在我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅猛發(fā)展的當(dāng)下，公路橋梁作為關(guān)鍵交通樞紐，其建設(shè)質(zhì)量備受關(guān)注。高性能混凝土憑借高強(qiáng)度、高耐久性及良好的工作性等優(yōu)勢，在公路橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用。然而，高性能混凝土早期裂縫問題日益凸顯，成為影響橋梁結(jié)構(gòu)安全與使用壽命的關(guān)鍵因素。早期裂縫不僅削弱了結(jié)構(gòu)的承載能力，還為水分、有害物質(zhì)侵入提供通道，加速結(jié)構(gòu)劣化。因此，深入研究高性能混凝土在公路橋梁施工中的早期裂縫防控技術(shù)，對于提升橋梁建設(shè)質(zhì)量、保障交通安全、降低后期維護(hù)成本具有重大現(xiàn)實(shí)意義[1]

高性能混凝土早期裂縫產(chǎn)生的原因 分析

1.1 原材料性能波動

原材料質(zhì)量與性能的波動是高性能混凝土早期裂縫產(chǎn)生的重要誘因。水泥作為混凝土的關(guān)鍵膠凝材料，其細(xì)度、礦物組成及安定性等指標(biāo)若不符合要求，會顯著影響混凝土性能[2] 。細(xì)度過大的水泥水化速度加快，水化熱集 中釋放，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差增大，易引發(fā)溫 度裂縫[3] 。骨料的級配、粒徑、含泥量等也會 對混凝土抗裂性能產(chǎn)生影響。級配不良的骨料

會使混凝土內(nèi)部孔隙率增加，降低混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度；含泥量過高則會削弱骨料與水泥漿體的粘結(jié)力，影響混凝土的抗裂性能。外加劑的種類和摻量選擇不當(dāng)，可能導(dǎo)致混凝土工作性不穩(wěn)定，如出現(xiàn)離析、泌水等現(xiàn)象，增加裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險[4]

1.2 配合比設(shè)計缺陷

配合比設(shè)計不合理是高性能混凝土早期裂縫產(chǎn)生的常見原因。水膠比是影響混凝土性能的關(guān)鍵參數(shù)，水膠比過大時，混凝土硬化過程中多余水分蒸發(fā)會導(dǎo)致體積收縮，產(chǎn)生干縮裂縫。砂率的選擇也至關(guān)重要，砂率過大，混凝土需水量增加，水膠比相對增大，降低混凝土強(qiáng)度和抗裂性；砂率過小，混凝土和易性變差，易出現(xiàn)離析、泌水等問題，同樣不利于裂縫防控。此外，礦物摻合料的摻量若控制不當(dāng)，可能無法充分發(fā)揮其改善混凝土微觀結(jié)構(gòu)、提高抗裂性能的作用，甚至可能對混凝土性能產(chǎn)生負(fù)面影響[5]

1.3 施工工藝不當(dāng)

施工工藝的不規(guī)范是引發(fā)高性能混凝土早期裂縫的重要因素?；炷翝仓^程中，振搗不密實(shí)會使混凝土內(nèi)部存在空洞和蜂窩等缺陷，降低混凝土的強(qiáng)度和抗裂性能。澆筑順序不合理，如分層澆筑時層間間隔時間過長，會導(dǎo)致新老混凝土之間形成薄弱面，增加裂縫產(chǎn)生的可能性。養(yǎng)護(hù)措施不到位也是常見問題，在混凝土澆筑完成后，若沒有及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)，如養(yǎng)護(hù)時間不足、養(yǎng)護(hù)環(huán)境濕度不夠等，會使混凝土表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生干縮裂縫。此外，施工過程中的溫度變化，如冬季施工時混凝土受凍，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，會產(chǎn)生凍脹裂縫。

高性能混凝土早期裂縫防控的技術(shù)措施

2.1 原材料選擇與質(zhì)量控制

優(yōu)質(zhì)原材料是高性能混凝土早期裂縫防控的基礎(chǔ)。水泥應(yīng)選用低熱水泥，這種水泥水化熱低，能有效降低混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力，減少溫度裂縫的產(chǎn)生。同時，要嚴(yán)格控制水泥的細(xì)度和安定性，確保水泥質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。骨料的選擇要嚴(yán)格把關(guān)，粗骨料應(yīng)選用級配良好、質(zhì)地堅硬、針片狀含量低的石子，以減少混凝土內(nèi)部的應(yīng)力集中。細(xì)骨料應(yīng)采用中砂，含泥量應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。外加劑的使用要根據(jù)混凝土的性能要求和施工條件進(jìn)行合理選擇，通過試驗確定最佳摻量，以改善混凝土的工作性能和抗裂性能。例如，添加適量的減水劑可以降低水膠比，提高混凝土的強(qiáng)度和抗裂性；添加膨脹劑可以補(bǔ)償混凝土的收縮，減少裂縫的產(chǎn)生。

2.2 配合比設(shè)計與優(yōu)化

合理的配合比設(shè)計是提高高性能混凝土抗裂性能的關(guān)鍵。在滿足混凝土強(qiáng)度和工作性的前提下，應(yīng)盡量降低水膠比。通過添加高效減水劑，可以在不增加用水量的情況下提高混凝土的流動性，從而降低水膠比。優(yōu)化砂率，根據(jù)骨料的級配和混凝土的工作性要求，通過試驗確定最佳的砂率，使混凝土具有良好的密

實(shí)性和抗裂性?？梢該饺脒m量的礦物摻合料，如粉煤灰、礦渣粉等，這些礦物摻合料可以填充混凝土內(nèi)部的孔隙，改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗裂性能。同時，礦物摻合料還可以與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在配合比設(shè)計過程中，還應(yīng)充分考慮施工環(huán)境和施工工藝的要求，確?；炷猎谶\(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)過程中具有良好的工作性能。

2.3 施工工藝改進(jìn)與規(guī)范

規(guī)范的施工工藝是防控高性能混凝土早期裂縫的重要保障。在混凝土澆筑前，要對模板進(jìn)行清理和濕潤，確保模板表面干凈、無雜物，以提高混凝土與模板之間的粘結(jié)力。澆筑過程中，要采用合理的澆筑方法，確?；炷?/span>澆筑均勻、密實(shí)。對于大體積混凝土，可以采用分層分段澆筑的方法，減少混凝土內(nèi)部的溫度梯度。振搗要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，振搗時間、振搗間距要控制得當(dāng)，避免漏振和過振。漏振會使混凝土內(nèi)部存在空洞和蜂窩等缺陷，降低混凝土的強(qiáng)度和抗裂性能；過振則會導(dǎo)致混凝土離析、泌水，同樣不利于裂縫防控。澆筑完成后，要及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)方法應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境和混凝土的性能要求選擇，如采用覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)、噴水養(yǎng)護(hù)等。在高溫季節(jié)施工時，要采取降溫措施，如對骨料進(jìn)行遮陽、灑水降溫，在混凝土中埋設(shè)冷卻水管等；在冬季施工時，要采取保溫措施，如對混凝土表面進(jìn)行覆蓋保溫，防止混凝土受凍。

2.4 溫度控制與監(jiān)測

溫度變化是導(dǎo)致高性能混凝土早期裂縫產(chǎn)生的重要因素之一，因此需要采取有效的溫度控制措施。在混凝土配合比設(shè)計時，可以通過調(diào)整原材料的種類和摻量來降低混凝土的水化熱。例如，增加粉煤灰等礦物摻合料的摻量，可以減少水泥的用量，從而降低水化熱。在施工過程中，要合理安排施工時間，避免在高溫時段進(jìn)行混凝土澆筑。如果必須在高溫時段施工，要采取降溫措施，如對模板進(jìn)行灑水降溫，降低混凝土的入模溫度。在混凝土內(nèi)部埋設(shè)溫度傳感器，實(shí)時監(jiān)測混凝土內(nèi)部的溫度變化，當(dāng)溫度變化超過規(guī)定范圍時，及時采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。

高性能混凝土早期裂縫防控技術(shù)的工程應(yīng)用

3.1 工程概況

本大型跨江公路橋梁工程作為地區(qū)交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵樞紐，承擔(dān)著重要的交通流量運(yùn)輸任務(wù)。橋梁全線橫跨寬闊江面，全長規(guī)模可觀，其主橋采用連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)具有跨越能力大、行車舒適性好等優(yōu)點(diǎn)，但同時也對施工技術(shù)與材料性能提出了極高要求。橋墩作為支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，高度驚人，在施工過程中面臨著巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。

該工程所處地區(qū)氣候條件極為復(fù)雜，夏季高溫炎熱，太陽輻射強(qiáng)烈，最高氣溫屢創(chuàng)新高。高溫環(huán)境會加速混凝土中水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致混凝土表面迅速失水，產(chǎn)生干縮應(yīng)力，增加裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險。同時，高溫還會使混凝土內(nèi)部水化熱積聚，造成內(nèi)外溫差過大，引發(fā)溫度裂縫。冬季則寒冷干燥，最低氣溫極低，且晝夜溫差較大。這種劇烈的溫度變化會使混凝土經(jīng)歷反復(fù)的熱脹冷縮，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，對混凝土的抗裂性能構(gòu)成嚴(yán)峻考驗。鑒于橋梁結(jié)構(gòu)規(guī)模宏大、混凝土強(qiáng)度等級高以及復(fù)雜的氣候條件，對高性能混凝土的抗裂性能要求極為嚴(yán)格，任何細(xì)微的裂縫都可能影響橋梁的整體性能和使用壽命，因此必須采取有效的裂縫防控技術(shù)措施。

3.2 防控技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐

在原材料選擇環(huán)節(jié)，項目團(tuán)隊經(jīng)過嚴(yán)格篩選和試驗，選用了低熱水泥。低熱水泥具有水化熱低的特性，能夠有效降低混凝土在硬化過程中因水化熱積聚而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，從源頭上減少溫度裂縫的產(chǎn)生幾率。同時，對水泥的細(xì)度進(jìn)行了嚴(yán)格控制，確保水泥顆粒分布均勻，水化反應(yīng)充分，提高混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度。骨料方面，選用了質(zhì)地堅硬、級配良好的優(yōu)質(zhì)骨料，嚴(yán)格控制了骨料的含泥量。優(yōu)質(zhì)骨料能夠為混凝土提供良好的骨架作用，增強(qiáng)混凝土的抗壓和抗裂性能，而低含泥量則避免了雜質(zhì)對混凝土性能的不利影響。

根據(jù)工程的具體要求和原材料的實(shí)際性能，對混凝土配合比進(jìn)行了精心優(yōu)化設(shè)計。通過降低水膠比，減少了混凝土內(nèi)部的孔隙率，提高了混凝土的密實(shí)性和強(qiáng)度，從而增強(qiáng)了其抗裂能力。優(yōu)化砂率，使混凝土具有更好的工作性和和易性，避免了因砂率不當(dāng)而導(dǎo)致的離析、泌水等問題。此外，還摻入了適量的粉煤灰和礦渣粉等礦物摻合料。這些礦物摻合料不僅能夠填充混凝土內(nèi)部的微小孔隙，改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，還能與水泥水化產(chǎn)物發(fā)生二次反應(yīng)，進(jìn)一步提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性，同時對混凝土的抗裂性能也有顯著的改善作用。

在施工工藝方面，采用了分層分段澆筑的方法。這種方法能夠有效地控制混凝土的澆筑厚度和澆筑速度，減少混凝土內(nèi)部的溫度梯度，避免因一次性澆筑過厚而產(chǎn)生的溫度裂縫。在振搗過程中，施工人員嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，嚴(yán)格控制振搗時間和振搗間距，確保混凝土振搗密實(shí)，無空洞和蜂窩等缺陷。澆筑完成后，及時對混凝土進(jìn)行了覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)。在高溫時段，采取灑水降溫措施，保持混凝土表面的濕潤，降低混凝土表面的溫度，減少水分蒸發(fā)，防止干縮裂縫的產(chǎn)生。

3.3 應(yīng)用效果評估

通過對該工程高性能混凝土早期裂縫的全面監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，采用上述一系列防控技術(shù)措施后，橋梁結(jié)構(gòu)的早期裂縫數(shù)量呈現(xiàn)出明顯減少的趨勢。在施工過程中的定期檢查以及橋梁建成后的長期監(jiān)測中，均未發(fā)現(xiàn)大量明顯的早期裂縫，這與未采用防控技術(shù)的類似工程形成了鮮明對比。在未采用防控技術(shù)的工程中，往往在施工初期就會出現(xiàn)較多的裂縫，嚴(yán)重影響橋梁的美觀和結(jié)構(gòu)性能。而本工程中，裂縫寬度也得到了有效控制，即使出現(xiàn)少量微小裂縫，其寬度也在允許范圍內(nèi)，不會對橋梁的整體結(jié)構(gòu)安全造成威脅。

與未采用防控技術(shù)的類似工程相比，該工程的混凝土抗裂性能有了顯著提高。在類似的施工條件和氣候環(huán)境下，未采用防控技術(shù)的工程在建成后不久就出現(xiàn)了因早期裂縫擴(kuò)展而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全隱患，如混凝土剝落、鋼筋銹蝕等問題，嚴(yán)重影響了橋梁的使用壽命和安全性。而本工程在橋梁建成后的長期使用過程中，經(jīng)過多次結(jié)構(gòu)檢測和評估，均未出現(xiàn)因早期裂縫導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全問題。橋梁的各項性能指標(biāo)均符合設(shè)計要求，能夠正常、安全地承擔(dān)交通流量運(yùn)輸任務(wù)。

3.4 經(jīng)驗總結(jié)與推廣價值

本工程在高性能混凝土早期裂縫防控方面的成功實(shí)踐，積累了豐富的經(jīng)驗。在原材料選擇上，要嚴(yán)格把控質(zhì)量，根據(jù)工程需求選擇合適的原材料，如低熱水泥和優(yōu)質(zhì)骨料等，并對其性能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制。在配合比設(shè)計方面，要充分考慮各種因素，通過優(yōu)化水膠比、砂率以及摻入適量的礦物摻合料等措施，提高混凝土的抗裂性能。施工工藝的規(guī)范執(zhí)行至關(guān)重要，分層分段澆筑、合理的振搗以及及時的養(yǎng)護(hù)等措施能夠有效減少裂縫的產(chǎn)生。

這些經(jīng)驗對于其他公路橋梁工程具有重要的推廣價值。在類似的跨江、跨海等大型橋梁工程中，往往面臨著復(fù)雜的氣候條件和較高的結(jié)構(gòu)性能要求，高性能混凝土早期裂縫防控技術(shù)能夠有效解決裂縫問題，提高橋梁的質(zhì)量和耐久性。在城市橋梁建設(shè)中，由于施工環(huán)境復(fù)雜、交通流量大，對橋梁的外觀和使用性能要求較高，采用本工程的防控技術(shù)可以減少裂縫對橋梁美觀和使用功能的影響。

結(jié)束語

高性能混凝土在公路橋梁施工中的早期裂縫防控是一項系統(tǒng)而復(fù)雜的工作，需要從原材料選擇、配合比設(shè)計、施工工藝改進(jìn)以及溫度控制等多個方面入手，采取綜合防控措施。通過實(shí)際工程案例的應(yīng)用驗證，本文所提出的防控技術(shù)能夠有效減少高性能混凝土的早期裂縫產(chǎn)生，提高公路橋梁工程的質(zhì)量和耐久性。然而，隨著橋梁建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展和新材料、新工藝的應(yīng)用，高性能混凝土早期裂縫防控技術(shù)仍需不斷探索和創(chuàng)新。未來，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)高性能混凝土性能的研究，優(yōu)化防控技術(shù)措施，為公路橋梁建設(shè)提供更加可靠的技術(shù)支持，推動我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《不燃級金屬面板保溫裝飾一體板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

【會議培訓(xùn)】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會

第十屆全國建筑固廢和尾礦泥漿處理及資源化利用大會暨中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會年會

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)

混凝土（砂漿）試驗檢測方法實(shí)操教學(xué)線上培訓(xùn)

【咨詢服務(wù)】

科技成果評價

預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術(shù)咨詢

課題研究

研發(fā)中心建設(shè)

產(chǎn)品檢測

綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)體系》推廣等

【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)

建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)

碳化再生骨料制備技術(shù)

【期刊著作】

《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書

《常見預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗室建設(shè)指南》圖書

混凝土技術(shù)發(fā)展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動態(tài)，為全國混凝土行業(yè)開展技術(shù)服務(wù)工作，包括出版技術(shù)期刊、研究制定標(biāo)準(zhǔn)、開展技術(shù)咨詢、舉辦技術(shù)會議、承擔(dān)行業(yè)培訓(xùn)、從事認(rèn)證評價和開發(fā)研究等，中心是建材情報所主要業(yè)務(wù)部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會分支機(jī)構(gòu)包括中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會混凝土專業(yè)委員會、中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會預(yù)制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會、中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯公共服務(wù)平臺、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會（擁有200余名行業(yè)一線專家）、北京砼享未來工程技術(shù)研究院（會員制技術(shù)和管理服務(wù)）。

中心每年參與多個混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項目，包括雄安新區(qū)混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認(rèn)證和科技成果評價工作。

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