水利施工中大體積混凝土的抗裂技術分析

侯玉超 張海寧

摘要：大體積混凝土裂縫控制對水利工程的質量有著重要影響，也是整個工程順利發揮作用的關鍵，對整個工程的安全性和耐久性均有重要意義。因此，有關工作人員應對各種因素進行考慮，制定合理的施工方案，防范裂縫出現，增強工程質量。最好在工程正式開始之前就對可能造成裂縫出現的各種因素進行清除梳理，制定詳細的控制措施，將裂縫出現的可能性降到最低限度。

關鍵詞：水利施工；大體積混凝土；抗裂技術；應用

1 引言

大體積混凝土對水利工程的質量產生重要影響，也是整個工程順利發揮作用的關鍵。因此，需要嚴格規范施工，仔細落實每一個施工環節，認真妥善地作好澆筑后的養護工作，才能夠有效的防治裂縫的出現，保證工程的建設質量。

2 大體積混凝土產生裂縫的原因

2.1 水泥水化熱影響

水泥水化熱指的是水泥與水作用時會釋放出大量的熱，混凝土中的主要成分為水泥，在施工時水泥會與水發生反應，而釋放的熱量會導致混凝土的溫度急劇上升，混凝土的體積越大，溫度也越高，每一立方米混凝土中的水泥含量增加十千克，水化熱溫度也將提高1℃，且混凝土不具備良好的導熱性能，一旦溫度升高、熱量積聚，便很難散失，這種溫度上的劇烈變化以及內外差導致混凝土出現了裂縫。

2.2 混凝土收縮

由于水泥在水化過程中水分的蒸發，且蒸發量的多少直接影響到大體積混凝土的穩定性，若在攪拌過程中蒸發量過多，超出混凝土的配合比例，混凝土會因收縮產生縫隙。

2.3 設計與施工不合理

大體積混凝土在設計上需要加大鋼筋含量，減小鋼筋間距，這樣才能借助鋼筋的強度和韌性有效地抵消內部拉應力，避免裂縫的產生，然而一些施工企業為追求經濟效益而反向行之，導致鋼筋的保護效用下降，混凝土的脆性增強，繼而容易出現裂縫。且在施工時，混凝土澆筑要均勻搗灰，一旦澆筑不均，則會造成混凝土中水泥含量激增，則溫度應力和收縮應力將會使大體積混凝土產生裂縫。

2.4 溫差裂縫

當大體積混凝土內部溫度和外部表面溫度相差較大時，極易導致混凝土出現溫度裂紋。使用大體積混凝土時常被一次全部進行澆筑，對于大體積混凝土來說，其內部的水泥遇水會產生化學反應散發熱量，當時內部熱量不易向外進行散發，溫度就會較高，然而混凝土表層熱量極易散發，相應的溫度就較低，這樣混凝土內部和外部的溫度存在差異和相反的壓力差。

3 水利施工中大體積混凝土抗裂技術的應用

3.1 原料的選用

溫度應力是造成裂縫出現的重要成因，混凝土溫升和水泥的水化熱存在直接聯系，為了阻止溫升導致的裂縫，水泥的選擇十分重要。在選擇水泥之前應對整個工程的實際情況進行全面調查，可以選用水熱化比較低的水泥，比如礦渣硅酸鹽水泥等。有研究表明，隨著水泥用量的增加，其水化熱作用就會讓混凝土提升相應的溫度，因此在工程施工之中盡量減少水泥的使用量。要根據實際情況持續調整骨料的級配，增加最大骨料粒徑。

3.2 消除或降低約束的方法

在已有混凝土的基礎上進行澆灌大體積混凝土時，應在已有的混凝土上鋪蓋瀝青或者油氈紙；在基礎巖石上進行澆灌大體積混凝土時，應在巖石上鋪設一層破碎的砂石；如果要澆灌的大體積混凝土兩側有舊混凝土或者巖石的時候，也應在兩側覆蓋油氈紙，使其與新澆灌的混凝土隔離開來。

3.3 降低混凝土澆筑溫度

使混凝土溫度降低的方法有兩種：一種是后冷法，意思就是先進行混凝土澆筑，澆筑完之后對其進行降溫，一般都是在混凝土內部埋設冷水管，在澆筑完成后將冷水管內通入低溫液體，使其混凝土降溫，這種方法冷損失小，效果明顯；另一種是預冷法，意思就是先將混凝土降溫，然后再進行澆筑，一般就是在混凝土中加入冰塊或者將混凝土骨料進行降溫冷卻。

3.4 優化控制混凝土配合比

配合比設計時，依據實際情況以降低水化熱溫升為前提，正確選取水泥型號、摻合料與外加劑。一般選擇采用低熱礦渣水泥，中熱硅酸鹽水泥，減少水泥用量及改善混凝土的和易性，應考慮摻入優質摻合料如粉煤灰等，可降低混凝土的絕熱溫升、提高混凝土抗裂能力，選擇粗細骨料級配良好并盡可能選用較大的骨料用量，嚴格控制砂石骨料的含泥量，選擇合理的水灰比，在滿足施工和易性和強度的條件下，可適量摻入減水劑，可減少用水量，節約水泥、降低絕熱溫升。

3.5 灌漿嵌縫充填

如果裂縫已經對結構整體的承載性能和安全性都形成負面影響時，或混凝土防滲性能要求很高時，通常使用這種方法。通常有可以具體分為壓力注漿法、涂抹封閉及開槽填補法等三種方法。前者主要用在維護寬度在0.2 到0.3mm 之間的裂縫。具體來說，將混凝土表面清理干凈，尤其是裂縫四周，將注漿嘴粘在密閉裂縫上，開展試漏試驗，攪拌好注漿液，在壓力機的支持下進行兩次灌漿，注漿完成之后，將混凝土表面處理干凈。如果混凝土外表的裂紋非常多，一般方法難以奏效。第二種方法主要被用在寬度低于0.2mm 的裂縫，使用這種方式可以起到防水作用，同樣也可以組織裝飾層的碳化，還能低于一些腐蝕離子的侵害。最后一種方法具體來說，使用錘子與扁鏟沿著縫隙鑿除一個U型槽，這個槽的深度與寬度都保持在40mm 左右，在槽內的各個面涂上漿液，將事先攪拌好的水泥砂漿填充到槽中，使用抹刀壓勻，并修理憑證。養護過程開始之后不能淋雨、風吹日曬，使用塑料薄膜覆蓋混凝土的方式能達到最佳效果。

3.7 大體積混凝土裂縫的修補技術

①補強灌漿技術。該技術的實地應用效果較好，能夠對一般的混凝土裂縫起到較好的修補作用。補強灌漿技術需逐級加密布置灌漿口，具體的操作如下：在裂縫處鉆孔，通過灌漿來修補大體積混凝土裂縫。②混凝土回填技術。混凝土回填是針對原有混凝土的強度不夠，需要將混凝土結構挖除，重新填入優質的混凝土。③鋼筋錨栓加固。對于補強灌漿技術無法修補的裂縫可以采用鋼筋加固的方法來進一步修補裂縫。對裂縫處鋼筋錨栓進行補強處理；在水利施工基礎穩的前提下，沿著混凝土的裂縫挖開1m左右的槽，沿著槽壁灌入優質的混凝土進行加固。

4 結語

混凝土對水利工程的質量產生了重要影響，也是整個工程順利發揮作用的關鍵。因此，需要嚴格規范施工，仔細落實每一個施工環節，認真妥善地作好澆筑后的養護工作，才能夠有效的防治裂縫的出現，保證工程的建設質量。

參考文獻：

[1]倫紹偉，陳得虎.水利工程中混凝土裂縫產生原因及防治措施分析[J].地下水.2017（04）.

[2]吳俊.探析水利施工中混凝土裂縫的防治技術[J]. 建材與裝飾.2017（20）.

（作者單位：高密市城北水庫運營維護中心1

高密市王吳水庫運營維護中心2）