大體積混凝土抗裂技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用

郭大勇

大體積混凝土抗裂技術(shù)在水利工程施工中的應(yīng)用

郭大勇

（寧夏回族自治區(qū)唐徠渠管理處，寧夏 750001）

大體積混凝土澆筑施工是水利工程建設(shè)過程中一個比較常見的施工內(nèi)容，在進行大體積澆筑的過程中，常常會有裂縫產(chǎn)生，進而對其他水利設(shè)備的正常使用造成了一定程度的影響，因此混凝土的抗裂技術(shù)一直是水利工程建設(shè)中的一個重點。筆者對大體積混凝土抗裂技術(shù)在水利工程施工中的實際應(yīng)用進行了探討。

大體積混凝土；抗裂技術(shù)；水利工程施工；實際應(yīng)用

在進行大體積混凝土施工的過程中，由于橫截面非常大，一般不會在外力的作用下出現(xiàn)裂縫，但是混凝土在遇到水后溫度會發(fā)生改變，在氣化作用的影響下，會吸收四周的熱量，導致溫度降低，進而使得大體積混凝土的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)收縮。收縮力的大小和溫度的降低幅度有直接的聯(lián)系，如果溫度降低的幅度過大，就會在大體積混凝土的結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生裂縫，影響水利工程的使用性能。

1 造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的因素

1.1 收縮產(chǎn)生的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)在硬化和散熱時會有較大的收縮應(yīng)力產(chǎn)生，尤其對于體積較大的混凝土結(jié)構(gòu)來說，這種情況更加明顯。當混凝土的最大抗拉強度小于收縮應(yīng)力時，混凝土結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生裂縫。對于體積較大的混凝土建筑物來說，即使在收縮量值和水灰比較低的情況下和溫度發(fā)生疊加時，仍然會產(chǎn)生比較大的應(yīng)力，在施工過程中，為了把收縮應(yīng)力控制在一個合理的范圍中，要對混凝土自身的收縮性能進行測試。

1.2 溫度差造成的裂縫

在對大體積混凝土進行一次性的整體澆筑后，水泥水化過程中產(chǎn)生的熱量散發(fā)困難，并且聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進而導致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度提高，并伴隨著會有壓應(yīng)力出現(xiàn)，而混凝土結(jié)構(gòu)表面的熱量散發(fā)起來會比較快，出現(xiàn)拉應(yīng)力，加大溫度的差異化，當混凝土內(nèi)部的極限抗拉強度低于表面拉應(yīng)力時，混凝土表面就會出現(xiàn)裂縫。另外，使用的施工水泥的質(zhì)量不合格時，會出現(xiàn)龜裂的情況，也需要注意。

2 水利工程施工中的混凝土抗裂技術(shù)

2.1 控制收縮裂縫的方法

在對混凝土進行配置時，使用的骨料、水泥、外加劑和摻合料都要符合施工的要求，確定出合理的水灰比例，以此來避免收縮裂縫產(chǎn)生，確保混凝土的質(zhì)量。

（1）一般情況下，在大體積混凝土施工過程中，骨料占到總體積的81%～84%。在進行骨料的選擇時，要盡可能選擇巖石彈模較低、線膨脹系數(shù)小、級配良好、沒有弱包裹層、表面干凈的骨料。在選擇砂石時，可以在符合骨料要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際情況增加細粉和石粉的含量，以此來提高混凝土的抗裂性、耐久性、密實性和工作性能。經(jīng)試驗證明，在砂子中，石粉的含量最好控制在16%～19%之間。

（2）在選擇水泥材料時，要對水泥的品種進行控制，使用的水泥品種不能過多，認真檢查送入到工地的水泥，保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量的合格，同時要進行混凝土試驗，大壩的混凝土要盡可能使用低含堿期、低發(fā)熱量、塑性好、強度高、初凝時間長的特制水泥。

（3）在混凝土凝固的過程中，外加劑是一個非常重要的材料，可以有效的提高混凝土的熱學性能、力學性能，對新拌混凝土的工作度進行改善。

（4）在混凝土中摻入煤灰，主要是為了對混凝土的抗裂性能進行提升，選擇時，要選擇經(jīng)過試驗，符合相關(guān)規(guī)定要求的活性材料作為水泥摻合料，從而來確保混凝土的壽命和強度，粉煤灰的細度要和水泥顆粒的細度相同，堿的含量和硫的含量不可以過高。

（5）在配置混凝土的過程中，為了配置出可以進行澆筑的合格混凝土，要在保證水泥保水性、黏聚性和流動性的基礎(chǔ)上，盡可能的降低單位用水量和水泥的使用量，如表1所示。

表1 水工混凝土水泥的最小使用量和最大水灰比

2.2 控制溫差裂縫的方法

在控制溫差裂縫的過程中，不僅要提高混凝土澆筑的施工技術(shù)，還要對混凝土配置過程中的各種因素進行考慮。下面是幾個主要的裂縫控制方法。

（1）提升混凝土的振搗澆灌和密實度。混凝土澆筑入模后，要盡快進行振搗施工，可以使用兩次振搗的技術(shù)對于體積比較大的混凝土進行施工，以此來保證混凝土拌合物的均勻性和密實程度。

（2）降低澆筑層的厚度和澆筑速度。分段分層結(jié)構(gòu)、全面分層結(jié)構(gòu)和斜面分層結(jié)構(gòu)是大體積混凝土的主要結(jié)構(gòu)，在實際的施工過程中，要根據(jù)混凝土的供應(yīng)能力、振搗的方法和實際的大小，選擇出合理的澆筑方案。

（3）控制拆模的時間。要保證混凝土現(xiàn)場試塊的強度符合規(guī)定的要求，在拆模時，要盡量延遲拆模的時間，混凝土在拆模后，表面溫度降低要控制在15℃以內(nèi)。

（4）使用綜合措施對混凝土的初始溫度進行控制。要對混凝土拌合物出料口的溫度進行限制，以此來對混凝土的初始溫度進行控制，要把冷水管預埋到壩體的混凝土中，并分別進行一、二期通水冷卻。

2.3 控制安定性裂縫的方法

在對混凝土進行配料時，要對成分進行全面的檢查，以此來防止因為水泥安定性不達標而出現(xiàn)的翹曲變形和膨脹性裂紋的情況。

3 混凝土的補強處理

在使用上面方法對大體積混凝土的裂縫進行處理后，仍然存在一些沒有辦法消除的裂縫，此時就需要對混凝土進行補強處理。

（1）進行灌漿處理。在對混凝土裂縫進行處理的過程中，補強灌漿是一個非常有效的處理方法，灌漿處理主要是對需要進行補強灌漿的混凝土進行鉆孔灌漿。

（2）結(jié)構(gòu)補強。在混凝土大壩有比較嚴重的質(zhì)量問題出現(xiàn)時，要對結(jié)構(gòu)進行處理。主要使用的結(jié)構(gòu)補強方法有兩種，一種是在壩體穩(wěn)定后，順著裂縫進行挖槽，槽的寬度要控制在1m左右，并把兩面都鑿成鍵槽的形狀，然后使用質(zhì)量良好的混凝土進行回填。另外一種是在進行小豐滿補強時使用鋼筋錨栓。其中第一種處理方法是效果較好的一種方法。

（3）對挖除的地方進行回填。在遇到混凝土強度不足、澆筑事故和裂縫事故時，單純的使用水泥灌漿的方法是無法達到預期的效果的，即使使用補強措施也沒有辦法達到設(shè)計的效果，此時就需要對其進行挖除，并重新進行回填。

4 施工中的注意事項

4.1 對泌水進行處理

在進行大體積混凝土振搗和澆筑時，很容易出現(xiàn)泌水的情況，隨著泌水情況的不斷加劇，會對部分混凝土強度的指標造成影響，所以要使用相應(yīng)的方法來對泌水的情況排除，通常情況下，向上涌出的浮漿和泌水會沿著混凝土澆筑的坡面流入到坑底，在施工的過程中，可以根據(jù)施工的流水，把大多數(shù)的分泌水排放到集水井坑和排水坑中，再使用潛水泵把水排掉，對于泌水量比較少的情況，可以使用海綿進行清除。

4.2 混凝土防裂技術(shù)的施工重點

（1）由于大體積混凝土施工的過程中，會在外界環(huán)境溫度的影響下，導致混凝土內(nèi)部和表面出現(xiàn)溫度差，如果外界環(huán)境的溫度突然降低，就會提高混凝土內(nèi)部溫度和表層溫度差的梯度，在進行澆筑和振搗后，要立即使用長度為兩米的括尺，清除掉多余的浮漿層，根據(jù)設(shè)定的標高控制點，對混凝土的表面進行括拍平整，使用混凝土對出現(xiàn)凹坑的位置進行填充，當混凝土收漿快要初凝的時候，在對混凝土面進行二次磨光，在混凝土凝固的過程中，禁止不相干的人員在未凝固好的混凝土表面走動，同時要使用保護層覆蓋在混凝土的表面，對混凝土進行養(yǎng)護。

（2）在大體積混凝土經(jīng)過振搗后，水泥漿一般會非常的厚，很容易有裂縫出現(xiàn)在表面，在對最上層的混凝土進行振搗時，為了防止在混凝土表層出現(xiàn)厚度過大的浮漿層，要對振搗的時間進行控制。

5 結(jié) 語

總而言之，在水利工程建設(shè)的過程中，對混凝土材料的選擇、施工的具體流程、混凝土施工的配置都要嚴格按照相關(guān)標準規(guī)定進行，以確保水利工程建設(shè)的施工質(zhì)量。

[1] 曾健.水利工程施工中大體積混凝土裂縫的防治[J].廣東科技,2007(11).

[2] 韓星亮,呂海江,張景峰.水工大體積混凝土裂縫的分析與防治[J].北京水務(wù),2009(6).

[3] 盛莉.水利工程大體積混凝土裂縫的控制措施[J].吉林水利,2006(11).

[4] 羅君.水利工程中大體積混凝土施工技術(shù)的具體應(yīng)用[J].中國科技博覽,2010(32).

[5] 王偉,楊紅蓮.大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫成因及預防措施[J].黑龍江科技信息,2009(03).

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.05.023

TU37

B

1008-1305（2014）05-0065-03

郭大勇（1978年-），男，工程師。