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(gè)比較常見的施工內(nèi)容，在進(jìn)行大體積澆筑的過程中，常常會(huì)有裂縫產(chǎn)生，進(jìn)而對(duì)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(gè)重點(diǎn)。筆者對(duì)大體積混凝土抗裂技術(shù)在水利工程施工中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了探討。

大體積混凝土；抗裂技術(shù)；水利工程施工；實(shí)際應(yīng)用

在進(jìn)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(huì)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(huì)發(fā)生改變，在氣化作用的影響下，會(huì)吸收四周的熱量，導(dǎo)致溫度降低，進(jìn)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(huì)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(shí)會(huì)有較大的收縮應(yīng)力產(chǎn)生，尤其對(duì)于體積較大的混凝土結(jié)構(gòu)來說，這種情況更加明顯。當(dāng)混凝土的最大抗拉強(qiáng)度小于收縮應(yīng)力時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。對(duì)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(shí)，仍然會(huì)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(gè)合理的范圍中，要對(duì)混凝土自身的收縮性能進(jìn)行測(cè)試。

1.2 溫度差造成的裂縫

在對(duì)大體積混凝土進(jìn)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(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度提高，并伴隨著會(huì)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(huì)比較快，出現(xiàn)拉應(yīng)力，加大溫度的差異化，當(dāng)混凝土內(nèi)部的極限抗拉強(qiáng)度低于表面拉應(yīng)力時(shí)，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)裂縫。另外，使用的施工水泥的質(zhì)量不合格時(shí)，會(huì)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(duì)混凝土進(jìn)行配置時(shí)，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?；炷恋馁|(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(jìn)行骨料的選擇時(shí)，要盡可能選擇巖石彈模較低、線膨脹系數(shù)小、級(jí)配良好、沒有弱包裹層、表面干凈的骨料。在選擇砂石時(shí)，可以在符合骨料要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況增加細(xì)粉和石粉的含量，以此來提高混凝土的抗裂性、耐久性、密實(shí)性和工作性能。經(jīng)試驗(yàn)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(shí)，要對(duì)水泥的品種進(jìn)行控制，使用的水泥品種不能過多，認(rèn)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(shí)要進(jìn)行混凝土試驗(yàn)，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(qiáng)度高、初凝時(shí)間長(zhǎng)的特制水泥。

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

（4）在混凝土中摻入煤灰，主要是為了對(duì)混凝土的抗裂性能進(jìn)行提升，選擇時(shí)，要選擇經(jīng)過試驗(yàn)，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?；炷恋膲勖蛷?qiáng)度，粉煤灰的細(xì)度要和水泥顆粒的細(xì)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(jìn)行澆筑的合格混凝土，要在保證水泥保水性、黏聚性和流動(dòng)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(duì)混凝土配置過程中的各種因素進(jìn)行考慮。下面是幾個(gè)主要的裂縫控制方法。

（1）提升混凝土的振搗澆灌和密實(shí)度?；炷翝仓肽：?，要盡快進(jìn)行振搗施工，可以使用兩次振搗的技術(shù)對(duì)于體積比較大的混凝土進(jìn)行施工，以此來保證混凝土拌合物的均勻性和密實(shí)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(shí)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(shí)際的大小，選擇出合理的澆筑方案。

（3）控制拆模的時(shí)間。要保證混凝土現(xiàn)場(chǎng)試塊的強(qiáng)度符合規(guī)定的要求，在拆模時(shí)，要盡量延遲拆模的時(shí)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(duì)混凝土的初始溫度進(jìn)行控制。要對(duì)混凝土拌合物出料口的溫度進(jìn)行限制，以此來對(duì)混凝土的初始溫度進(jìn)行控制，要把冷水管預(yù)埋到壩體的混凝土中，并分別進(jìn)行一、二期通水冷卻。

2.3 控制安定性裂縫的方法

在對(duì)混凝土進(jìn)行配料時(shí)，要對(duì)成分進(jìn)行全面的檢查，以此來防止因?yàn)樗喟捕ㄐ圆贿_(dá)標(biāo)而出現(xiàn)的翹曲變形和膨脹性裂紋的情況。

3 混凝土的補(bǔ)強(qiáng)處理

在使用上面方法對(duì)大體積混凝土的裂縫進(jìn)行處理后，仍然存在一些沒有辦法消除的裂縫，此時(shí)就需要對(duì)混凝土進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

（1）進(jìn)行灌漿處理。在對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行處理的過程中，補(bǔ)強(qiáng)灌漿是一個(gè)非常有效的處理方法，灌漿處理主要是對(duì)需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)灌漿的混凝土進(jìn)行鉆孔灌漿。

（2）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)。在混凝土大壩有比較嚴(yán)重的質(zhì)量問題出現(xiàn)時(shí)，要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。主要使用的結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)方法有兩種，一種是在壩體穩(wěn)定后，順著裂縫進(jìn)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(jìn)行回填。另外一種是在進(jìn)行小豐滿補(bǔ)強(qiáng)時(shí)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(duì)挖除的地方進(jìn)行回填。在遇到混凝土強(qiáng)度不足、澆筑事故和裂縫事故時(shí)，單純的使用水泥灌漿的方法是無法達(dá)到預(yù)期的效果的，即使使用補(bǔ)強(qiáng)措施也沒有辦法達(dá)到設(shè)計(jì)的效果，此時(shí)就需要對(duì)其進(jìn)行挖除，并重新進(jìn)行回填。

4 施工中的注意事項(xiàng)

4.1 對(duì)泌水進(jìn)行處理

在進(jìn)行大體積混凝土振搗和澆筑時(shí)，很容易出現(xiàn)泌水的情況，隨著泌水情況的不斷加劇，會(huì)對(duì)部分混凝土強(qiáng)度的指標(biāo)造成影響，所以要使用相應(yīng)的方法來對(duì)泌水的情況排除，通常情況下，向上涌出的浮漿和泌水會(huì)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(duì)于泌水量比較少的情況，可以使用海綿進(jìn)行清除。

4.2 混凝土防裂技術(shù)的施工重點(diǎn)

（1）由于大體積混凝土施工的過程中，會(huì)在外界環(huán)境溫度的影響下，導(dǎo)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(huì)提高混凝土內(nèi)部溫度和表層溫度差的梯度，在進(jìn)行澆筑和振搗后，要立即使用長(zhǎng)度為兩米的括尺，清除掉多余的浮漿層，根據(jù)設(shè)定的標(biāo)高控制點(diǎn)，對(duì)混凝土的表面進(jìn)行括拍平整，使用混凝土對(duì)出現(xiàn)凹坑的位置進(jìn)行填充，當(dāng)混凝土收漿快要初凝的時(shí)候，在對(duì)混凝土面進(jìn)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(dòng)，同時(shí)要使用保護(hù)層覆蓋在混凝土的表面，對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

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

5 結(jié) 語

總而言之，在水利工程建設(shè)的過程中，對(duì)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(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，以確保水利工程建設(shè)的施工質(zhì)量。

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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。