浅析水运工程大体积混凝土防裂措施

孟 岩

锦州水运工程质量与安全监督处

浅析水运工程大体积混凝土防裂措施

孟 岩

锦州水运工程质量与安全监督处

在水运工程混凝土施工过程中，大体积混凝土施工裂缝的控制是施工管理中的重要环节，采取行之有效的措施加强水运工程大体积混凝土防裂控制有着极为重要的意义。

水运工程；大体积混凝土；防裂措施

大体积混凝土是“预计因胶凝材料水化热等因素引起混凝土温度变化导致裂缝，或结构断面最小尺寸等于或大于1m的混凝土”，《水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程》从定性和定量两个方面对大体积混凝土进行了定义。大体积混凝土的特点主要是胶凝材料在水化反应过程中释放出大量的热量，这些热量积聚在混凝土内部不易散发，引起温度变化造成混凝土的收缩变形，混凝土收缩变形受到内部或外部约束时产生拉应力，超过混凝土的抗拉强度易导致开裂。

大体积混凝土的开裂问题一直制约着大体积混凝土的质量改进，是水运工程施工的质量通病，究其原因是受多种因素影响的，无论是混凝土内部收缩，还是外部温度变化以及外力作用，都可能引发大体积混凝土裂缝现象，影响水运工程整体施工质量与使用性能。因此，我们必须提高对大体积混凝土施工裂缝问题的重视，积极分析混凝土裂缝的成因，并结合工程实际情况，以“预防为主、治理为辅”作为原则，制定科学合理的裂缝控制方案，采取有效的防裂措施加以控制，最大程度地降低裂缝产生的概率，提高水运工程混凝土施工质量。一般来说，可从以下几个方面采取相应的防裂措施：

一、结构设计控制

大体积混凝土应根据结构所处的环境选择合理的结构型式、构造措施和混凝土强度等级。结构型式应简单，即采取平顺、少棱角和少突变等结构型式。一方面可减少结构自身约束，另一方面方便采取保温等温控措施。应减少应力集中，降低基础约束，并应考虑温度应力对结构的影响，配置必要的构造钢筋。通过合理配置钢筋，增大混凝土的抗拉性能，从而有效限制混凝土裂缝扩展。

二、材料选用控制

(一)合理选择原材料

1.水泥。大体积混凝土宜采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥或中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。所用水泥必须符合现行国家标准的规定。水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%。

2.骨料。粗骨料应洁净、坚固、级配良好，粗骨料含泥量不应大于1%，其中泥块含量不应大于0.5%。细骨料宜采用级配稳定的中砂，细骨料含泥量不应大于3%，其中泥块含量不应大于1%。严格控制骨料中的含泥量和碱含量。若骨料中含泥量偏多，不仅增加混凝土的收缩变形，而且降低混凝土的抗拉强度。

3.矿物掺合料。为了降低水化热，大体积混凝土宜掺加粉煤灰、粒化高炉矿渣粉等矿物掺合料，其质量应符合国家现行有关标准的规定。大体积混凝土采用粉煤灰作为矿物掺合料时，应选用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。

4.外加剂。大体积混凝土使用的减水剂、缓凝剂、引气剂、膨胀剂等外加剂的质量应符合国家现行有关标准的规定。大体积混凝土宜选用缓凝型高效减水剂，其减水率不宜小于18%。外加剂使用前应进行胶凝材料相容性检验，掺量应通过试验确定。纤维的掺入可以提高混凝土的抗拉强度。

(二)严格检查和控制原材料

对所用原材料要按照设计和相关规范要求严格进行检验，确保所检验的指标合格，才能够对其进行运用，提高大体积混凝土的稳定性，从而防止大体积混凝土因原材料不合格而产生裂缝。

三、配合比设计控制

混凝土原料的合理配比，是提高混凝土性能的关键，同时也是保证混凝土质量的重点。大体积混凝土配合比应在满足施工工艺要求的条件下，选择较小的坍落度和较小的砂率，使骨料中粗骨料用量相应增多，从而可以降低浆骨比和抑制混凝土收缩，有利于大体积混凝土的抗裂。通过试配掺加适量的粉煤灰和减水剂，可改善拌和物的和易性，降低水灰比，以达到减少水泥用量，降低混凝土水化热总量，减小混凝土内部温度变化，进而实现大体积混凝土防裂的目的。

四、施工过程控制

(一)严格控制混凝土施工温度

施工中应控制大体积混凝土的浇筑温度，充分利用低温季节施工。热天施工应采取下列措施：1.混凝土入模温度不高于30℃；2.混凝土施工安排温度较低的夜间进行；3.降低骨料和拌和用水的温度；4.水泥温度不高于60℃；5.避免混凝土表面骤然降温。冷天施工应采取下列措施：1.混凝土入模温度不低于5℃；2.料场遮盖和拌和用水加热；3.浇筑完毕后覆盖保温；4.不使用冷水养护。

(二)降低混凝土内表温差和控制降温速率

当混凝土早期升温时，宜采取下列散热措施：1.分层施工，并控制分层厚度；2.顶面洒水或用流动水散热；3.采用钢模板；4.布设冷却水管。浇筑前冷却水管应进行压水试验，管道系统不得漏水。在混凝土降温阶段应采取下列保温措施：1.在寒冷季节推迟拆模时间，拆模后采用草袋、帆布、塑料薄膜覆盖等保温措施；2.对于地下结构及时回填保温、减小干缩。

(三)把握好浇筑工艺

工程经验表明，混凝土的浇筑厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，泵送混凝土分层厚度不宜大于500mm，非泵送混凝土分层厚度不宜大于300mm。上层混凝土必须在下层混凝土初凝之前浇筑完成，不得随意留施工缝，严禁出现施工冷缝。顶层混凝土浇筑完毕，初凝前必须进行二次抹面并及时覆盖保湿。大体积混凝土宜采用二次振捣工艺，即在混凝土初凝前再次振捣，增加混凝土的密实度，减少表面微裂缝。

(四)加强混凝土的养护

大体积混凝土浇筑完毕后应及时养护，养护时间不宜少于14d。养护宜采取覆盖、蓄水、洒水、喷雾和涂养护剂等措施，不得采用海水养护。养护水温度与混凝土表面温度之差不宜大于15℃；蓄水深度不宜小于200mm。混凝土内部和表面温度应控制在设计要求的温差内，当设计无要求时，温差不宜超过25℃。

综上所述，在水运工程混凝土施工中，大体积混凝土裂缝是较为常见的，因此我们要对其加以重视，不断探索行之有效的防裂措施，降低大体积混凝土裂缝发生几率，提高水运工程施工质量。

[1] JTS 202-2011.水运工程混凝土施工规范[S].

[2] JTS 202-1-2010.水运工程大体积混凝土温度裂缝控制技术规程[S].