水工大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫控制技術(shù)研究

宋忠明

摘 要：由于水工建筑工程施工環(huán)境和使用環(huán)境通常情況下都比較復(fù)雜，所以對(duì)其穩(wěn)定性和強(qiáng)度都有著比較高的要求，這就對(duì)施工技術(shù)提出了更大的挑戰(zhàn)。在水工大體積混凝土施工過程當(dāng)中，水泥水化產(chǎn)生大量的熱量，從而使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差較大，最終造成溫度裂縫的出現(xiàn)。這就需要相關(guān)工作人員對(duì)混凝土硬化溫度做出準(zhǔn)確計(jì)算，從而更好地避免溫度裂縫的產(chǎn)生，有效提高水工大體積混凝土施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水工;大體積混凝土;溫度裂縫;控制技術(shù)

中圖分類號(hào)：TV544文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 水工大體積混凝土裂縫產(chǎn)生機(jī)理和原因

1.1 水泥的水化熱

水工大體積混凝土通常情況下結(jié)構(gòu)斷面都比較大，在澆筑過程當(dāng)中，水泥水化會(huì)釋放大量的熱量，這些熱量不能快速散發(fā)出去就積聚在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部當(dāng)中，從而使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度迅速上升，而其結(jié)構(gòu)外部由于水分的蒸發(fā)帶走大量的熱量使溫度降低，由于內(nèi)外溫差過大，內(nèi)部熱漲所產(chǎn)生的應(yīng)力和外部收縮產(chǎn)生的應(yīng)力相互作用，當(dāng)達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度極限的時(shí)候就形成了溫度裂縫。

1.2 外界氣溫變化

水工大體積混凝土施工過程很容易受到外界多種因素的影響，溫度就是其中一個(gè)影響比較大的因素，當(dāng)外界溫度迅速下降的時(shí)候就會(huì)使其結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大，對(duì)混凝土施工質(zhì)量造成嚴(yán)重的危害。隨著澆筑操作的持續(xù)，混凝土表面溫度會(huì)隨著外界溫度的改變而改變，當(dāng)降低到一定程度時(shí)，由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差過大的原因而使得溫度應(yīng)力已經(jīng)超出了混凝土的承受范圍。如果外界溫度太高有會(huì)對(duì)混凝土散熱造成一定的不良影響，而內(nèi)部由于水泥水化釋放的熱量會(huì)使得溫度持續(xù)升高，這就大大增加了溫度裂縫的發(fā)生幾率。

1.3 約束條件

混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)隨著外界溫度的升降而發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，此時(shí)會(huì)因?yàn)槟骋环N影響或者阻礙因素使其變形受到一定的限制，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一定的應(yīng)力，當(dāng)這種應(yīng)力作用達(dá)到混凝土結(jié)構(gòu)本身無法承受的一個(gè)范圍的時(shí)候就會(huì)造成裂縫的產(chǎn)生。

2 水工大體積混凝土溫度裂縫控制技術(shù)

2.1 材料控制技術(shù)分析

水工大體積混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生受多種因素的影響，其中一個(gè)就是溫度應(yīng)力數(shù)值已經(jīng)超出了混凝土本身可以承受的抗拉強(qiáng)度，從這個(gè)角度來考慮控制好混凝土溫度裂縫的產(chǎn)生就需要對(duì)原材料質(zhì)量做好管控，以有效提升大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、抗裂性能和抗?jié)B性能，在對(duì)大體積混凝土進(jìn)行配制的時(shí)候需要注意以下幾個(gè)方面的問題：

第一，在對(duì)膠凝材料進(jìn)行選擇的時(shí)候，最好選擇水化熱比較低的材料，這樣可以在一定程度上減少水泥的使用量。選用中等或者是較低水化熱水泥對(duì)混凝土進(jìn)行配制可以將大體積混凝土澆筑過程當(dāng)中容易出現(xiàn)的溫差值降至最小，摻合料的選擇也需要引起重點(diǎn)關(guān)注，最好選用那些性能比較均衡，組分均勻的粉煤灰;第二，確保所添加減水劑的高性能和高優(yōu)質(zhì)性，只有保證高性能的減水劑才能有效減少混凝土配制過程中對(duì)水泥和水的用量，同時(shí)還可以有效改善混凝土的和易性，提高混凝土性能;第三，在對(duì)骨料進(jìn)行選擇的時(shí)候，細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級(jí)配良好，人工砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.4～2.8范圍內(nèi)，天然砂的細(xì)度模數(shù)宜在2.2～3.0范圍內(nèi)。粗骨料一般采用四級(jí)配，最大粒徑150mm。在投入使用之前，還應(yīng)該將其中的泥洗凈，對(duì)其表面的水分進(jìn)行去除，一般情況下細(xì)骨料和粗骨料的含泥量控制在1%以內(nèi);四，將塌落度控制在一定范圍之內(nèi)，在有效保證混凝土施工質(zhì)量基礎(chǔ)之上，盡可能降低混凝土的塌落度，從而使其具有更好的抗裂性能。

2.2 對(duì)混凝土現(xiàn)場澆筑溫度進(jìn)行控制

水工大體積混凝土在澆筑過程當(dāng)中，水泥由于水化會(huì)釋放的大量的熱量，從而使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度迅速升上，但是混凝土本身的熱傳導(dǎo)性能又不是很好，當(dāng)溫度太高的時(shí)候就會(huì)嚴(yán)重影響混凝土各項(xiàng)性能。想要解決這一現(xiàn)象，一是對(duì)砂石骨料采用遮陽棚，防止陽光爆嗮，以降低其溫度，并采用一定溫度的制冷水對(duì)混凝土進(jìn)行拌制;二是在施工混凝土中采用埋設(shè)水管冷措施對(duì)混凝土澆筑溫度進(jìn)行有效的降溫處理，此方法可以有效降低混凝土內(nèi)部溫度;三是在混凝土澆筑施工中，采用噴霧器進(jìn)行噴霧，形成低溫小氣候，以降低混凝土表面溫度。在具體操作過程中，首先應(yīng)該在混凝土當(dāng)中埋設(shè)一定的冷卻水管，在澆筑過程中向水管當(dāng)中引入冷水，通過冷水的不斷流動(dòng)將大部分熱量帶走。需要注意的是，該過程所采用的冷水最好選用溫度較低的深層地下水（或制冷水），利用兩臺(tái)或者多臺(tái)水泵抽水，我國現(xiàn)如今這種方法被廣泛應(yīng)用在水工大壩混凝土澆筑過程當(dāng)中。

2.3 施工過程中對(duì)溫度裂縫進(jìn)行控制

首先，在混凝土澆筑和振搗操作的時(shí)候，施工人員一定要確保施工操作的規(guī)范性和科學(xué)性，在大體積混凝土澆筑過程中，一定要把控好混凝土的澆筑順序、厚度以及澆筑方向，我國目前最常見的為分層澆筑方式。確保下層混凝土初凝前進(jìn)行上一層混凝土施工，振搗操作應(yīng)快插慢拔，并插入到上下二層的結(jié)合面，以保證上下層混凝土良好結(jié)合;其次，做好后期養(yǎng)護(hù)工作，具體養(yǎng)護(hù)過程應(yīng)該做好對(duì)溫度和濕度的把控，整個(gè)養(yǎng)護(hù)過程應(yīng)該保證混凝土表面處于濕潤狀態(tài)，如果外界溫度過低還應(yīng)該利用草墊子之類的東西對(duì)其進(jìn)行覆蓋，如果溫度過高則需要定期灑水并利用保鮮膜進(jìn)行覆蓋;如果埋設(shè)有冷卻水管的，按設(shè)計(jì)要求繼續(xù)通水冷卻，并定期對(duì)冷卻水進(jìn)水口和出水口的溫度檢測，及時(shí)掌握溫度變化情況。

總而言之，在水工建筑施工過程中，溫度裂縫比較常見，而且會(huì)對(duì)工程后期使用的安全性造成非常嚴(yán)重的影響，這就需要做好施工過程對(duì)原材料質(zhì)量的把控，不斷提高施工技術(shù)，做好現(xiàn)場管理工作等，從而更好地保證我國水工建筑最終建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]翟偉頌.建筑大體積混凝土筏基施工溫度控制[J].建筑，2017（14）：74-75.

[2]郭瀟.大體積混凝土裂紋預(yù)防與控制[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（19）：141.