水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)研究

劉旭洋

摘? 要：混凝土具有高強度、耐久性、可塑性、成本低等優(yōu)點，因此廣泛應(yīng)用在建筑工程中。混凝土作為水利工程建設(shè)的主要建筑材料，混凝土施工質(zhì)量直接關(guān)系到水利工程質(zhì)量。由于混凝土硬化過程中，水泥發(fā)生水熱化反應(yīng)，釋放大量的熱量，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差大，引起收縮裂縫和溫度應(yīng)力裂縫，如果裂縫范圍進一步擴大，可能威脅到水利工程的質(zhì)量和安全。本文主要分析了水利工程施工過程中的混凝土裂縫原因，以及水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)要點，希望提高混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水利工程;混凝土裂縫;施工質(zhì)量

引言：

水利工程具有防洪、灌溉、航運、發(fā)電以及進行水量的調(diào)節(jié)和分配等功能，滿足人們生活、生產(chǎn)所需的用水。為了滿足經(jīng)濟建設(shè)需求，全國各地大規(guī)模建設(shè)水利工程，水利工程的數(shù)量和規(guī)模不斷擴大。混凝土是由水泥、砂石骨料、水、添加劑等構(gòu)成的人造石材，是水利工程的主要建設(shè)材料。由于混凝土本身是一種多孔材料，混凝土硬化后，結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)一定的裂縫，如果混凝土裂縫過大，則可能影響到混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與安全。因此水利工程建設(shè)過程中，必須嚴格控制混凝土裂縫，通過添加減水劑、礦物質(zhì)材料、鋼纖維材料等，提高混凝土密實度和強度，減少混凝土的自收縮性和溫差應(yīng)力，提高混凝土的強度。

1.水利工程施工中的混凝土裂縫原因

1.1混凝土溫度應(yīng)力

混凝土材料澆筑后，混合物中的水泥發(fā)生水熱化反應(yīng)，并散發(fā)大量的熱量，由于混凝土內(nèi)部的散熱條件差，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱量無法快速擴大，混凝土結(jié)構(gòu)外部散熱條件好，熱量散發(fā)的速度比較快，從而導(dǎo)致內(nèi)外溫差比較大。如果混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差超過了混凝土材料的最大拉應(yīng)力，則混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫。

1.2混凝土自收縮性

混凝土中含有一定的水分，水泥水熱化現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土材料中的水分蒸發(fā)，造成混凝土體積干燥收縮，收縮性是檢驗混凝土強度的重要指標(biāo)。混凝土的收縮量與混凝土的強度有關(guān)，混凝土強度越大，則混凝土的自收縮性越大。普通混凝土自收縮率為20-100 ，高性能混凝土自收縮可以達到200-300 ，如果混凝土的自收縮性比較大，混凝土中的大量水分被蒸發(fā)，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形裂縫[1]。

1.3施工不當(dāng)

混凝土是由膠凝劑水泥、砂石骨料、水以及構(gòu)成的混合材料，混凝土的強度不同各種材料的配比也不同。根據(jù)工程項目的需求，需要合理配置混凝土的配比，確保混凝土材料符合施工要求。在施工過程中，如果混凝土結(jié)構(gòu)的配比不符合施工要求，可能影響到混凝土最終硬化效果，混凝土結(jié)構(gòu)的強度、抗剪切力無法達到設(shè)計要求。在荷載和非荷載作用下，容易出現(xiàn)變形裂縫。其次，混凝土施工過程中，施工人員沒有按照混凝土施工工藝作業(yè)，混凝土澆筑過程中，沒有進行振搗、擠壓，導(dǎo)致混凝土中含有大量多孔氣泡，從而影響到混凝土的密實度。混凝土澆筑后，沒有及時灑水、覆膜、鋪草袋進行保養(yǎng)以及溫度監(jiān)測，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生溫差應(yīng)力過大，引起混凝土裂縫[2]。

2.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)

2.1實時監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度

水利水工建筑、圍堰結(jié)構(gòu)、大壩等結(jié)構(gòu)需要大量的混凝土材料，混凝土結(jié)構(gòu)體積大，施工過程中，難免出現(xiàn)溫度裂縫，因此需要將溫度裂縫控制在水利工程施工允許的范圍內(nèi)。利用測溫儀和傳感器，實時監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度變化，降低最高溫升，降低混凝土結(jié)構(gòu)表面的溫度梯度和內(nèi)外溫差，讓混凝土的溫度分布均勻，溫度梯度控制在合理的范圍內(nèi)，并有效控制混凝土結(jié)構(gòu)的溫度下降速度以及上下層溫差，這樣可以防止混凝土層間裂縫。具體操作方法如下：混凝土澆筑過程中，需要在混凝土底板的上、中、下位置設(shè)置溫度傳感器和測溫儀，各個監(jiān)測點的距離大于0.5米，實施監(jiān)測混凝土材料的入模溫度、施工環(huán)境溫度、混凝土初凝溫度。各個測點的測量時間從混凝土澆筑10小時后開始進行測量，混凝土澆筑后三天內(nèi)2小時測量一次，3-7天之內(nèi)4小時測量一次，7-15天內(nèi)6小時測量一次，直到混凝土的溫度相對穩(wěn)定。如果混凝土結(jié)構(gòu)在測量過程中，出現(xiàn)溫度過高或者過低，需要及時查明原因，并采取相應(yīng)的措施，防止混凝土裂縫進一步擴大[3]。根據(jù)《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》的要求，混凝土中心溫度和混凝土的表面溫度差不能大于25℃，混凝土結(jié)構(gòu)的表面溫度與大氣溫度差異不能大于20℃，混凝土降溫速度不能超過2℃/天。

2.2優(yōu)化混凝土配比

混凝土本質(zhì)是一種多孔的混合物，混凝土的水灰比、水泥品種、砂石骨料的配置和用量、成型以及養(yǎng)護都會影響到混凝土的強度。因此，必須合理配置混凝土各種材料的比例，才能改善混凝土的抗拉強度。混凝土在配置的時候，需要根據(jù)水利工程對混凝土的和易性、耐久性、強度等要求，選擇合適的原材料，并進行科學(xué)配比。水泥選擇普通的碳酸鹽水泥，砂石骨料分為粗砂石和細砂石，粗骨料可以采用天然的巖石和鵝卵石進行破碎，選擇顆粒直徑大于5mm的碎石和卵石，含水率小于1%;細骨料是砂石顆粒直徑在0.16—5mm之間的骨料，主要是天然砂石風(fēng)華后形成或者不同礦物質(zhì)顆粒形成的混合物，包括河沙、海沙。按照《水工混凝土施工規(guī)范》DL/T5144-2015的要求，細骨料的砂模數(shù)控制在2.8-2.85之間，含泥量小于3%。在選擇材料的時候，必須按照《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗收方法》的要求，將砂石骨料中的硫酸鹽、淤泥、粘土、硫化物等有害雜質(zhì)去除，以免影響到整個混合物的質(zhì)量[4]。混凝土材料中的水采用自來水，為了減少水泥水熱化現(xiàn)象，還可以在混凝土增加粉煤灰、減少劑等添加劑。粉煤灰可以減少混凝土材料的堿—集料反應(yīng)，可以有效控制混凝土結(jié)構(gòu)的溫度裂縫，減少內(nèi)外溫差;減水劑可以減少水泥水熱化現(xiàn)象，有效控制內(nèi)部溫度。

2.3加強混凝土施工過程控制

由于水利工程現(xiàn)場施工人員比較多，必須嚴格控制現(xiàn)場混凝土的施工過程，降低施工不當(dāng)引起的混凝土裂縫。混凝土材料運輸?shù)浆F(xiàn)場以后，施工人員需要對混凝土材料進行檢測，檢查混凝土的坍落度、強度，以免混凝土材料出現(xiàn)硬塊。大體積混凝土結(jié)構(gòu)采用分層分段澆筑方式，從底層開始澆筑，澆筑到一定面積后開始澆筑第二層，并按照這樣的方式逐漸澆筑其他層[5]。澆筑到頂層后，第一層末端混凝土還沒有初凝時，第二段需要開始分層澆筑。混凝土在澆筑的時候，還要配合振搗棒進行振搗，在振搗的時候，盡量避免碰觸到預(yù)埋件，以免造成位移。混凝土澆筑以后，需要在混凝土結(jié)構(gòu)表面覆蓋薄膜、草袋，對混凝土結(jié)構(gòu)進行保溫保濕，防止混凝土結(jié)構(gòu)散熱過快。

結(jié)束語：

混凝土作為水利工程主要的建筑材料，混凝土的施工質(zhì)量直接影響到水利工程的質(zhì)量。由于混凝土屬于多孔混合材料，混凝土容易出現(xiàn)溫差裂縫、收縮裂縫裂縫。在施工過程中，施工人員必須優(yōu)化混凝土的配比、實時監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)的溫度，提高混凝土施工質(zhì)量。

參考文獻

[1]? 蔡曉輝.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)解析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2020，（6）：2783-2783.

[2]? 張維.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)解析[J].裝飾裝修天地，2019，（18）：391-392.

[3]? 徐歡，吳镕，張磊.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019，（20）：1602-1602.

[4]? 張士兵.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)分析[J].科技與創(chuàng)新，2019，（14）：62-63.

[5]? 楊麗佳.水利工程施工中控制混凝土裂縫的技術(shù)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2019，（18）：2901-2901.