水利工程大體積混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)研究

聶方林

（開封市祥符區(qū)水利局，河南 開封 475000）

水利工程大體積混凝土施工關(guān)鍵技術(shù)研究

聶方林

（開封市祥符區(qū)水利局，河南 開封 475000）

隨著水利工程施工技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，大體積混凝土施工技術(shù)在水利工程施工建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。但受多種因素的影響，大體積混凝土容易產(chǎn)生裂縫。本文在分析大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因的基礎(chǔ)上，提出大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施以及大體積混凝土施工技術(shù)。

水利工程；大體積混凝土；施工技術(shù)

1 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

隨著我國科技的發(fā)展與進(jìn)步，工程技術(shù)逐漸趨于成熟，人們開始逐漸將大體積混凝土建筑運(yùn)用在水利工程方面。但同時(shí)，我們也不得不承認(rèn)，隨著大體積混凝土建筑澆筑量越來越大，其中所含鋼筋的數(shù)量越來越多，導(dǎo)致大型混凝土的質(zhì)量逐漸下降，產(chǎn)生各種裂縫，進(jìn)而影響工程質(zhì)量。隨著時(shí)間的推移，我們發(fā)現(xiàn)大體積混凝土塊會由于各種原因開裂，裂縫會造成大體積混凝土塊的安全性、穩(wěn)定性大大降低，有人甚至否定大體積混凝土塊，認(rèn)為其開裂率大于小塊混凝土。所以，當(dāng)務(wù)之急就是找出大體積混凝土塊產(chǎn)生裂縫的原因，并通過該原因提出解決方式，優(yōu)化大體積混凝土塊的理化特性，保證其能為我國水利工程建設(shè)做出巨大貢獻(xiàn)。

1.1 內(nèi)部水化熱產(chǎn)生的裂縫

大體積混凝土澆筑多為一次性完成，所以，在其水化過程中會產(chǎn)生大量的熱量，如果不能用正確的方式及時(shí)將這些熱量處理掉，內(nèi)部熱量將無法正常排出，從而導(dǎo)致大體積混凝土表面溫度與內(nèi)部溫度相差較大，造成溫度差，溫差有時(shí)會達(dá)到60～65℃，而溫度差的產(chǎn)生會導(dǎo)致大體積混凝土建筑內(nèi)部膨脹，受溫度應(yīng)力發(fā)生開裂現(xiàn)象。

1.2 內(nèi)部熱脹冷縮產(chǎn)生的裂縫

混凝土成型后不屬于彈性物質(zhì)，所以，隨著溫度變化，混凝土本身會發(fā)生熱脹冷縮。受外部條件的束縛，大體積混凝土?xí)兇?，在超過其承受范圍后，大體積混凝土就會產(chǎn)生裂縫。

1.3 水分蒸發(fā)產(chǎn)生的裂縫

水泥在固化成混凝土?xí)r，其內(nèi)部所含的大量水分將蒸發(fā)掉。雖然混凝土的剛性強(qiáng)，且混凝土內(nèi)部的粘合力強(qiáng)，但由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了本質(zhì)變化，所以，大體積混凝土難免會由于受力不均而產(chǎn)生裂縫。水分蒸發(fā)的同時(shí)會導(dǎo)致混凝土表面溫度下降，進(jìn)而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也會導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

2 大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的預(yù)防

2.1 對大型混凝土建筑進(jìn)行常規(guī)維護(hù)

常規(guī)維護(hù)通常需要對混凝土進(jìn)行保濕處理，頻率保持在兩周一次。養(yǎng)護(hù)時(shí)，要對混凝土表面的塑料薄膜進(jìn)行檢查，確定其完整性，同時(shí)需要保證混凝土表面的濕度。為此，可以在塑料薄膜以下放置濕度傳感器和報(bào)警器，這樣便可以在第一時(shí)間掌握大型混凝土建筑的資料，對其進(jìn)行管理和跟蹤維護(hù)。

2.2 對大型混凝土建筑的溫差進(jìn)行控制

在水泥固化過程中，其中的水會氣化，導(dǎo)致大體積混凝土建筑內(nèi)外溫度產(chǎn)生差異。水氣的產(chǎn)生與水泥的配比、添加劑及摻和劑的選擇等都有關(guān)系。所以，在配制水泥時(shí)，要注意該配方會不會導(dǎo)致混凝土建筑出現(xiàn)裂縫。

混凝土建筑的保溫主要是依靠塑料薄膜的覆蓋，保證大型混凝土建筑表面溫度與內(nèi)部溫度的溫度差保持在30℃以內(nèi)。同時(shí)，可以通過將溫度傳感器置于混凝土建筑的各部位，準(zhǔn)確把握混凝土建筑的實(shí)時(shí)溫度，進(jìn)而確保混凝土建筑的質(zhì)量。

2.3 對大型混凝土建筑的澆筑方案進(jìn)行控制

要對澆筑方案進(jìn)行控制，首先需要對該大體積混凝土建筑有大致了解，如了解該工程中大體積混凝土建筑的尺寸、搗實(shí)程度、大體積混凝土塊的用途，進(jìn)而在三種大型混凝土建筑澆灌方案中選擇最適合該工程的一項(xiàng)進(jìn)行施工。三種澆灌方案分別為全面分層、斜面分層、分段分層。

2.4 對大型混凝土建筑的密實(shí)度進(jìn)行控制

為了混凝土能在成型固化之前將氣體盡量排除，增加其密實(shí)度，防止大體積混凝土建筑產(chǎn)生裂縫，在實(shí)際生產(chǎn)中，要將混凝土搗實(shí)，即將混凝土充分振搗，將其中的氣體排出。同時(shí)，操作過程中，需要保證每次振搗的混凝土的體積不能過多，否則振搗效果會下降。振搗次數(shù)越多，振搗效果越好，混凝土密實(shí)度越高，開裂性越低。所以，針對體積較大的混凝土建筑物，應(yīng)進(jìn)行多次振搗操作。

2.5 對大型混凝土建筑的初始溫度進(jìn)行控制

由于混凝土建筑會因?yàn)闇夭畲蠖a(chǎn)生裂縫，所以，在生產(chǎn)過程中，應(yīng)對初始溫差進(jìn)行控制。若施工季節(jié)在夏季，應(yīng)該在大體積混凝土建筑的表層多進(jìn)行降溫，人工降溫、物理降溫均可。不推薦化學(xué)降溫，因其容易破壞建筑本身。冬天亦然，可以采用不同方式對大體積混凝土建筑進(jìn)行表面保溫，防止其由于內(nèi)外溫差過大導(dǎo)致大型混凝土建筑產(chǎn)生裂縫［1］。

2.6 對大型混凝土建筑的拆模時(shí)間進(jìn)行控制

由于混凝土建筑外部的塑料薄膜是用來保持混凝土建筑的溫度和濕度的，所以，拆模工作進(jìn)行得越晚越能最大程度上發(fā)揮塑料薄膜的作用。拆模時(shí)間應(yīng)該控制在混凝土建筑幾乎成型以后，保證其內(nèi)部及外部濕度、溫度相同。內(nèi)、外部溫濕度相差越小，該建筑開裂的可能性就越小。同時(shí)，要注意對拆模后的大體積混凝土進(jìn)行邊角的打磨處理。

3 大體積混凝土施工技術(shù)

3.1 充分降低水泥的水化熱

大體積混凝土內(nèi)部的熱是由于水泥的水化熱產(chǎn)生的，所以，在施工中，大體積混凝土應(yīng)該選用低水化熱的原材料，如礦渣硅酸鹽水泥。對混凝土的后期強(qiáng)度進(jìn)行合理利用，盡量降低由于水泥使用過多帶來的水化熱量，從而保證大體積混凝土不會由于內(nèi)外溫度差過大而導(dǎo)致的開裂。

在施工現(xiàn)場，應(yīng)該盡量選取顆粒較大的粗骨料，同時(shí)使用粉煤灰、減水劑對混凝土進(jìn)行攪拌，降低混凝土的混合難度，進(jìn)而保證水灰比，確保水泥用量不超過某一預(yù)設(shè)值，從而控制混凝土內(nèi)部水化熱的多少。

為了降低大型混凝土內(nèi)部的水化熱，我們可以將冷卻水管加入到混凝土內(nèi)部，利用在水泥水化時(shí)將冷水通入到混凝土內(nèi)部的方法來降低混凝土內(nèi)部的熱量。我們也可以將大石塊摻入橋墩中，石塊本身不產(chǎn)熱，又是熱的良導(dǎo)體，所以在橋墩中摻入少量石塊來降低橋墩本身的水化熱也不失為一種好方法。

3.2 降低混凝土入模溫度

在澆筑時(shí)，考慮到大體積混凝土的特殊性，技術(shù)人員應(yīng)注意選擇合適的氣溫開展?jié)仓ぷ?，既不能太熱，也不能太冷。夏天要用低溫方式對混凝土進(jìn)行攪拌；冬天要保證混凝土攪拌時(shí)的溫度與其即將產(chǎn)生的水化熱溫度相似，甚至更高一些。對于某些原材料，我們都要進(jìn)行相關(guān)的降溫、升溫，以保證混凝土的質(zhì)量。同時(shí)，可以適當(dāng)采用減水劑來保證混凝土的含水量。在大體積混凝土入模時(shí)一定要保證通風(fēng)，以便混凝土內(nèi)部熱量盡快散出［2］。

3.3 控制溫度應(yīng)力、約束力

在大體積混凝土建筑與其基礎(chǔ)的墊層之間加一層瀝青。瀝青作為剛性弱、有強(qiáng)大粘著力的化學(xué)物質(zhì)，可以做滑動(dòng)層，消除剛性的混凝土塊之間的摩擦，使約束力得到控制，減輕溫度應(yīng)力對大體積混凝土的影響。

3.4 降低混凝土的剛性

由于混凝土中的砂、石含泥，導(dǎo)致水泥中水分含量增加，混凝土體積變小，剛性變強(qiáng)。因此，要嚴(yán)格控制原材料中砂、石的含水量。通過振搗法，將混凝土中所含的水和砂漿濾除。這不僅有利于我們對混凝土的保養(yǎng)，同時(shí)也能降低混凝土的剛性。

［1］李鑄石.水利工程大體積混凝土施工技術(shù)探討［J］.地下水，2014（6）：195-196.

［2］吳麗娟.水利工程大體積混凝土施工溫度裂縫控制措施［J］.城市建設(shè)理論研，2014（21）：412.

Research on Key Technologies of Mass Concrete Construction in Water Conservancy Project

Nie Fanglin
（Kaifeng Fuxiang District Water Conservancy Bureau，Kaifeng Henan 475000）

With the continuous progress of water conservancy construction technology,mass concrete construction technology has been widely used in the construction of water conservancy projects.But influenced by many factors, mass concrete is easy to crack.Based on the analysis of the causes of cracks in mass concrete,the prevention mea?sures of mass concrete cracks and the construction technology of mass concrete were put forward in this paper.

hydraulic engineering；mass concrete；construction technology

TV544

A

1003-5168（2017）08-0102-02

2017-07-02

聶方林（1979-），男，大專，研究方向：水利工程。