淺析水利工程大體積混凝土施工裂縫的防治措施

一、大體積混凝土開裂的原因

（一）收縮開裂

當澆注水泥混凝土時，在水泥的水合作用期間產(chǎn)生大量的水合作用熱，這使混凝土的整體溫度迅速升高。然后水泥混凝土外表溫度迅速消散，但中心溫度下降緩慢?；炷琳w中心會產(chǎn)生應力，而內(nèi)部和外部拉伸應力會導致拉伸應力集中。當內(nèi)部和外部拉伸壓縮應力與中央拉伸強度一樣高時，收縮后會形成裂縫。

（二）溫度裂縫

一般來說，大體量混凝土澆筑的施工需要一次澆筑，澆筑后，由于水泥大量水化而形成的水化熱容易擴散到內(nèi)部組織，使混凝土內(nèi)部溫度明顯升高，表面散熱效果加快。溫差是由水泥混凝土的壓應力和表面的拉應力引起的。然而，在固化時間短，拉伸強度較低。當溫差引起的體表內(nèi)拉應力達到高抗拉性能、高強度混凝土的突破極限時，混凝土外表面會出現(xiàn)明顯的貫穿裂縫。

二、防裂措施

（一）水泥的選擇

大體積混凝土水泥應選擇低熱值，低堿，高初始強度，長的初始凝結期的水泥。C2S是更合適的礦物質(zhì)，C3A的含量需要控制?？刂苹瘜W成分最好達到C2S+C3S80，C3A5，C4AF15。高強度混凝土水泥用量不宜供過多或應適當加入一定數(shù)量的粉煤灰代替水泥，改善混凝土的粘塑性，降低水泥水化熱。

（二）水泥量和水泥比

配制混凝土配合比時，應盡量減少建筑材料的使用和實際用水量，但不應損失水泥的流動性、凝結強度和持水能力，防止混凝土材料準備不足或澆筑困難。

（三）砂礫石料

骨料在大體積混凝土中的百分比通常為混凝土絕對體積的80至83，因此在選擇骨料時，應選擇線性膨脹系數(shù)低，巖石彈性低，表面清潔且涂層低的骨料，具有良好的聚集性。

除了滿足骨料標準的要求外，還可以適當放寬石粉或細粉的含量，以提高混凝土的可加工性，并提高混凝土的密實性，耐久性和抗裂性。

（四）外加劑

摻入不合格材料將對混凝土材料的高強度和標準人的使用壽命產(chǎn)生很大影響。雨后積水的混凝土材料工程項目應摻加抗裂引氣劑，并根據(jù)同一地區(qū)不同混凝土板的要求選用相同的減水劑，如果粉煤灰的細度與水泥顆粒的細度相等，則燃燒損失小，硫含量和堿含量小，需水量少，可以將其混合并用于混凝土中。在水泥混凝土中摻入礦渣微粉，可以提高混凝土的抗?jié)B性和耐久性，降低外加劑體系施工中的溶解熱，大大提高混凝土的抗拉強度比、倒堿的團聚反應程度，提高混凝土施工質(zhì)量?；炷敛牧洗嬖谠S多缺點和不足，因此需要提高混凝土的抗裂性能。外用混合建材、工業(yè)廢渣硅酸鹽建材、火山噴發(fā)硅酸鹽建材都是不錯的選擇。

（五）溫差防裂

溫差開裂是由于混凝土水化熱的內(nèi)部溫度與混凝土表面之間的溫差過大而引起的混凝土裂縫。

1.降低注入速率并減少注入層的厚度

大體量混凝土澆筑可分為：整體分層澆筑，分段分層澆筑和多層邊坡澆筑。復合凝固法對混凝土澆筑的要求較高，強度較高，而垂直向下堆積法對混凝土澆筑的要求較低。在施工期間，可根據(jù)結構的具體含量和尺寸，夯實的一種方法以及強大的水泥混凝土連續(xù)供應能力選擇澆筑方案。

2.加強混凝土的澆筑振搗，提高密實度

大體積混凝土工程澆筑過程分層、循環(huán)，高頻振搗，使入倉的混凝土充滿每個角落，并迅速釋放氣泡，實現(xiàn)混凝土的混合液化，使其分布均勻，以提高混凝土的強度、密實度、抗裂性。

3.控制初始溫度

（1）為了有效地減小混凝土板的表面與內(nèi)部之間的晝夜溫差，必須控制混凝土機械出口處的溫度?？梢钥刂苼碜詳嚢枵镜幕炷恋氖覂?nèi)溫度，然后控制室內(nèi)溫度和控制原材料，從而可以實施冷卻和固化措施。澆筑溫度的控制是主要要選擇合理的澆筑時間，完善澆筑工藝和加強養(yǎng)護工作。

（2）在大體積混凝土中預埋充冷水管，并在步驟1和2中進行水冷卻。

為了更有效的控制混凝土內(nèi)部溫度升高，采用預先在混凝土結構體內(nèi)埋設水循環(huán)冷卻管，連通施工區(qū)內(nèi)蓄水池，確保循環(huán)水溫度，進行冷卻。在現(xiàn)場建造混凝土板的過程中，輸入冷卻水在循環(huán)，多余的熱量通過冷卻管散發(fā)。冷卻系統(tǒng)逐漸流動，帶走混凝土板中的熱能，可以有效地控制水泥混凝土的溫度。

三、混凝土裂縫的加固處理

（一）灌漿處理

加筋注漿是處理混凝土裂縫的有效方法，灌漿孔布局采用漸進的致密化方法，即在需要加固灌漿的混凝土中鉆孔和灌漿。

（二）結構加固

對于嚴重的混凝土裂縫質(zhì)量問題，例如通過大壩混凝土中的裂縫，大壩主體應力會重新分配，并且危險的拉應力會出現(xiàn)在大壩的上游。在灌漿后恢復抗剪強度方面，僅依靠灌漿處理是不安全的，必須與結構處理結合使用。

處理結構的方法有很多，一種是用于加固小槍管的鋼地腳螺栓。另一種方法是在壩體穩(wěn)定后沿裂縫表面開一個寬約1m的溝槽，將其拖成兩側的鍵槽形狀，并用優(yōu)質(zhì)混凝土重新填充。

（三）開挖后補給

有些零件有裂縫，澆筑事故，混凝土強度不足等，效果非常復雜，目前普通水泥灌漿很難達到預期效果，甚至結構加固措施也不夠有效。此時，通?？紤]開挖后的補給，只要在補給過程中嚴格控制施工質(zhì)量和溫度應力，就可以將新舊混凝土結合起來。

四、結語

從以上討論可以看出，通過逐步控制混凝土原材料選擇，混凝土澆筑過程溫度控制和施工措施的完善，可以防止大體積混凝土中的裂縫產(chǎn)生。在工作時，必須對每個過程進行良好的管理和標準化的施工，以確保大體積混凝土水工結構的質(zhì)量，從而確保國家和人民的安全。

本文來源：《魅力中國》：http://00559.cn/w/wy/25805.html