淺析水運工程大體積混凝土防裂措施

孟 巖

錦州水運工程質量與安全監督處

淺析水運工程大體積混凝土防裂措施

孟 巖

錦州水運工程質量與安全監督處

在水運工程混凝土施工過程中，大體積混凝土施工裂縫的控制是施工管理中的重要環節，采取行之有效的措施加強水運工程大體積混凝土防裂控制有著極為重要的意義。

水運工程；大體積混凝土；防裂措施

大體積混凝土是“預計因膠凝材料水化熱等因素引起混凝土溫度變化導致裂縫，或結構斷面最小尺寸等于或大于1m的混凝土”，《水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規程》從定性和定量兩個方面對大體積混凝土進行了定義。大體積混凝土的特點主要是膠凝材料在水化反應過程中釋放出大量的熱量，這些熱量積聚在混凝土內部不易散發，引起溫度變化造成混凝土的收縮變形，混凝土收縮變形受到內部或外部約束時產生拉應力，超過混凝土的抗拉強度易導致開裂。

大體積混凝土的開裂問題一直制約著大體積混凝土的質量改進，是水運工程施工的質量通病，究其原因是受多種因素影響的，無論是混凝土內部收縮，還是外部溫度變化以及外力作用，都可能引發大體積混凝土裂縫現象，影響水運工程整體施工質量與使用性能。因此，我們必須提高對大體積混凝土施工裂縫問題的重視，積極分析混凝土裂縫的成因，并結合工程實際情況，以“預防為主、治理為輔”作為原則，制定科學合理的裂縫控制方案，采取有效的防裂措施加以控制，最大程度地降低裂縫產生的概率，提高水運工程混凝土施工質量。一般來說，可從以下幾個方面采取相應的防裂措施：

一、結構設計控制

大體積混凝土應根據結構所處的環境選擇合理的結構型式、構造措施和混凝土強度等級。結構型式應簡單，即采取平順、少棱角和少突變等結構型式。一方面可減少結構自身約束，另一方面方便采取保溫等溫控措施。應減少應力集中，降低基礎約束，并應考慮溫度應力對結構的影響，配置必要的構造鋼筋。通過合理配置鋼筋，增大混凝土的抗拉性能，從而有效限制混凝土裂縫擴展。

二、材料選用控制

(一)合理選擇原材料

1.水泥。大體積混凝土宜采用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥或中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥，不宜使用早強水泥。所用水泥必須符合現行國家標準的規定。水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8%。

2.骨料。粗骨料應潔凈、堅固、級配良好，粗骨料含泥量不應大于1%，其中泥塊含量不應大于0.5%。細骨料宜采用級配穩定的中砂，細骨料含泥量不應大于3%，其中泥塊含量不應大于1%。嚴格控制骨料中的含泥量和堿含量。若骨料中含泥量偏多，不僅增加混凝土的收縮變形，而且降低混凝土的抗拉強度。

3.礦物摻合料。為了降低水化熱，大體積混凝土宜摻加粉煤灰、粒化高爐礦渣粉等礦物摻合料，其質量應符合國家現行有關標準的規定。大體積混凝土采用粉煤灰作為礦物摻合料時，應選用Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰。

4.外加劑。大體積混凝土使用的減水劑、緩凝劑、引氣劑、膨脹劑等外加劑的質量應符合國家現行有關標準的規定。大體積混凝土宜選用緩凝型高效減水劑，其減水率不宜小于18%。外加劑使用前應進行膠凝材料相容性檢驗，摻量應通過試驗確定。纖維的摻入可以提高混凝土的抗拉強度。

(二)嚴格檢查和控制原材料

對所用原材料要按照設計和相關規范要求嚴格進行檢驗，確保所檢驗的指標合格，才能夠對其進行運用，提高大體積混凝土的穩定性，從而防止大體積混凝土因原材料不合格而產生裂縫。

三、配合比設計控制

混凝土原料的合理配比，是提高混凝土性能的關鍵，同時也是保證混凝土質量的重點。大體積混凝土配合比應在滿足施工工藝要求的條件下，選擇較小的坍落度和較小的砂率，使骨料中粗骨料用量相應增多，從而可以降低漿骨比和抑制混凝土收縮，有利于大體積混凝土的抗裂。通過試配摻加適量的粉煤灰和減水劑，可改善拌和物的和易性，降低水灰比，以達到減少水泥用量，降低混凝土水化熱總量，減小混凝土內部溫度變化，進而實現大體積混凝土防裂的目的。

四、施工過程控制

(一)嚴格控制混凝土施工溫度

施工中應控制大體積混凝土的澆筑溫度，充分利用低溫季節施工。熱天施工應采取下列措施：1.混凝土入模溫度不高于30℃；2.混凝土施工安排溫度較低的夜間進行；3.降低骨料和拌和用水的溫度；4.水泥溫度不高于60℃；5.避免混凝土表面驟然降溫。冷天施工應采取下列措施：1.混凝土入模溫度不低于5℃；2.料場遮蓋和拌和用水加熱；3.澆筑完畢后覆蓋保溫；4.不使用冷水養護。

(二)降低混凝土內表溫差和控制降溫速率

當混凝土早期升溫時，宜采取下列散熱措施：1.分層施工，并控制分層厚度；2.頂面灑水或用流動水散熱；3.采用鋼模板；4.布設冷卻水管。澆筑前冷卻水管應進行壓水試驗，管道系統不得漏水。在混凝土降溫階段應采取下列保溫措施：1.在寒冷季節推遲拆模時間，拆模后采用草袋、帆布、塑料薄膜覆蓋等保溫措施；2.對于地下結構及時回填保溫、減小干縮。

(三)把握好澆筑工藝

工程經驗表明，混凝土的澆筑厚度應根據所用振搗器的作用深度及混凝土的和易性確定，泵送混凝土分層厚度不宜大于500mm，非泵送混凝土分層厚度不宜大于300mm。上層混凝土必須在下層混凝土初凝之前澆筑完成，不得隨意留施工縫，嚴禁出現施工冷縫。頂層混凝土澆筑完畢，初凝前必須進行二次抹面并及時覆蓋保濕。大體積混凝土宜采用二次振搗工藝，即在混凝土初凝前再次振搗，增加混凝土的密實度，減少表面微裂縫。

(四)加強混凝土的養護

大體積混凝土澆筑完畢后應及時養護，養護時間不宜少于14d。養護宜采取覆蓋、蓄水、灑水、噴霧和涂養護劑等措施，不得采用海水養護。養護水溫度與混凝土表面溫度之差不宜大于15℃；蓄水深度不宜小于200mm。混凝土內部和表面溫度應控制在設計要求的溫差內，當設計無要求時，溫差不宜超過25℃。

綜上所述，在水運工程混凝土施工中，大體積混凝土裂縫是較為常見的，因此我們要對其加以重視，不斷探索行之有效的防裂措施，降低大體積混凝土裂縫發生幾率，提高水運工程施工質量。

[1] JTS 202-2011.水運工程混凝土施工規范[S].

[2] JTS 202-1-2010.水運工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術規程[S].