水利工程大体积混凝土温度裂缝的控制

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　　摘    要：目前我国的水利工程在建设中主要是采用混凝土作为工程的施工材料，并且在工程建设中发挥着重要的作用。在水利工程中经常会出现大体积混凝土温度裂缝，而在水利工程中大體积混凝土建筑物比其他土建工程要多，因此在施工中一定要重视结构分缝，并且还要避免温度裂缝的产生。在大体积混凝土中，要控制好温度应力，一旦在施工的混凝土中出现温度裂缝，就会直接影响到结构的整体性以及耐久性。
　　关键词：水利工程;大体积混凝土;温度裂缝;控制
　　1  影响大体积混凝土温度裂缝产生的因素
　　1.1  水泥的水化热反应
　　而大体积混凝土内部所产生的热量都是来自水泥水化热，这也是造成混凝土出现温度裂缝的最主要原因之一。由于大体积混凝土的截面较厚，混凝土内部产生的水化热就会聚集不易散失。因为混凝土结构具有自然散热性，混凝土完成浇筑的后2～5天就会在混凝土内部出现最高温度。而在浇筑的初始阶段，混凝土的弹性及强度模量都较低，水化热造成温度升高对混凝土的约束较小，所产生的温度应力也相对较小。随着混凝土的弹性模量提高以及龄期的增加，混凝土内部的温度下降，收缩的约束会逐渐增大，从而产生较强的温度应力，一旦混凝土的温度应力大于抗拉强度时，就会出现温度裂缝。
　　1.2  混凝土的收缩与徐变
　　水泥在水化的过程中，混凝土会出现体积的变化，与普通的水泥混凝土相比，大多属于收缩变形。在混凝土中有较多的孔隙和空隙，而这些空隙中含有较多的水，但是水泥只需少量的水就能发生水化反应，而空隙中剩余的水会蒸发从而造成混凝土收缩，如果对收缩变形进行约束，就会产生混凝土裂缝。混凝土发生收缩变形的过程较为复杂，而混凝土发生收缩变形在一定的条件下具有可逆性，如果在收缩后，再次处于饱和的状态，最终还是会膨胀到原本的体积。因此，干湿交替会导致混凝土的体积出现交替变化，不能控制好混凝土的裂缝。我们将混凝土随着时间增加而出现变化的特性称为徐变，而混凝土出现松弛和徐变的情况也会造成混凝土裂缝的产生。
　　1.3  约束条件
　　如果混凝土在变形中受到其他因素的约束，会导致混凝土产生裂缝及应力。混凝土结构产生的约束主要有两部分，分别是内约束和外约束，而约束条件的强弱性会导致混凝土内部产生温度裂缝。大体积混凝土结构的内约束就是指混凝土的内部约束，由于混凝土内部各个部位所产生的温度不同，对应的变形量也不同。其次，材料的连续性还会对混凝土造成相互的约束。而外约束就是指外界条件对大体积混凝土结构进行约束，例如地基对混凝土承台造成的约束等。在施工的过程中，对外界条件及环境进行改善、优化，就能在一定程度上减少大体积混凝土的结构裂缝。
　　2  施工温差控制技术措施
　　2.1  降低混凝土的水化热温升
　　采用水化热较低的水泥，并且严格按照施工图纸的要求，在保证混凝土强度、耐久性以及和易性的基础上，优化混凝土的骨料级配，增加适当的优质掺和料以及外加剂从而减少单位水泥的用量。为了加快混凝土浇筑块的散热，一般都会将基础和老混凝土约束部位的浇筑层高控制在1m～2m。如果工程的资金较为宽裕，可以考虑采用表面流水冷却的措施进行散热。
　　2.2  减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸值
　　2.2.1  优化混凝土材料和配合比
　　在水利工程的大体积混凝土结构中，对混凝土收缩造成影响的主要因素就是用水量以及水泥用量。据数据分析可知，如果施工中用水量和水泥用量越高，那么混凝土的收缩就越大。在对混凝土材料进行设计时，要保证混凝土的强度，并且调整好骨料的品种、级配以及水灰比等，减少水泥的用量。采用科学合理的混凝土配比，能够减少裂缝的产生，并且还要根据温度变化来调整混凝土的配比，增加混凝土的初凝时间，保证混凝土的凝结时间符合施工要求。
　　2.3  减少混凝土出现温度裂缝的措施
　　2.3.1  表面修补法
　　在水利工程中，表面修补法是一种较为常见的修补措施，主要用于处理稳定和结构承载力未受到影响的表面及深进温度裂缝。一般的处理措施就是在裂缝的表面涂抹环氧胶泥、水泥浆，或是在混凝土的表面涂刷沥青、油漆等防腐材料。在防护的过程中，可以通过在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等来避免混凝土受到其他因素的影响而开裂。
　　2.3.2  结构加固法
　　如果产生的裂缝影响到混凝土结构的各项性能，可以采用加固法来处理混凝土的结构。而在加固中经常会运用到以下几种措施：增加混凝土结构的截面面积，喷射混凝土补强加固、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、构件角部外包型钢以及增设支点加固。
　　2.3.3  循环蓄水控制法
　　循环蓄水控制法主要是控制大体积混凝土基础底板施工的温度裂缝，主要是由砌筑或装配式调温养护水调温槽、循环水管道、管井降水井、混凝土表面蓄水降温池等构成。
　　通过基坑井点降水以及收集的天然雨水作为基础底板调温养护的用水，将循环水引到调温槽并且控制好循环水的初始温度;调整好循环水的温度后再将其引到基础底板混凝土表面的降温池，最后通过调温槽和降温池的水循环来控制好循环水的温度及深度。
　　3  结语
　　综上所述，在水利工程中经常会出现混凝土裂缝，裂缝的产生不仅会降低建筑物的抗渗性，还会影响建筑物的正常使用，从而导致钢筋发生锈蚀、混凝土出现碳化的情况，削弱了材料的耐久性以及建筑物的承载力。因此，一定要认真、仔细的对混凝土裂缝进行研究，采用合理的措施来处理，并且在施工中也要采用有效的预防措施来避免裂缝的产生，保证建筑物和构件的稳定性和安全性。
　　参考文献：
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