水工大体积混凝土结构温度裂缝控制技术研究

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：由于水工建筑工程施工环境和使用环境通常情况下都比较复杂，所以对其稳定性和强度都有着比较高的要求，这就对施工技术提出了更大的挑战。在水工大体积混凝土施工过程当中，水泥水化产生大量的热量，从而使混凝土结构内外温差较大，最终造成温度裂缝的出现。这就需要相关工作人员对混凝土硬化温度做出准确计算，从而更好地避免温度裂缝的产生，有效提高水工大体积混凝土施工质量。
　　关键词：水工;大体积混凝土;温度裂缝;控制技术
　　中图分类号：TV544文献标识码：A
　　1 水工大体积混凝土裂缝产生机理和原因
　　1.1 水泥的水化热
　　水工大体积混凝土通常情况下结构断面都比较大，在浇筑过程当中，水泥水化会释放大量的热量，这些热量不能快速散发出去就积聚在混凝土结构内部当中，从而使得混凝土结构内部温度迅速上升，而其结构外部由于水分的蒸发带走大量的热量使温度降低，由于内外温差过大，内部热涨所产生的应力和外部收缩产生的应力相互作用，当达到混凝土抗拉强度极限的时候就形成了温度裂缝。
　　1.2 外界气温变化
　　水工大体积混凝土施工过程很容易受到外界多种因素的影响，温度就是其中一个影响比较大的因素，当外界温度迅速下降的时候就会使其结构内外温差过大，对混凝土施工质量造成严重的危害。随着浇筑操作的持续，混凝土表面温度会随着外界温度的改变而改变，当降低到一定程度时，由于混凝土结构内外温差过大的原因而使得温度应力已经超出了混凝土的承受范围。如果外界温度太高有会对混凝土散热造成一定的不良影响，而内部由于水泥水化释放的热量会使得温度持续升高，这就大大增加了温度裂缝的发生几率。
　　1.3 约束条件
　　混凝土结构会随着外界温度的升降而发生热胀冷缩现象，此时会因为某一种影响或者阻碍因素使其变形受到一定的限制，这时就会产生一定的应力，当这种应力作用达到混凝土结构本身无法承受的一个范围的时候就会造成裂缝的产生。
　　2 水工大体积混凝土温度裂缝控制技术
　　2.1 材料控制技术分析
　　水工大体积混凝土温度裂缝的产生受多种因素的影响，其中一个就是温度应力数值已经超出了混凝土本身可以承受的抗拉强度，从这个角度来考虑控制好混凝土温度裂缝的产生就需要对原材料质量做好管控，以有效提升大体积混凝土结构的稳定性、抗裂性能和抗渗性能，在对大体积混凝土进行配制的时候需要注意以下几个方面的问题：
　　第一，在对胶凝材料进行选择的时候，最好选择水化热比较低的材料，这样可以在一定程度上减少水泥的使用量。选用中等或者是较低水化热水泥对混凝土进行配制可以将大体积混凝土浇筑过程当中容易出现的温差值降至最小，掺合料的选择也需要引起重点关注，最好选用那些性能比较均衡，组分均匀的粉煤灰;第二，确保所添加减水剂的高性能和高优质性，只有保证高性能的减水剂才能有效减少混凝土配制过程中对水泥和水的用量，同时还可以有效改善混凝土的和易性，提高混凝土性能;第三，在对骨料进行选择的时候，细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好，人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内。粗骨料一般采用四级配，最大粒径150mm。在投入使用之前，还应该将其中的泥洗净，对其表面的水分进行去除，一般情况下细骨料和粗骨料的含泥量控制在1%以内;四，将塌落度控制在一定范围之内，在有效保证混凝土施工质量基础之上，尽可能降低混凝土的塌落度，从而使其具有更好的抗裂性能。
　　2.2 对混凝土现场浇筑温度进行控制
　　水工大体积混凝土在浇筑过程当中，水泥由于水化会释放的大量的热量，从而使得混凝土结构内部温度迅速升上，但是混凝土本身的热传导性能又不是很好，当温度太高的时候就会严重影响混凝土各项性能。想要解决这一现象，一是对砂石骨料采用遮阳棚，防止阳光爆嗮，以降低其温度，并采用一定温度的制冷水对混凝土进行拌制;二是在施工混凝土中采用埋设水管冷措施对混凝土浇筑温度进行有效的降温处理，此方法可以有效降低混凝土内部温度;三是在混凝土浇筑施工中，采用喷雾器进行喷雾，形成低温小气候，以降低混凝土表面温度。在具体操作过程中，首先应该在混凝土当中埋设一定的冷却水管，在浇筑过程中向水管当中引入冷水，通过冷水的不断流动将大部分热量带走。需要注意的是，该过程所采用的冷水最好选用温度较低的深层地下水（或制冷水），利用两台或者多台水泵抽水，我国现如今这种方法被广泛应用在水工大坝混凝土浇筑过程当中。
　　2.3 施工过程中对温度裂缝进行控制
　　首先，在混凝土浇筑和振捣操作的时候，施工人员一定要确保施工操作的规范性和科学性，在大体积混凝土浇筑过程中，一定要把控好混凝土的浇筑顺序、厚度以及浇筑方向，我国目前最常见的为分层浇筑方式。确保下层混凝土初凝前进行上一层混凝土施工，振捣操作应快插慢拔，并插入到上下二层的结合面，以保证上下层混凝土良好结合;其次，做好后期养护工作，具体养护过程应该做好对温度和湿度的把控，整个养护过程应该保证混凝土表面处于湿润状态，如果外界温度过低还应该利用草垫子之类的东西对其进行覆盖，如果温度过高则需要定期洒水并利用保鲜膜进行覆盖;如果埋设有冷却水管的，按设计要求继续通水冷却，并定期对冷却水进水口和出水口的温度检测，及时掌握温度变化情况。
　　总而言之，在水工建筑施工过程中，温度裂缝比较常见，而且会对工程后期使用的安全性造成非常严重的影响，这就需要做好施工过程对原材料质量的把控，不断提高施工技术，做好现场管理工作等，从而更好地保证我国水工建筑最终建设质量。
　　参考文献：
　　[1]翟偉颂.建筑大体积混凝土筏基施工温度控制[J].建筑，2017（14）：74-75.
　　[2]郭潇.大体积混凝土裂纹预防与控制[J].城市建设理论研究（电子版），2017（19）：141.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14947302.htm