淺析水運(yùn)工程大體積混凝土防裂措施

孟 巖

錦州水運(yùn)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督處

淺析水運(yùn)工程大體積混凝土防裂措施

孟 巖

錦州水運(yùn)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督處

在水運(yùn)工程混凝土施工過(guò)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(huán)節(jié)，采取行之有效的措施加強(qiáng)水運(yùn)工程大體積混凝土防裂控制有著極為重要的意義。

水運(yùn)工程；大體積混凝土；防裂措施

大體積混凝土是“預(yù)計(jì)因膠凝材料水化熱等因素引起混凝土溫度變化導(dǎo)致裂縫，或結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸等于或大于1m的混凝土”，《水運(yùn)工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)規(guī)程》從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面對(duì)大體積混凝土進(jìn)行了定義。大體積混凝土的特點(diǎn)主要是膠凝材料在水化反應(yīng)過(guò)程中釋放出大量的熱量，這些熱量積聚在混凝土內(nèi)部不易散發(fā)，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(nèi)部或外部約束時(shí)產(chǎn)生拉應(yīng)力，超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度易導(dǎo)致開(kāi)裂。

大體積混凝土的開(kāi)裂問(wèn)題一直制約著大體積混凝土的質(zhì)量改進(jìn)，是水運(yùn)工程施工的質(zhì)量通病，究其原因是受多種因素影響的，無(wú)論是混凝土內(nèi)部收縮，還是外部溫度變化以及外力作用，都可能引發(fā)大體積混凝土裂縫現(xiàn)象，影響水運(yùn)工程整體施工質(zhì)量與使用性能。因此，我們必須提高對(duì)大體積混凝土施工裂縫問(wèn)題的重視，積極分析混凝土裂縫的成因，并結(jié)合工程實(shí)際情況，以“預(yù)防為主、治理為輔”作為原則，制定科學(xué)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(chǎn)生的概率，提高水運(yùn)工程混凝土施工質(zhì)量。一般來(lái)說(shuō)，可從以下幾個(gè)方面采取相應(yīng)的防裂措施：

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制

大體積混凝土應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境選擇合理的結(jié)構(gòu)型式、構(gòu)造措施和混凝土強(qiáng)度等級(jí)。結(jié)構(gòu)型式應(yīng)簡(jiǎn)單，即采取平順、少棱角和少突變等結(jié)構(gòu)型式。一方面可減少結(jié)構(gòu)自身約束，另一方面方便采取保溫等溫控措施。應(yīng)減少應(yīng)力集中，降低基礎(chǔ)約束，并應(yīng)考慮溫度應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，配置必要的構(gòu)造鋼筋。通過(guò)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(kuò)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(fù)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(qiáng)水泥。所用水泥必須符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8%。

2.骨料。粗骨料應(yīng)潔凈、堅(jiān)固、級(jí)配良好，粗骨料含泥量不應(yīng)大于1%，其中泥塊含量不應(yīng)大于0.5%。細(xì)骨料宜采用級(jí)配穩(wěn)定的中砂，細(xì)骨料含泥量不應(yīng)大于3%，其中泥塊含量不應(yīng)大于1%。嚴(yán)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(qiáng)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(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。大體積混凝土采用粉煤灰作為礦物摻合料時(shí)，應(yīng)選用Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)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(zhì)量應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)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(yīng)進(jìn)行膠凝材料相容性檢驗(yàn)，摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。纖維的摻入可以提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

(二)嚴(yán)格檢查和控制原材料

對(duì)所用原材料要按照設(shè)計(jì)和相關(guān)規(guī)范要求嚴(yán)格進(jìn)行檢驗(yàn)，確保所檢驗(yàn)的指標(biāo)合格，才能夠?qū)ζ溥M(jìn)行運(yùn)用，提高大體積混凝土的穩(wěn)定性，從而防止大體積混凝土因原材料不合格而產(chǎn)生裂縫。

三、配合比設(shè)計(jì)控制

混凝土原料的合理配比，是提高混凝土性能的關(guān)鍵，同時(shí)也是保證混凝土質(zhì)量的重點(diǎn)。大體積混凝土配合比應(yīng)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(yīng)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(guò)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(dá)到減少水泥用量，降低混凝土水化熱總量，減小混凝土內(nèi)部溫度變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大體積混凝土防裂的目的。

四、施工過(guò)程控制

(一)嚴(yán)格控制混凝土施工溫度

施工中應(yīng)控制大體積混凝土的澆筑溫度，充分利用低溫季節(jié)施工。熱天施工應(yīng)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(jìn)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(yīng)采取下列措施：1.混凝土入模溫度不低于5℃；2.料場(chǎng)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(yǎng)護(hù)。

(二)降低混凝土內(nèi)表溫差和控制降溫速率

當(dāng)混凝土早期升溫時(shí)，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(dòng)水散熱；3.采用鋼模板；4.布設(shè)冷卻水管。澆筑前冷卻水管應(yīng)進(jìn)行壓水試驗(yàn)，管道系統(tǒng)不得漏水。在混凝土降溫階段應(yīng)采取下列保溫措施：1.在寒冷季節(jié)推遲拆模時(shí)間，拆模后采用草袋、帆布、塑料薄膜覆蓋等保溫措施；2.對(duì)于地下結(jié)構(gòu)及時(shí)回填保溫、減小干縮。

(三)把握好澆筑工藝

工程經(jīng)驗(yàn)表明，混凝土的澆筑厚度應(yīng)根據(jù)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(yán)禁出現(xiàn)施工冷縫。頂層混凝土澆筑完畢，初凝前必須進(jìn)行二次抹面并及時(shí)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(shí)度，減少表面微裂縫。

(四)加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜少于14d。養(yǎng)護(hù)宜采取覆蓋、蓄水、灑水、噴霧和涂養(yǎng)護(hù)劑等措施，不得采用海水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)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(nèi)部和表面溫度應(yīng)控制在設(shè)計(jì)要求的溫差內(nèi)，當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí)，溫差不宜超過(guò)25℃。

綜上所述，在水運(yùn)工程混凝土施工中，大體積混凝土裂縫是較為常見(jiàn)的，因此我們要對(duì)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(fā)生幾率，提高水運(yùn)工程施工質(zhì)量。

[1] JTS 202-2011.水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范[S].

[2] JTS 202-1-2010.水運(yùn)工程大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)規(guī)程[S].