1、浅谈水利工程中大体积混凝土质量控制要点摘 要:本文笔者结合多年工作经验，探讨了水利工程大体积混凝土裂缝成因及控制要点，并提出了混凝土的处理方法，使得大体积混凝土水工建筑物的质量及安全得到保障。 关键词:水利工程；大体积混凝土；裂缝成因；措施 中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号： 前言 水利工程大体积混凝土结构物，由于其截面尺寸较大，一般由外荷载引起裂缝的可能性很小，但由于水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力, 这将成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要原因。为此，在水利工程大体积混凝土施工中要做好混凝土裂缝的产生，要做到控制裂缝
2、的出现，关键在于原材料的选取和配合比的优化，并通过施工工艺的提高，有效的减少温度应力和沉缩应力来控制混凝土的裂缝。 1 大体积混凝土裂缝成因 1.1 收缩裂缝 混凝土在逐渐散热和硬化过程中引起的收缩应力是很大的，特别是大体积混凝土结构物，如果应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。在大体积混凝土中，即使水灰比不低，自身收缩量值也不大的情况下，但在与温度收缩叠加到一起时，就会使应力增大，所以在比较大的水工建筑物大体积混凝土施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。 1.2 温差裂缝 水泥水化热引起的混凝土内部与混凝土表面的温差过大。大体积混凝土结构一般要求一次性整
3、体浇筑，浇筑后，由于体积大水泥因水化引起水化热聚集在内部不易散发，其内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝龄期较短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，则会在混凝土表面产生裂缝。 1.3 安定性裂缝 安定性裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。 2 大体积混凝土施工质量控制要点 2.1 原材料控制要点 （1）水泥的选择。水泥在水化热过程中要释放出一定的热量，而水利工程中混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失，与外界温差达到一定程度就会产生温度裂缝。
4、因此，在水利工程中使用的水泥要抗裂性好、低热、高强、含碱量低、塑性好的低水化热水泥。外部混凝土处理抗裂性好歪，还要求具有抗冻融性、耐磨性、抗腐蚀性及干缩量小。 （2）粗细骨料的选择。骨料的选择主要考虑施工结构的致密性，所选石料具有足够的强度，且级配合理，在相同水灰比的情况下可减少水和水泥的用量。粗骨料要满足有关标准和规范要求，如骨料表面杆件，不含杂质等。在细骨料的选择中，优先选用优质的中、粗砂，细度模量宜在 2.6-2.9 之间。确保砂子表面洁净，不含杂质；含泥量不得超过3%。 （3）外加剂的。高效减水剂和引气剂复合使用对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，对提高
5、硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用，是混凝土向高性能化发展的不可或缺的重要组分，应积极使用。 （4）掺和料的选择。为了增强混凝土的强度和寿命，水泥掺和料应当采用经过试验的、符合要求的活性材料，否则掺用不合格料也会大大影响混凝土的强度和寿命。粉煤灰只要细度与水泥颗粒相当，烧失量小，含硫量和含碱量低，需水量比小，均可掺用在混凝土中使用。混凝土中掺用粉煤灰后,可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。 2.2 施工控制要点 （1）出机温度和浇筑温
6、度。温度是混凝土搅拌和使用时一直要进行监控的，这样是为了减少混凝土搅拌和施工中的温度变化，控制浇筑后结构内外温差。搅拌混凝土时间一般为 90s，浇筑温度控制在 8.5以内，浇筑完毕后，可将混凝土温度控制在 9，防止温差过大。 （2）混凝土的内外温差。为了保证混凝土的内外温差控制在 25以内，可以采用实砌砖墙作为底板，混凝土浇筑后在表面覆盖一层塑料薄膜，并对混凝土进行测温，以便及时采取措施，控制混凝土内外温差。由于薄膜覆盖后能够防止混凝土表面的水分蒸发，给混凝土提供潮湿的养护环境，同时对保温具有帮助，防止内外表面温差过大，而产生温差裂缝。 （3）混凝土内部温度。对混凝土进行合理的温度控制，不仅可
7、以提高混凝土强度的增长，并且可以防止因温变引起的混凝土开裂。控制混凝土内部温度可以通过人为控制，如在混凝土内敷设循环冷却水管降温以及降低混凝土入仓温度；可以通过投毛石法可以有效的控制混凝土温差引起的混凝土开裂；在结构外混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（草袋、锯末等） ，在缓慢的散热过程中，可以使混凝土获得必要的强度。（4）浇筑与振捣方式。混凝土截面比较大，可以采用全面分层法筋进行施工，即在第一层浇筑完毕后，再浇筑第二层，依次逐层浇筑，完成整个浇筑施工；也可采用分段分层法施工，即混凝土从底层开始浇筑，当浇筑 2m-3m 后，再回头进行浇筑第二层，依次浇筑；还有斜面分层法，采用这种方法时，要求斜
8、面坡度不大于 1:3，使用于结构长度大于厚度 3倍的情况。在大面积混凝土浇筑时，一定要连续浇筑，不得留有施工缝，同时在下层混凝土初凝前，将上层混凝土浇筑完毕。混凝土浇筑振捣时，要快插慢拔，插点交叉布置，在振捣上一层时，要在下层混凝土初凝前进行，并插入下一层 50mm 厚，以保证两层之间的衔接，振捣以混凝土上表面不出现水泥浆和气泡为限，不得过振，防止混凝土离析。 （5）混凝土的养护。混凝土养护是大体积混凝土施工中一项关键环节，确保这混凝土施工的质量，应该加强早期养护工作，以提高抗拉强度。在混凝土浇筑完成后，可以在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，在覆盖三层草袋和一层塑料薄膜，这样可以起到保温作用和形成
9、混凝土养护的潮湿微环境，提高混凝土的养护质量。 2.3 对安定性裂缝的防治 混凝土体积安定性是指水泥硬化过程中，体积变化是否均匀的性能。水泥安定性不良会导致构件产生膨胀性裂纹或翘曲变形，造成质量事故。混凝土配料时要严格检查其成分，已免水泥安定性不合格。 3 混凝土补强处理 有些裂缝不易处理，在进行以上的所有措施之后，仍无法消除裂缝，在需要的情况下可以进行补强处理。 3.1 灌浆处理 补强灌浆是处理混凝土裂缝的有效措施。灌浆孔布置采用逐步加密的方法，即在需要补强灌浆的混凝土上钻孔灌浆。 3.2 结构补强 结构处理有多种方法，一种是小丰满补强时所采用的钢筋锚栓。另一种方法是在坝体达到稳定以后，沿裂
10、缝面挖槽，槽宽 1m 左右，并在两面凿成键槽形状，然后回填质量优良的混凝土，这种方法可能是最有效的措施，但施工上比较复杂。 3.3 挖除后重新回填 有一些部位裂缝、浇筑事故、混凝土强度不足等情况应有尽有，其影响极为复杂，这时一般水泥灌浆很难收到预期效果，甚至采取结构补强措施也难以做到完全有效。这时往往考虑挖除后重新回填，回填时只要严格控制施工质量及温度应力，一般新老混凝土是可以结合好的。 结束语 通过以上的论述可见，在水利工程大体积混凝土的应用方面，仍然存在裂缝问题，在混凝土的选料、配置、施工过程中逐步控制，是可以预防的。在实际工程中，一定要严格按规范规定施工，并认真积极的探索裂缝产生的原因，及早采取相应的预防措施，才能有效控制大体积混凝土结构的裂缝。 参考文献 1吴永风.水利工程大体积混凝土裂缝控制J.大科技:科技天地，2011 2刘磷通.浅论水利工程大体积混凝土裂缝成因及防治措施J.广东科技，2008. 3罗 君.水利工程中大体积混凝土施工技术的具体应用J.中国科技博览，2010
