水利施工中大體積混凝土的抗裂技術(shù)分析

孫金龍

摘要：水利工程項(xiàng)目是我國重要的基礎(chǔ)建設(shè)工程，能為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)提供重要保障。目前要想提升水利工程建設(shè)質(zhì)量，要注重控制大體積混凝土施工成效，在施工階段對(duì)各個(gè)關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)施工質(zhì)量進(jìn)行控制。大體積混凝土對(duì)水利工程的質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，也是整個(gè)工程順利發(fā)揮作用的關(guān)鍵。因此，需要嚴(yán)格規(guī)范施工，仔細(xì)落實(shí)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，認(rèn)真妥善地作好澆筑后的養(yǎng)護(hù)工作，才能夠有效的防治裂縫的出現(xiàn)，保證工程的建設(shè)質(zhì)量。水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量是至關(guān)重要，所以必須提高對(duì)大體積混凝土施工的技術(shù)研究，選擇與當(dāng)?shù)貤l件相符合的技術(shù)方法，避免在大體積混凝土施工中裂縫的產(chǎn)生。只有保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性和安全性，才能為水利工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性奠定基礎(chǔ)，以保證水利工程在投入使用后不會(huì)影響其功能性并且更具有安全性，在水利工程中要注重技術(shù)創(chuàng)新的作用，通過技術(shù)創(chuàng)新保證水利物的高質(zhì)量，從而促進(jìn)我國水利業(yè)的向好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水利施工;大體積混凝土;抗裂技術(shù)

水利工程大體積混凝土施工是水利工程施工中的重要一環(huán)，其施工質(zhì)量將直接影響水利工程的施工質(zhì)量。該文在分析水利工程大體積混凝土施工中裂縫形成原因的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好水利工程大體積混凝土施工中裂縫的防治進(jìn)行了分析。通過加強(qiáng)對(duì)于水利工程大體積混凝土裂縫的防治與補(bǔ)強(qiáng)作業(yè)，消除水利工程大體積混凝土裂縫對(duì)水利工程質(zhì)量所帶來的不利影響，確保水利工程施工能夠取得良好的施工質(zhì)量。

一、大體積混凝土施工中裂縫產(chǎn)生的原因分析

水利工程施工過程當(dāng)中，如果應(yīng)用的大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，則會(huì)嚴(yán)重影響到水利工程的整體質(zhì)量和外觀，同時(shí)也會(huì)影響到水利的質(zhì)量。因此，通過分析大量的事實(shí)案例，筆者得出了以下幾點(diǎn)大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因：首先，混凝土主體出現(xiàn)裂縫的最常見原因是水化熱所導(dǎo)致的。水泥發(fā)生水化熱現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑內(nèi)部溫度和溫度應(yīng)力變化較大，混凝土受熱出現(xiàn)裂縫，對(duì)于此類問題，有效解決措施為：降低混凝土澆筑內(nèi)外的溫差，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫，其次，由于水分蒸發(fā)使得混凝土出現(xiàn)裂縫。水分蒸發(fā)是混凝土澆筑成型過程中不可避免的過程，而如果水分蒸發(fā)過快，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外應(yīng)力不一致，容易造成裂縫的出現(xiàn);另外，混凝土中原材料配比不正確，成分達(dá)不到要求，混凝土就容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。因此在攪拌混凝十時(shí)，一定要注意混凝土成分的配比，同時(shí)還要確?；炷翑嚢杈鶆颉?/p>

大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)及質(zhì)量產(chǎn)生消極影響，因此，在施工過程中混凝土如果出現(xiàn)裂縫是一個(gè)需要施工人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。為有效防止這一問題，施工人員需要針對(duì)上述幾類情況進(jìn)行分析，找出混凝土出現(xiàn)裂縫的原因，結(jié)合實(shí)際情況采取有效的應(yīng)對(duì)策略，如此才能夠使大體積混凝土無縫施工技術(shù)的效果得以有效體現(xiàn)，在施工過程中發(fā)揮作用。

二、水利施工中大體積混凝土的抗裂技術(shù)

（一）做好施工材料質(zhì)量控制

在水利工程混凝土施工拌和過程中，多數(shù)水泥原材料會(huì)釋放出大量水化熱，分析到多數(shù)水利工程大體積混凝土存有的特殊性。其水化熱較高不容易發(fā)散，對(duì)混凝土施工質(zhì)量具有較大影響，因此要注重采取針對(duì)性措施降低水泥水化熱。在大體積混凝土施工中要選取礦渣硅酸鹽水泥合理拌和，多數(shù)礦渣硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化時(shí)間相對(duì)較長，其可塑性較低，強(qiáng)度較高。加上硅酸鹽水泥釋放水化熱速度相對(duì)較慢，有助于排出大量水泥熱量。所以目前在滿足施工設(shè)計(jì)要求基礎(chǔ)上，要調(diào)節(jié)水泥材料應(yīng)用量，正常施工情況下水泥應(yīng)用量不能超出450kg/m。在混凝土施工中骨料是混凝土承重能力重要來源，其中粗骨料應(yīng)用價(jià)值較高。目前在各類粗骨料選取中，技術(shù)人員要對(duì)施工結(jié)構(gòu)斷面尺寸值以及鋼筋間距進(jìn)行分析。選取最佳級(jí)配的粗骨料，這樣有助于提高混凝土強(qiáng)度以及和易性。

細(xì)骨料選取中，要對(duì)細(xì)骨料中平均含泥量進(jìn)行控制，不能超出5%。粒徑要大于0.5mm。在施工中如果要選取粒徑較大的砂質(zhì)材料與混凝土進(jìn)行拌合，要注重降低混凝土中含水量以及水泥應(yīng)用量，調(diào)節(jié)水泥材料釋放的水化熱，對(duì)混凝土材料收縮性進(jìn)行控制。粉煤灰材料合理應(yīng)用有助于優(yōu)化混凝土和易性，在施工過程中選取礦渣硅酸鹽水泥對(duì)大體積粉煤灰混凝土進(jìn)行施工拌和，其中粉煤灰替代水泥總量不能超出25%。這樣更有利于調(diào)節(jié)水泥材料水化熱。在保持原有的水泥應(yīng)用量基礎(chǔ)上，依照水泥配合比要求計(jì)算在對(duì)應(yīng)體積混凝土中要添加的粉煤灰量，有助于優(yōu)化混凝土整體性能。在混凝土外加劑選取中，依照工程建設(shè)現(xiàn)狀合理劃分，主要有減水劑、膨脹劑、復(fù)合外加劑、緩凝劑、速凝劑。現(xiàn)階段要結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)要求選取對(duì)應(yīng)外加劑，對(duì)劑量合理調(diào)控。

（二）在施工準(zhǔn)備階段需要嚴(yán)格設(shè)計(jì)配比

施工準(zhǔn)備階段是水利施工全部過程當(dāng)中的重要一環(huán)，在此過程中，施工單位需要根據(jù)施工圖紙進(jìn)行工程施工、并對(duì)水利施工過程中可能用到的各類材料進(jìn)行采購。在該階段，施工單位需要做好充足的準(zhǔn)備性工作，要為水利的施工過程打好基礎(chǔ)，同時(shí)還要注意向每位施工人員明確施工過程相關(guān)規(guī)章制度。對(duì)于大體積混凝土的原材料準(zhǔn)備和配比工作，相關(guān)人員需要嚴(yán)格確保原材料質(zhì)量符合相關(guān)規(guī)定和要求，同時(shí)還要注意在攪拌混凝土的過程中所要加入的原材料符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求，攪拌過程中，各原材料的配合比例要按照規(guī)定執(zhí)行，混凝土保存的條件，例如：保存時(shí)間、溫度、濕度等都要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)，要從混凝土源頭上對(duì)混凝體質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控。

（三）大體積混凝土澆筑技術(shù)

對(duì)每次澆筑模板的受力情況進(jìn)行充分的考慮，而且在大體積混凝土進(jìn)行澆筑時(shí)，要盡量采用分段以及分層的方式進(jìn)行。比如，在對(duì)重力式橋臺(tái)進(jìn)行施工時(shí)，就可以依據(jù)施工的實(shí)際高度來進(jìn)行分層，通常情況下回分為2-3層進(jìn)行混凝土澆筑，此外為了保障澆筑的質(zhì)量，還要盡可能的減少模板的拼接數(shù)量，而且還要在最大程度上保障模板的受力是均勻的，不會(huì)出現(xiàn)漲?；蛘呗{以及裂縫的情況。此外就是擴(kuò)大型的基礎(chǔ)在施工時(shí)也可以分段進(jìn)行，通常會(huì)先對(duì)一半進(jìn)行澆筑，而且在整個(gè)澆筑過程中要避免混凝土出現(xiàn)離析問題，此外還要保證振搗的密實(shí)性以及連貫性，再有就是在分段施工時(shí)，要對(duì)分段連接處的鋼筋預(yù)埋和加固，由此咋很大程度上保障鋼筋混凝土的質(zhì)量。

在混凝土到達(dá)施工場(chǎng)地以后就要立即進(jìn)行澆筑工作，而且在整個(gè)輸送過程中要使用吊車以及汽車泵來進(jìn)行，同時(shí)為了確保澆筑的質(zhì)量，要在最大程度上保障澆筑的連續(xù)性，并且對(duì)那些容易出現(xiàn)損壞的零件做好充足的準(zhǔn)備，以免在出現(xiàn)意外損壞時(shí)能夠及時(shí)進(jìn)行更換。再有就是在對(duì)泵管進(jìn)行安裝或者使用料斗時(shí)，一定要實(shí)現(xiàn)對(duì)殘留物進(jìn)行仔細(xì)的清理，從而保證澆筑的質(zhì)量。而且在澆筑完成以后，還要組織振搗人員對(duì)其進(jìn)行振搗，同時(shí)要充分保障振搗的厚度。在選擇振搗棒是，也要選擇適合大體積混凝土的那些器材，而且要使整個(gè)施工過程中控制在工作人員的控制范圍以內(nèi)。再有就是澆筑工作要從遠(yuǎn)及近，避免施工斷面出現(xiàn)冷縫問題，分段施工時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇斷面上長寬比例較小的區(qū)域施工，盡可能地減少澆筑銜接斷面。

（四）大體積混凝土溫控措施

1.溫控參數(shù)選定

大體混凝土溫控施工環(huán)節(jié)，首先需要合理地確定溫控技術(shù)參數(shù)，保證溫控處在合理的范圍內(nèi)。通常來說，大體積混凝土澆筑施工溫度應(yīng)該在28℃以下，保證內(nèi)外溫差處在25℃范圍內(nèi)，如果不能達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，就不能滿足溫控的需要，要停止施工，在達(dá)到上述條件之后才能開始進(jìn)行正常的施工。

2.澆筑溫控措施

因?yàn)樗嗨磻?yīng)會(huì)產(chǎn)生比較多的熱量，這就導(dǎo)致內(nèi)部溫度比較高，所以需要進(jìn)行必要的降溫處理。首先要盡量地降低水、骨料與攪拌環(huán)節(jié)的溫度，可以使用冷水或者冰水，溫度要控制在10攝氏度以下，攪拌通過攪拌機(jī)來進(jìn)行。骨料在投入設(shè)備之前，要進(jìn)行必要的降溫處理，比如使用噴水霧降溫的方式，同時(shí)還應(yīng)該合理地設(shè)置排水基礎(chǔ)設(shè)施，避免水量過大而導(dǎo)致含水量超高，可以有效地降低混凝土結(jié)構(gòu)的溫度，滿足工程的施工需要。此外，還可以采用外部降溫方式，通過加入冷卻劑來調(diào)整攪拌溫度，保證材料質(zhì)量合格。其次，可以選擇在后半夜或者清晨等環(huán)境溫度相對(duì)較低的時(shí)候進(jìn)行澆筑施工，同時(shí)進(jìn)行必要的降溫處理，滿足工程的使用需要。

3.測(cè)溫技術(shù)

為了能夠確保澆筑之后的大體積混凝土硬化環(huán)節(jié)溫度處在合理的范圍內(nèi)，要進(jìn)行定期的溫度檢測(cè)。一般可以選擇使用電子測(cè)溫技術(shù)來進(jìn)行監(jiān)控管理，保證溫差控制在25℃以內(nèi)，如果超出該標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，并且及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理，要防比溫差過大而導(dǎo)致的混凝土裂縫問題。

4.澆筑后的溫控措施

大體積混凝土在澆筑施工完成之后，要立即進(jìn)行必要的保溫與澆筑養(yǎng)護(hù)施工，在澆筑結(jié)束后，表面水分會(huì)快速地蒸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致溫度的下降速度比較高，但是因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)的內(nèi)外水分蒸發(fā)速度相差較大，這就造成了內(nèi)外溫差比較大，產(chǎn)生溫度應(yīng)力。為了能夠消除溫度應(yīng)力的影響，可以在外部設(shè)置必要的保溫措施，可以在表面鋪設(shè)一層保溫層，做好表面的覆蓋處理，確保其溫差在合理的范圍內(nèi)。根據(jù)工程的需要，可以采用薄膜、砂、土等材料進(jìn)行表層的覆蓋，如果依然不能達(dá)到保溫效果的要求，可以選擇使用草簾進(jìn)行覆蓋，以提升保溫效果。保溫材料的選擇應(yīng)該根據(jù)溫控的需要來進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，保證溫度符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。此外，水泥水化熱的控制是非常關(guān)鍵的，根據(jù)工程的需要選擇最佳的施工材料，盡量避免過大水化熱反應(yīng)的存在。例如可以參考三峽大壩溫控措施：優(yōu)化大壩混凝土配合比，提高混凝土抗裂能力，控制大壩壩塊混凝土最高溫度以及大壩混凝土澆筑采取合理的澆筑層厚及間歇期等方法。

（五）合理設(shè)置冷卻水管

針對(duì)一些混凝土厚度和面積較大的澆筑工作，需要在混凝土內(nèi)部安裝冷卻水管，至于冷卻水管應(yīng)該選擇厚度為3.25mm，管徑為42.3mm的黑鐵管，布置成一種S形，各個(gè)方向的間距需要控制在lm左右，在布置完冷卻水管后，還需要進(jìn)行壓水試驗(yàn)，避免管道出現(xiàn)漏水的問題。澆筑混凝土到水管標(biāo)高后，迅速開始水管通水，通水時(shí)間維持在8～10d左右，在通水過程中，如果混凝土的溫度降低速度超出每天1.5℃，就需要終止通水。對(duì)進(jìn)水溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保冷水管水溫度和混凝土最高溫度之間的差距不會(huì)大于25℃，盡量降低進(jìn)水口溫度。在溫度較高的天氣狀態(tài)下，需要從靜置后聚水池中抽取冷卻水，在冬季或氣溫較低的夭氣中施工時(shí)，需將冷卻水管中的出水聚集到集水池中，適當(dāng)提高進(jìn)水溫度，從而更好地控制溫度差。

（六）混凝土養(yǎng)護(hù)與驗(yàn)收

混凝土養(yǎng)護(hù)和驗(yàn)收工作是保證混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素，其目的是提高混凝土的緊實(shí)度，并且控制好混凝土表面的整潔度，合理控制混凝土內(nèi)外部溫度的差異，從而提高整體大體積混凝土的施工強(qiáng)度，降低出現(xiàn)混凝土裂縫的概率。在開展混凝土養(yǎng)護(hù)與驗(yàn)收工作時(shí)，養(yǎng)護(hù)人員需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境情況，做好大體積混凝土結(jié)構(gòu)的保溫工作。在不同季節(jié)施工時(shí)，需要采取針對(duì)性的措施，來提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，例如，在冬季開展養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，需要在大體積混凝土表面覆蓋一層麻袋，并且需要進(jìn)行燈光照射提供熱量，在夏季時(shí)，需要對(duì)大體積混凝土表面進(jìn)行定期噴水，降低表面溫度。通常情況下，混凝土養(yǎng)護(hù)與驗(yàn)收工作主要由外觀尺寸和內(nèi)在質(zhì)量兩部分構(gòu)成。首先在大體積混凝土施工結(jié)束后，要對(duì)混凝土外觀進(jìn)行檢查，主要檢查混凝土表面、蜂窩面等方面，如果發(fā)現(xiàn)其中存在著質(zhì)量問題，需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行再次施工，提高混凝土的質(zhì)量。內(nèi)在質(zhì)量能夠通過檢查外觀尺寸就能得到準(zhǔn)確的混凝土質(zhì)量。

三、結(jié)語

大體積混凝土無縫施工技術(shù)的正確應(yīng)用，使得水利工程中大型混凝土出現(xiàn)開裂的概率大大降低。在大規(guī)模水利施工過程當(dāng)中，施工方如要用到大體積混凝土進(jìn)行水利工程結(jié)構(gòu)主體搭建，則需要嚴(yán)格按照大體積混凝土施工相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行，并在應(yīng)用抗裂施工技術(shù)時(shí)根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行合理應(yīng)用，以加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用效果，有效降低大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的概率。通過應(yīng)用大型混凝土抗裂施工技術(shù)，使得我國水利行業(yè)特定施工條件下的施工質(zhì)量獲得有效提升，對(duì)我國水利行業(yè)部分領(lǐng)域的未來發(fā)展起到了一定的積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]高琛琛.試論水利工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016（5）：79-80.

[2]丁一.試論水利工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].四川水泥，2017（6）：220-220.

[3]顧思陽.探析水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2018（40）：3-4.

[4]任笑風(fēng).大體積混凝土施工技術(shù)及控制要點(diǎn)淺析[J].山西水利，2020，46（03）：88-90.