高性能混凝土桥墩裂缝成因分析及预防默然 n.doc

高性能混凝土桥墩裂缝成因分析及预防默然 n 高性能混凝土桥墩裂缝成因分析及预防 2011年10月10日 　　1、前言 　　武广客运专线为我国首条高速铁路，设计时速350km/h，运营使用寿命为100年。武广客运专线的建设在我国铁路建设史上具有划时代的历史意义，结构物施工中所用混凝土均为高性能混凝土。高性能混凝土是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，通过改善混凝土的特性来提高混凝土结构物的使用寿命，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，对特殊性能有重点的加以保证。高性能混凝土本身应具备六大指标:a抗裂性 b护筋性 c耐久性 d抗冻性 e耐磨性 f抗碱—骨料反应；高性能混凝土六大指标决定其具有四大特点:a高耐久性 b高工作性 c高强度 d高匀质性。 　　做为一种新型建筑材料，同以往所使用普通混凝土相比，高性能混凝土工作性能本身具有显著的优点，抗裂性能、抗氯离子渗透性能、抗碱骨料反应性能、护筋性能、抗冻性能、相对耐久性都有了显著的提高，但作为一种建筑材料，本身也必然的存有一定的缺陷，如对使用环境要求更为严格、材料质量、材料温度、混凝土拌合、混凝土运输、混凝土浇筑振捣的要求相对更为严格。由于施工环境、气候、施工工艺、混凝土材料组成、混凝土配合比、高性能混凝土早期强度低的特性等因素可能会造成一些混凝土结构物施工缺陷，桥墩混凝土裂缝就是一种通病。本文就此混凝土产生裂缝的原因进行了调查分析，提出了缓解混凝土裂缝的措施，仅供参考。 　　2、裂缝调查情况 　　由于在其他工程项目施工所用的混凝土均为普通混凝土，已有比较完善的施工工艺和管理体系，且具有较为丰富的施工经验。但高性能混凝土施工在武广客运专线还是首次，可借鉴的知识和经验相对较少，有许多地方还需边学、边干、边研究，高性能混凝土桥墩施工就是一个例子。武广客运专线的桥墩设计长为13.2m，宽度3.5m，高度4m～32m不等。桥墩分实心墩和空心墩，桥墩截面为圆型或圆端型。由于是首次施工，所以特别关注，施工前进行了实心墩和空心墩的试验墩浇筑。浇筑时间为2007年4月18日，环境环境温度26℃，混凝土入模温度28.3℃，模板温度27.5℃，各项指标满足客专技术条件要求。空心墩高度14.8m，混凝土方量149.8m3，实心墩高度6.5m，混凝土方量102.5m3。 　　混凝土浇筑完毕于5月22是拆模，拆模强度23.8Mpa，大于设计强度的75%，外观颜色均匀统一，表面质量较好，达到了预期的浇筑试验目的。拆模后立即用土布进行包裹，土工布外用塑料薄膜进行包裹，后饱水养护，保持混凝土表面湿润。每日对混凝土表面进行观察，4天后实心墩表面出现一条环向裂纹，长度33cm，宽度0.1mm，经每日观察，裂纹有继续发展趋势。7天后墩身中间位置距承台高2.5m向上出现一条长度28cm，宽度0.1mm竖向裂纹, 经每日观察，裂纹也有继续发展趋势。14天后两条裂纹发展趋于稳定，环向裂纹，长度58cm，宽度0.2mm，竖向裂纹长度63cm，宽度0.2mm。空心墩一直未见有裂纹出现。 　　3、裂缝成因及预防措施 　　由于墩身基础为钢筋混凝土半刚性基础，首先排除了基底不实和沉降变形的可能，附近无放炮和山体位移等外界影响，排除了外力造成裂缝的可能性。根据裂缝的特征和规律分析与混凝土原材料、高性能混凝土本身的特性、结构物的形式和外界环境等因素有关。 　　3.1混凝土原材料的影响 　　3.1.1水泥的影响 　　混凝土强度等级设计为C30，水泥用量较小，243kg/m3，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，其早期的水化热和水化速度相对较快，混凝土内部早期蓄热量较大，引起墩身内部温度较高。 　　3.1.2骨料的影响 　　骨料在混凝土中占绝对数量，它的形状、大小、级配以及热学性能对混凝土的膨胀收缩至关重大。粗骨料采用硅质石灰岩，饱水单轴抗压强度135.8Mpa，含泥量`0.6%，无碱骨料反应有害物质存在，级配良好，最大公称粒径31.5mm；砂子为水洗河砂，细度模数2.6～2.8,含泥量`0.8%，无碱骨料反应有害物质存在，级配良好。骨料对混凝土裂缝的影响较小。 　　3.1.3当地气候条件的影响 　　韶关专区5月中旬为旱季,气候干燥，容易造成混凝土内部失水过快，形成混凝土养生补水小于混凝土内部失水，混凝土快速水化水量不足引起混凝土表面收缩增大，形成表面收缩裂缝。 　　3.2 高性能混凝土特性影响 　　高性能混凝土与普通混凝土最大的区别是在材料组成上引入了大量矿粉、粉煤灰替代水泥，由于矿物掺合料早期水化速度相对较慢，导致混凝土早期强度相对较低，早期抵抗外界影响能力较低，成为诱发混凝土出现裂缝的一重要因素。 　　3.3结构物型式影响 　　实心桥墩设计均为大体积混凝土，混凝