水利施工中大体积混凝土的抗裂技术分析

侯玉超 张海宁

摘要：大体积混凝土裂缝控制对水利工程的质量有着重要影响，也是整个工程顺利发挥作用的关键，对整个工程的安全性和耐久性均有重要意义。因此，有关工作人员应对各种因素进行考虑，制定合理的施工方案，防范裂缝出现，增强工程质量。最好在工程正式开始之前就对可能造成裂缝出现的各种因素进行清除梳理，制定详细的控制措施，将裂缝出现的可能性降到最低限度。

关键词：水利施工；大体积混凝土；抗裂技术；应用

1 引言

大体积混凝土对水利工程的质量产生重要影响，也是整个工程顺利发挥作用的关键。因此，需要严格规范施工，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑后的养护工作，才能够有效的防治裂缝的出现，保证工程的建设质量。

2 大体积混凝土产生裂缝的原因

2.1 水泥水化热影响

水泥水化热指的是水泥与水作用时会释放出大量的热，混凝土中的主要成分为水泥，在施工时水泥会与水发生反应，而释放的热量会导致混凝土的温度急剧上升，混凝土的体积越大，温度也越高，每一立方米混凝土中的水泥含量增加十千克，水化热温度也将提高1℃，且混凝土不具备良好的导热性能，一旦温度升高、热量积聚，便很难散失，这种温度上的剧烈变化以及内外差导致混凝土出现了裂缝。

2.2 混凝土收缩

由于水泥在水化过程中水分的蒸发，且蒸发量的多少直接影响到大体积混凝土的稳定性，若在搅拌过程中蒸发量过多，超出混凝土的配合比例，混凝土会因收缩产生缝隙。

2.3 设计与施工不合理

大体积混凝土在设计上需要加大钢筋含量，减小钢筋间距，这样才能借助钢筋的强度和韧性有效地抵消内部拉应力，避免裂缝的产生，然而一些施工企业为追求经济效益而反向行之，导致钢筋的保护效用下降，混凝土的脆性增强，继而容易出现裂缝。且在施工时，混凝土浇筑要均匀捣灰，一旦浇筑不均，则会造成混凝土中水泥含量激增，则温度应力和收缩应力将会使大体积混凝土产生裂缝。

2.4 温差裂缝

当大体积混凝土内部温度和外部表面温度相差较大时，极易导致混凝土出现温度裂纹。使用大体积混凝土时常被一次全部进行浇筑，对于大体积混凝土来说，其内部的水泥遇水会产生化学反应散发热量，当时内部热量不易向外进行散发，温度就会较高，然而混凝土表层热量极易散发，相应的温度就较低，这样混凝土内部和外部的温度存在差异和相反的压力差。

3 水利施工中大体积混凝土抗裂技术的应用

3.1 原料的选用

温度应力是造成裂缝出现的重要成因，混凝土温升和水泥的水化热存在直接联系，为了阻止温升导致的裂缝，水泥的选择十分重要。在选择水泥之前应对整个工程的实际情况进行全面调查，可以选用水热化比较低的水泥，比如矿渣硅酸盐水泥等。有研究表明，随着水泥用量的增加，其水化热作用就会让混凝土提升相应的温度，因此在工程施工之中尽量减少水泥的使用量。要根据实际情况持续调整骨料的级配，增加最大骨料粒径。

3.2 消除或降低约束的方法

在已有混凝土的基础上进行浇灌大体积混凝土时，应在已有的混凝土上铺盖沥青或者油毡纸；在基础岩石上进行浇灌大体积混凝土时，应在岩石上铺设一层破碎的砂石；如果要浇灌的大体积混凝土两侧有旧混凝土或者岩石的时候，也应在兩侧覆盖油毡纸，使其与新浇灌的混凝土隔离开来。

3.3 降低混凝土浇筑温度

使混凝土温度降低的方法有两种：一种是后冷法，意思就是先进行混凝土浇筑，浇筑完之后对其进行降温，一般都是在混凝土内部埋设冷水管，在浇筑完成后将冷水管内通入低温液体，使其混凝土降温，这种方法冷损失小，效果明显；另一种是预冷法，意思就是先将混凝土降温，然后再进行浇筑，一般就是在混凝土中加入冰块或者将混凝土骨料进行降温冷却。

3.4 优化控制混凝土配合比

配合比设计时，依据实际情况以降低水化热温升为前提，正确选取水泥型号、掺合料与外加剂。一般选择采用低热矿渣水泥，中热硅酸盐水泥，减少水泥用量及改善混凝土的和易性，应考虑掺入优质掺合料如粉煤灰等，可降低混凝土的绝热温升、提高混凝土抗裂能力，选择粗细骨料级配良好并尽可能选用较大的骨料用量，严格控制砂石骨料的含泥量，选择合理的水灰比，在满足施工和易性和强度的条件下，可适量掺入减水剂，可减少用水量，节约水泥、降低绝热温升。

3.5 灌浆嵌缝充填

如果裂缝已经对结构整体的承载性能和安全性都形成负面影响时，或混凝土防渗性能要求很高时，通常使用这种方法。通常有可以具体分为压力注浆法、涂抹封闭及开槽填补法等三种方法。前者主要用在维护宽度在0.2 到0.3mm 之间的裂缝。具体来说，将混凝土表面清理干净，尤其是裂缝四周，将注浆嘴粘在密闭裂缝上，开展试漏试验，搅拌好注浆液，在压力机的支持下进行两次灌浆，注浆完成之后，将混凝土表面处理干净。如果混凝土外表的裂纹非常多，一般方法难以奏效。第二种方法主要被用在宽度低于0.2mm 的裂缝，使用这种方式可以起到防水作用，同样也可以组织装饰层的碳化，还能低于一些腐蚀离子的侵害。最后一种方法具体来说，使用锤子与扁铲沿着缝隙凿除一个U型槽，这个槽的深度与宽度都保持在40mm 左右，在槽内的各个面涂上浆液，将事先搅拌好的水泥砂浆填充到槽中，使用抹刀压匀，并修理凭证。养护过程开始之后不能淋雨、风吹日晒，使用塑料薄膜覆盖混凝土的方式能达到最佳效果。

3.7 大体积混凝土裂缝的修补技术

①补强灌浆技术。该技术的实地应用效果较好，能够对一般的混凝土裂缝起到较好的修补作用。补强灌浆技术需逐级加密布置灌浆口，具体的操作如下：在裂缝处钻孔，通过灌浆来修补大体积混凝土裂缝。②混凝土回填技术。混凝土回填是针对原有混凝土的强度不够，需要将混凝土结构挖除，重新填入优质的混凝土。③钢筋锚栓加固。对于补强灌浆技术无法修补的裂缝可以采用钢筋加固的方法来进一步修补裂缝。对裂缝处钢筋锚栓进行补强处理；在水利施工基础稳的前提下，沿着混凝土的裂缝挖开1m左右的槽，沿着槽壁灌入优质的混凝土进行加固。

4 结语

混凝土对水利工程的质量产生了重要影响，也是整个工程顺利发挥作用的关键。因此，需要严格规范施工，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑后的养护工作，才能够有效的防治裂缝的出现，保证工程的建设质量。

参考文献：

[1]伦绍伟，陈得虎.水利工程中混凝土裂缝产生原因及防治措施分析[J].地下水.2017（04）.

[2]吴俊.探析水利施工中混凝土裂缝的防治技术[J]. 建材与装饰.2017（20）.

（作者单位：高密市城北水库运营维护中心1

高密市王吴水库运营维护中心2）