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摘要：桥梁大体积混凝土施工是整个桥梁建设的重要环节，与桥梁建筑施工效率密切相关，是影响桥梁使用年限的关键因素本文以桥梁工程大体积混凝土结构产生裂缝原因为出发点，以施工技术为核心，强调温控技术在桥梁工程大体积混凝土施工中的应用要点，为有效防治桥梁大体积混凝土裂缝问题提供依据。
关键词：桥梁工程；大体积；混凝土施工；温控措施
1导言
在桥梁建筑工程中，所谓的大体积混凝土是指横截面大于1m2的混凝土构件，该比例混凝土构件在现阶段工程建设中应用比较多，关于大体积混凝土施工技术水平已经成为了评判一个建筑企业的重要指标之一。由于诸多因素的影响，如桥梁沉降、自然环境变化、水化热积累等都有可能造成大体积混凝土产生不同程度的裂缝，而这一问题的存在一方面会阻碍混凝土结构功能的发挥，另一方面也为桥梁工程的安全应用埋下了安全隐患。
2导致桥梁工程中大体积混凝土产生裂缝的主要原因
2.1混凝土干燥收缩导致的裂缝
在桥梁工程中，混凝土浇筑完成之后，由于其水含量比较高，在干燥的过程中，大量水分会挥发掉，从而导致了干燥收缩的现象。当混凝土的体积比较大时，其外表面水分蒸发的速度会比内部的快，所以，混凝土表面就会产生收缩，进而导致裂缝现象的产生。
2.2混凝土浇筑施工时外界环境温度的变化
在桥梁工程中，外界环境温度的变化会对大体积混凝土的浇筑施工产生很大的影响。如果施工环境的温度比较高，浇筑施工的温度也会随之增加，但是当温度快速降低时，混凝土里外的温度就会产生很大的差异，这种情况下会导致混凝土产生一定的裂缝。
2.3约束条件导致的混凝土裂缝
通常能够情况下，大体积混凝土会和地基共同浇筑，如果温度发生了较大的变化，处于下面的地基会形成一定的外部约束力。混凝土浇筑刚开始的时候，其弹性模量比较小，但是它的应力松弛程度、徐变度非常大，所以，其产生的应压力会比较小。如果温度降低，那么混凝土的拉应力会呈现出增加的趋势，当其增加到一定的程度，混凝土的抗拉能力已经不足以承担这种抗拉力的时候，混凝土就会产生裂缝现象。
3大体积混凝土结构裂缝产生影响因素
3.1水化热
通常情况下，大体积混凝土温度与水泥水化热释放量呈正相关，在散热条件较好的前提下，水化温度增加并不明显，混凝土裂缝问题发生概率比较小，但是若浇筑混凝土较大时，其整个的导热性和散热性将会急剧下降，造成水化热在短时间内无法排散出来，并在混凝土内部逐渐积累，使得混凝土内部温度较高，之后又在外界环境的影响下，积累在混凝土内部的热量会慢慢散发出来，最终趋于稳定，但是所需的时间较长，几年到几十年不等，由此可以得出大体积混凝土温度变化过程图，大体积混凝土待浇筑3～5d后，内部温度将会升至最大值，在这种情况下，一旦大体积混凝土内部温度超过表面温度一定值后，温度应力和变形现象就会发生，且当产生的温度应力超过混凝土内外约束力值后，就会导致混凝土温度裂缝的出现。
3.2收缩变形
通常当完成混凝土浇筑施工后，在一定时间内浇筑混凝土就会发生不同程度的收缩变形，如塑性变形、干燥收缩以及体积变形等，而造成这一现象出现的原因是，浇筑完成后混凝土中的含水量高，待其逐渐干燥后，其含水量就会大量减少，进而发生干燥收缩，若是在发生收缩过程中，大体积混凝土表面较其中心位置相比，前者的干燥速度较快，从而导致混凝土表面发生收缩裂缝问题。
3.3内外部约束力影响
在进行桥梁工程大体积混凝土施工过程中，其混凝土浇筑与地基浇筑施工步伐是一致的，一旦温度发生一定的变化，大体积混凝土就会受到来自地基的约束力。而通常情况下，在混凝土凝固干燥前期，其应力松弛度和徐变度大，弹性模量小，在这种情况下，地基产生的约束力对其影响作用不大，但是经过一段时间后，混凝土稳定度下降到一定范围内，地基产生的拉应力增加明显，这时大体积混凝土的抗拉应力不足以对抗地基，进而产生混凝土裂缝。
4温度控制措施
4.1降低水化热
4.1.1选择适宜的水泥品种
在工程施工过程中，为最大程度地减少水化热对大体积混凝土施工温度的不利影响，采用了水化热低，放热速度相对较慢的水泥品种，选择中热、低热水泥品种，且不同位置采用了不同的混凝土强度和型号，且材料质量严格按照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）的要求进行检查，为温度控制奠定物质基础。
4.1.2掺高效减水剂
在预应力管道压浆过程中，可以适当掺入高效减水剂，其水灰比宜为0.40～0.45。为确保强度和坍落度保持稳定，应保持原0.40～0.45的水灰比不变，不得掺加氯盐、铝粉。加入掺高效减水剂的目的是在压浆饱满密实的基础上，既符合抗压强度不应低于30MPa的标准，也降低了混凝土水化热温升。
4.1.3高掺粉煤灰
基于混凝土的流动性、粘聚性和保水性等方面考虑，粉煤灰成为近年来改善混凝土性能的有效且经济的手段。为采取可靠的混凝土散热措施，有效降低水化热温升，可在混凝土中掺入适量的粉煤灰。掺粉煤灰混凝土的强度期初可能会降低，但随着持续时间的增加，在90d以后强度会显著升高。原因是粉煤灰可以与水泥发生二次水化反应，与游离石灰生成比CaCO3密度更高的水化Ca2SiO4等，并反应掉骨料相邻的强度不高的Ca（OH）2晶体，可以实现混凝土抗压强度的提升、干缩率的降低以及综合抗裂性能的改善。
4.2掺膨胀剂补偿混凝土收缩变形
为降低温变，混凝土应具有一定范围内的膨胀率。混凝土中掺入12~15%的UEA等微膨胀剂，可有效促进混凝土体积变形收缩、干缩和温降收缩。以C40混凝土为例，相应的材料配比可以设计为：水灰比：0.35～0.5；缓凝剂参量：0.45～0.55%；膨胀剂参量：7.00～9.00%；水泥：水：砂：碎石：减水剂=1：0.39：1.29：2.88：1%。当混凝土持续升温时，膨胀剂与温变的变形是同向的，混凝土凝结变硬时塑性、徐变度较大，极小补偿膨胀量转变为压应力，作用发挥不明显。当混凝土温度下降时，体积收缩，此时膨胀剂与温变的变形是同向的，膨胀率高于温降收缩率，多余的部分转化为压应力储存。若温降收缩率高于膨胀率，则混凝土存在拉应力。本工程中，在自然散热条件下，低于2m厚度的混凝土温度最高值主要出现在混凝土灌注后1~2d，因此，从第3天起膨胀率参与了补偿收缩。
4.3温控效果
综合使用中热水泥、高效减水剂，掺粉煤灰，并通过施工过程的合理控制，实验证明，混凝土绝热温升为39℃。典型块试验结果为：各厚度自然降温与通水降温最高温差为5.5℃，中间层以下温差为11℃，水冷却内外温差为19℃，基础温差阈值为34℃。掺膨胀剂可补偿11.6℃温降收缩，补偿后基础温差23℃，中间层以下温差为15℃，符合《混凝土结构施工及验收规范》规定，对于预防混凝土裂缝及提高施工质量很有效果。
5结语
综上所述，桥梁工程建设对我国交通运输业的发展具有十分重要的意义，而如何保证桥梁工程质量是当前思考的重点问题之一。在桥梁工程中，大体积混凝土的施工技术水平、温度控制措施的有效性直接关系到整个工程施工的稳定性，所以，施工方应当全面把握大体积混凝土施工技术的要点，并研发新的温控手段，最大程度上减小混凝土裂缝的产生，为桥梁工程的质量提供一定的保障。
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