【摘 要】文章首先對(duì)大體積混凝土進(jìn)行了概述，分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，及水利工程大體積混凝土施工溫度裂縫控制措施，以供參考。

【關(guān)鍵詞】水利工程；大體積混凝土；溫度裂縫；施工技術(shù)

引言

隨著近幾年，河流水壩防護(hù)工程、廠房、泵站等水利工程的不斷實(shí)施建設(shè)，國家對(duì)加大了水利工程建設(shè)速度。而在水利工程中，常出現(xiàn)一些體積龐大的結(jié)構(gòu)（如堤壩、閘墩和廠房基礎(chǔ)），其具有很好的穩(wěn)定性能，使得大體積混凝土廣泛應(yīng)用在水利工程的施工建設(shè)中。但是由于大體積混凝土的結(jié)構(gòu)體積較大，且比一般混凝土結(jié)構(gòu)較厚實(shí)，導(dǎo)致大體積混凝土結(jié)構(gòu)中水泥在水化硬化過程中釋放出來的水化熱較多，這就容易造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生溫度快速升高，使得結(jié)構(gòu)的內(nèi)外出現(xiàn)較明顯的溫度差，甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)較明顯的裂縫，嚴(yán)重影響水利工程的混凝土施工質(zhì)量，降低水利工程整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐久性。

一、大體積混凝土施工溫度裂縫概述

1、大體積混凝土概述

所謂大體積混凝土，則指混凝土結(jié)構(gòu)的體積比較龐大，其最短邊的尺寸不小于1m的結(jié)構(gòu)稱為大體積混凝土，即結(jié)構(gòu)的橫斷面厚度相比其他混凝土結(jié)構(gòu)較寬一些，同時(shí)混凝土的比重大于其他混凝土結(jié)構(gòu)，布置的鋼筋較一般混凝土結(jié)構(gòu)較多，受到的影響因素較復(fù)雜，且施工技術(shù)也比較復(fù)雜。由于其具有結(jié)構(gòu)整體的強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、抗震性能好、可適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以得到越來越多的應(yīng)用。同時(shí)大體積混凝土中水泥硬化釋放水化熱的時(shí)間比較集中，則造成結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度升高，且因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)的體積較龐大，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度不能及時(shí)的傳遞到外界，很容易造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫、變形等問題。因此，為了保障水利工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，確保水利工程結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，一般需要采用合適的大體積混凝土澆筑施工技術(shù)，且還要特別注意水利工程混凝土結(jié)構(gòu)的后期的養(yǎng)護(hù)問題，確?；炷翝仓┕べ|(zhì)量不受到影響。

2、混凝土溫度裂縫

混凝土澆筑后，因混凝土內(nèi)外的溫度差所造成，澆筑初期，由于大體積混凝土內(nèi)部產(chǎn)生大量的水化熱，這些熱量在內(nèi)部很難散發(fā)，使得內(nèi)部溫度升高而體積外脹，而混凝土外部溫度較低，內(nèi)外的溫差使得拉應(yīng)力不同，而導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。另外，混凝土凝固后，拆模時(shí)，表面溫度會(huì)下降很快，而內(nèi)部溫度降得較慢，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)外溫差也能導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。

二、水利施工混凝土裂縫的危害

1、破壞建筑物結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致開裂或坍塌

混凝土裂縫的出現(xiàn)，會(huì)對(duì)水利建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，從力學(xué)角度分析，受力的不均勻會(huì)導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，情況嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生坍塌。水利工程結(jié)構(gòu)受到一定程度的破壞，勢必會(huì)影響到工程整體的穩(wěn)定性，給水利設(shè)施運(yùn)行帶來安全隱患。

2、降低水工建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命

在水利施工中，混凝土裂縫一旦形成，會(huì)隨著受力不均勻和時(shí)間的推移，小裂縫會(huì)慢慢擴(kuò)展成大裂縫。當(dāng)水滲入到混凝土裂縫中會(huì)引起水解破壞，降低混凝土堿度，銹蝕內(nèi)部鋼筋使混凝土強(qiáng)度受到削弱，長此以往水利工程的使用壽命將會(huì)大大降低；一旦鋼筋散架就可能造成水利工程坍塌的嚴(yán)重后果。

3、混凝土碳化影響建筑結(jié)構(gòu)

所謂混凝土碳化，是混凝土裂縫產(chǎn)生后，空氣中的二氧化碳深入混凝土內(nèi)部，在潮濕環(huán)境中與水泥水化物產(chǎn)生一定化學(xué)變化，相互作用下形成碳酸鈣的一種現(xiàn)象。混凝土碳化問題是水利工程建筑的難點(diǎn)，混凝土碳化是由混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞開始，不僅會(huì)加劇混凝土收縮開裂，更會(huì)對(duì)整個(gè)水利工程施工質(zhì)量造成嚴(yán)重威脅。

三、水利工程大體積混凝土施工溫度裂縫控制措施

1、優(yōu)化混凝土拌合物的材料

1.1適宜的地?zé)崴?/p>

選擇合適的水泥品種，適宜選用低熱的水泥品種。研究發(fā)現(xiàn)，在水利工程大體積混凝土施工材料選取時(shí)，盡量選用低熱或中低熱的水泥，比如粉煤灰水泥、礦渣硅酸鹽硅水泥或火山礦渣水泥，如表1所示。且在混凝土拌合階段，禁止水泥發(fā)生結(jié)塊而攪拌不均勻現(xiàn)象，還需盡可能的減少混凝土水泥的用量，應(yīng)該控制450kg/m3以下。

1.2合適的骨料和砂子

由于在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中骨料占結(jié)構(gòu)體積的80%左右，且由于不同的骨料的干縮率不同，如表2所示，因此要選擇干縮率小，且骨料強(qiáng)度高、顆粒級(jí)配好的骨料。通常在混凝土總量較大，選用大容量拌合設(shè)備，優(yōu)先采用3級(jí)配、4級(jí)配骨料，以降低水泥用量，提高強(qiáng)度和減少水化熱。在選用的砂子時(shí)，應(yīng)首先選用中砂作為拌合物材料，同時(shí)要控制砂子中含泥量（在3%以下）。

1.3外加劑

為了提高大體積混凝土的施工質(zhì)量，減少混凝土結(jié)構(gòu)中水泥用量，適宜添加合適的外加劑，如粉煤灰，這樣不僅可以有效的減少水泥用量，降低水泥水化釋放的熱量，且可以有效的推遲水泥水化熱峰值的時(shí)間，且摻加粉煤灰不僅不會(huì)降低水利工程的承載能力，且談價(jià)適量的粉煤灰還可以增強(qiáng)拌合物的粘塑性、和易性，對(duì)防止混凝上收縮裂縫起到了顯著的作用。

2、合理控制大體積混凝土澆筑施工技術(shù)

2.1拌合

在優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要控制水泥用量，添加適量的粉煤灰，同時(shí)在混凝土混合料的攪拌生產(chǎn)時(shí)，要適當(dāng)?shù)匮娱L攪拌時(shí)間，有效的確?；炷涟韬衔锏暮鸵仔?，拌合物在拌和樓內(nèi)的拌和時(shí)間控制在60～90s以內(nèi)，如表3所示，確保混凝土的攪拌過程中均勻攪拌，保證混凝土拌合物有較好的和易性。

2.2澆筑

在水利工程的大體積混凝土澆筑時(shí)，主要有推移式連續(xù)澆筑和分層澆筑法兩種澆筑方式。同時(shí)，為了在澆筑混凝土階段避免在結(jié)構(gòu)中間設(shè)置施工縫，則需要根據(jù)混凝土和易性、澆筑方式以及振搗器的作用深度合理控制混凝土澆筑攤鋪厚度，采用泵送時(shí)，應(yīng)控制在600mm以下混凝土攤鋪厚度，而采用非泵送時(shí)，平倉厚度不應(yīng)大于400mm，不得采用滾倉澆筑。

2.3模板

模板易選用木模板，有利于快速發(fā)大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，減少混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫。同時(shí)，要延遲拆模時(shí)間，因延長帶模養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可以有效提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性，從而減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，提高水利工程的穩(wěn)定性。鋼模（傳熱快）在低溫狀態(tài)下，要注意保溫，避免模體內(nèi)外產(chǎn)生較大溫差。

3、改善約束條件，削減溫度應(yīng)力

采取分層或者是分塊澆筑大體積混凝土?xí)r，要合理的設(shè)置垂直或水平的施工縫，并且要在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置后再進(jìn)行澆筑，以此減少約束力的程度，并要盡量減少每次澆筑長度所儲(chǔ)蓄的熱量，防止水化熱的大量積聚，減少溫度應(yīng)力。

4、混凝土養(yǎng)護(hù)

澆筑完的混凝土要及時(shí)進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)在表面進(jìn)行灑水保濕，一方面避免混凝土中的水分快速散失，促進(jìn)表面的水化，另一方面也能保持溫度，避免高溫季節(jié)高溫倒灌，引起強(qiáng)烈干縮，避免裂縫的產(chǎn)生，為混凝土凝固提供一個(gè)良好的溫度環(huán)境，養(yǎng)護(hù)的開始時(shí)間一般是澆筑完12～18小時(shí)內(nèi)立即開始，周期控制在不小于28天，或者根據(jù)設(shè)計(jì)齡期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。若是在高溫季節(jié)施工，則要在初期采用通制冷水來降低混凝土最高溫度峰值，但通水時(shí)間不能過長。

5、對(duì)大體積混凝土溫度監(jiān)控的措施

5.1 定點(diǎn)測溫的方法

對(duì)混凝土溫度進(jìn)行監(jiān)控的方法有很多，最省人力的方法就是熱電偶測溫法。通過在混凝土中布置熱電偶，我們能夠?qū)皶r(shí)掌握混凝土的溫度。在實(shí)際布置熱電偶的過程中，可以采取分層布置的方法來進(jìn)行熱電偶布置，以便具體掌握各層的溫度，及時(shí)解決散熱不良的狀況。

5.2 人工測溫的方式

雖然采用定點(diǎn)測溫的方法能夠很方便地測量混凝土的溫度，但是由于不同的層次、不同段點(diǎn)的溫度有著明顯的差異，所以需要我們用人工測溫的方法進(jìn)行配合，以更好地掌握混凝土的溫度?？梢酝ㄟ^進(jìn)行入模溫度測量、養(yǎng)護(hù)溫度測量并且對(duì)其進(jìn)行檢查和記錄來掌握混凝土的實(shí)際溫度，對(duì)溫度過高的地方及時(shí)進(jìn)行處理，以免散溫不良造成裂縫等嚴(yán)重后果。

結(jié)束語

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)一旦出現(xiàn)裂縫，要通過修補(bǔ)以恢復(fù)結(jié)構(gòu)的整體性實(shí)際上是很困難的。因此，對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫，應(yīng)以預(yù)防為主，有效控制表面裂縫的出現(xiàn)，對(duì)大壩的安全運(yùn)行提供保證。為解決大體積水工混凝土裂縫，主要采取的措施是加強(qiáng)溫控和養(yǎng)護(hù)，實(shí)踐表明，只要認(rèn)真對(duì)待，加強(qiáng)管理，就能收到良好效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]付忠存，大體積混凝土在工程質(zhì)量中的控制[J]，有色金屬設(shè)計(jì)，2002，（03）.

[2]郭勇，劉杰.大體積混凝土溫度裂縫的成因、特點(diǎn)及控制[J].黑龍江水專學(xué)報(bào)，2005，（04）.

[3]范廣甫，陳俊紅.淺談水利工程施工中的樣板引路[J].河南水利，2006，（01）.

[4]劉榮偉.水利工程項(xiàng)目成本核算問題芻議[J].內(nèi)蒙古水利，2007，（02）.