫度應力的分析，以及對溫度控制與防止裂縫措施的研究，是大體積混凝土結構設計及施工中非常重要的課題。

　　3 橋梁大體積混凝土的水化熱控制方法研究

　　3.1 合理設計原料配比，適當添加膨脹劑

　　混凝土水化熱過大的最重要原因為混凝土內部的材料配比不合理。據研究表明，混凝土所產生熱量的最主要來源是水泥，因此，在保證混凝土滿足整體強度要求的前提下，盡可能降低水泥含量，這樣能夠有效降低因水化熱導致的混凝土溫度升高。實驗證明：每增減10kg的水泥，其水化熱將使得混凝土溫度升降1℃，此外，混凝土的后期強度對于水泥的含量變化并不敏感。由此可見，降低混凝土中的水泥含量是非常可行且有效的。另外，為了更好的控制水化熱，還應盡量選用粒徑較大且級配良好的粗細骨料，嚴格控制砂石的含泥量，在澆筑混凝土時摻加適量粉煤灰，并且選用摻合料或添加緩凝劑、減水劑，以改善混凝土的和易性，降低其水灰比，從而充分減少發生水花放音的混凝土材料的表面積，加快水分的蒸發。同時，在進行混凝土的拌和時，可摻入適量微膨脹劑或膨脹水泥，使混凝土進行補償收縮，以平衡溫度升高而引起的溫度應力。

　　3.2 加裝循環冷卻水管降低水化熱

　　在橋梁工程中，為控制大體積混凝土的水化熱常采用循環冷卻水管技術，該技術從施工工藝到散熱原理均相對簡單，經實踐證明，該技術可以很好的控制大體積混凝土的水化熱問題。首先，該技術的工作原理為：在大體積混凝土內部，鋪設一系列混換的冷卻水管，利用冷水循環流動將混凝土內部多余的熱量帶走;其次，在鋪設過程中，可以根據混凝土體積的不同選擇一根或數根循環水管，按照從上到下、從高到低的順序注水，使水能夠由上而下的產生作用;再次，在水循環時，應防止冷卻水的循環過快，這樣將阻礙熱量被及時的帶走，為此每隔一段時間應間歇水循環，以確保大體積的混凝土內部不會過快降溫，從而保護混凝土結構。利用冷卻循環水管來控制水化熱的措施具有較強的技術性，實際操作中需要結合實際情況選擇合理的工藝。

　　3.3 澆筑措施

　　混凝土的澆筑量越大，水泥的水化熱導致的溫升值越高，據此特點，在澆筑時可以采取如下措施：

　　1)將混凝土的初凝時間嚴格控制在12h以上，以免混凝土的內部由于產生水化熱過快而導致溫度裂縫;2)分層進行混凝土的澆筑，控制層厚在50cm左右，以此間接的增加散熱面積，從而避免溫度的積聚;3)進行混凝土的二次收漿時，可有效的防止混凝土表面的龜裂。

　　3.4 混凝土后期的水化保養

　　完成混凝土的澆筑后，必須合理的加以保養。在混凝土的保養過程中，可以采取一定的措施來加快混凝土內部溫度的降低，這能夠明顯降低水化熱對混凝土后期養護的危害。作為非常有效的一種措施，混凝土水化保養主要是向澆筑王城并成型的混凝土噴水，以此來降低水化熱。首先，定期的進行噴水，通過水分的蒸發直接帶走大量的水化熱，由于水能夠通過混凝土的毛細空隙進入到其內部，因此其內部的熱量非常容易被帶走;其次，進行混凝土的澆筑時，其中的某些成分無法與水完全反應，投入使用后，這些成分便會與所處環境中的水繼續反應，造成二次水化熱的產生，通過保養時期的水化反應，能夠提前二次水化熱的產生，增強混凝土抗壓的能力。總而言之，混凝土的后期水化養護不僅能使澆筑混凝土時產生的水化熱減少，還能有效的增強混凝土的抗壓能力，因而在實際工程上得到了廣泛應用。

　　4 結語

　　近年來，隨著橋梁建設規模日益增大，大體積混凝土的水化熱控制問題已在橋梁工程界得到了高度的重視。在施工過程中，必須采取有效的措施，控制大體積混凝土的水化熱問題，從而確保整個橋梁工程的施工質量及安全性能。

　　參考文獻：

　　[1]葉琳昌，沈義.大體積混凝土施工[M].北京：中國建筑工業出版社，1987.

　　[2]王鐵夢.工程結構裂縫控制[M].北京：中國建筑工業出版社，1997.

　　[3]朱伯芳.大體積混凝土溫度應力與溫度控制[M].北京：中國電力出版社，1999.

　　[4]陳輝.橋梁大體積混凝土水化熱控制技術研究及實踐分析[J].道路工程，2012(4)：81—83.