水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理

水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理

程晓

江西省安胜安全科技有限公司 江西省南昌市 330103

摘要：水工大体积混凝土的原材料主要包括水泥、粉煤灰、外加剂等，这些材料的性质对施工质量有很大的影响；同时，在使用过程中，由于混凝土自身的收缩变形和干燥度的变化，会导致其内部应发生变化，从而产生较大的温度差，使大体积混凝土出现裂缝。

关键词：水工结构；大体积混凝土；裂缝成因；控制处理；

引言

与常规混凝土相比，大体积混凝土在原材料质量、配合比、施工技术及养护等方面的要求更加严格，但由于受到各种因素的影响，施工过程中，大体积混凝土容易出现裂缝等问题，从而带来一定的安全隐患。为此，应该采取有效的措施，对大体积混凝土的裂缝问题进行有效地控制，同时也要采取科学的施工技术，预防裂缝的发生。

1大体积混凝土裂缝破坏方式

1. 拆模前，表面出现麻面、蜂窝麻面，且没有及时修补，导致大体积混凝土的强度和耐久性降低，从而产生裂缝。（2）在拆模后，由于温度变化，模板和钢筋之间的粘结力下降，使混凝土内部的应力发生变化，当混凝土的抗拉强度达到一定值时，就会发生大体积混凝合物的开裂。（3）当混凝土的内外温差超过了规定的数值时，就会引起水泥石的膨胀而开裂。（4）在施工过程中，如果不对其进行合理的养护，则容易造成裂缝的扩展或蔓延。（5）在浇筑前，应先用塑料布等覆盖基层，并做好防冻措施，防止雨水渗透，再浇筑。但实际情况往往与设计图纸上的要求不符，因而不能有效的预防裂缝的发展或扩大。

2大体积混凝土的常见裂缝

目前，大体积混凝土主要应用在高层建筑基础、桥梁的桥墩与基础、水利大坝等工程中，体积大是大体积混凝土的主要特点，其长宽可超过1m。大体积混凝土的体积较大，表面系数较小，由于水泥水化反应而出现的热量在混凝土内大量聚集，导致其内部温度过高，受到内外温差的影响，其表面容易出现裂缝。同时，浇筑后，在硬化过程中，混凝土表面的水分被蒸发，在水化热的影响下其内部温度较高，也会使大体积混凝土发生塑形收缩。根据发生原因的不同，可以将大体积混凝土的裂缝分为以下几种类型。（1）温差裂缝。水泥与水之间产生化王彦权　中国建筑土木建设有限公司工程师翟雄雄　中国建筑土木建设有限公司助理工程师管秀洋　中国建筑土木建设有限公司助理工程师学反应，从而生成水化热。施工时，由于水化热产生的热量没有得到及时发散，而在混凝土内部大量聚集，会增加混凝土内部与外部的温度差异，形成拉应力。温差带来的拉应力超出混凝土强度的时候，便会导致温差裂缝产生。（2）干缩裂缝。大体积混凝土施工过程中，若遇到高温天气，则会使大量水分聚集在混凝土内部。若水分蒸发不均匀，会导致混凝土发生干缩裂缝。（3）沉陷裂缝。沉陷裂缝通常是由于回填土质量不合格、地基下方土质松软等因素所致。大体积混凝土施工过程中，若存在支撑间距较大、模板刚性不强的情况，也有可能导致沉陷裂缝。沉陷裂缝在冻土地区比较常见，如果所选择的模板位置不合理，如在冻土上设置支撑点，那么冻土融化后便可能发生不均匀沉降，进而导致裂缝问题的发生。

3水工结构大体积混凝土裂缝控制处理策略

3.1施工监控量测

为了保证工程质量，在施工过程中，需要对混凝土的温度、收缩率和浇筑时间等进行有效的监测与控制。在施工前，要对混凝土的原材料和配合比、振捣方法及振实程度等情况做详细的了解并计算，确保各项参数都符合设计要求。同时还应注意的是，在浇筑完成后，要及时的做好养护工作，以防止由于天气原因导致的砼开裂。①对于大体积混凝土，其内部的温差较大，且其自身的抗压能力较差，因此必须采取保温措施。②当外部环境较恶劣时，应采用保湿的方式来降低内外部的温差，以避免大体积混凝土的表面出现裂缝。③当外界的热源无法满足上述条件时，可以使用覆盖的办法将裂缝的一部分封堵。但是如果是室外的热源，则需考虑是否有遮挡物，以免影响到后续的养护。此外还需设置遮阳棚，以便于后期的维护保养。

3.2混凝土浇筑、拆模

1. 正确浇筑方法。混凝土浇筑过程要严格按照分层分段浇筑、分层流水振捣，加速混凝土水化热释放。浇筑过程中合理控制好分块、分区，避免浇筑基础差距太大、侧面长期暴露等引起混凝土不均匀的情况。当浇筑的体积较大时，可以适当设置后浇缝，减小温度应力和外约束力，从而降低混凝土内部温度。浇筑完毕后，通过二次振捣方式，夯实混凝土密度，同时将表面抹平、压实，提高抗裂性能。２）拆模时间控制。在混凝土浇筑初期，水化热产生较多热量同时使表面温度过高。若此时拆除模板，混凝土表面温度会骤降，巨大温差在表面形成一个拉应力，加上混凝土凝固干缩与水化热应力相叠加，都可能导致混凝土表面拉应力增大产生裂缝。因此当混凝土表面最低温度与内部温度低于２５℃，拆模后混凝土表面温降低于９℃，同时混凝土强度达到设计值的７５％时才具备模板拆除条件。

3.3混凝土养护

大体积混凝浇筑完成后，在初凝前，按标高控制线用刮尺将混凝土表面刮平，初凝后，用铁滚筒将混凝表面压实，清除浮浆，最后进行二次收光。收光后，立即在混凝土表面洒水，并覆盖1层塑料薄膜用于混凝土保湿，上面覆盖1层干燥毛毡用于混凝土保温，为防止降雨削弱保温效果，毛毡上再覆盖1层塑料薄膜。每天由专人检查塑料薄膜的完整情况，并保持混凝土表面湿润。同时，现场额外预备了1层毛毡和1层塑料薄膜，若混凝土内部温度控制指标超标时，可覆盖在现有保温层上，增强保温效果。养护时间由混凝土体内的温度监测数据决定，混凝土表里温差小于28K且混凝土表面与大气温差小于25K时拆除保温层。

3.4大体积混凝土裂缝控制处理

对大体积混凝土裂缝进行控制的关键在于施工质量，所以要严格控制好原材料的配制比例，在选择水泥时，要选用低热水泥，保证其含水量，同时也要控制好搅拌过程中的温度和时间避免由于混凝土内外温差过大而产生裂缝。在浇筑前，应先对模板的尺寸和位置等因素重新计算，确保其具有足够的刚度，防止出现应力集中现象。还可以采用分层浇筑法，将混凝土的厚度、宽度等参数作为依据，使其保持均匀，以减少因温差变化而引起的裂缝开裂。还可采取适当的保温措施，使大体积混凝土的内部结构表面的保温和降阻，以降低大体积混凝合物的收缩变形。对于水化热较高的工程项目，应尽量延长冷却水管的使用期限，并加强散热设施的建设；在冬季时，可通过增加水管的方式来减小水温的波动幅度。

3.5做好温度测量工作

混凝土内外温差过大，是裂缝问题的主要原因之一。因此，必须加强对混凝土温度的监测，通过动态化地检测温度变化情况，包括混凝土表面及内部的温度，采取有针对性的措施缩小内外温差。为了确保温度测量的准确性，可以在承台内的多个部位设置测温点。每个测温点处，在中心位置设置1根测温管，用于对混凝土的内部温度进行测量，同时在表面位置设置1根测温管，用于对混凝土表面的温度进行测量。第1天至第5天，每隔2h检测一次温度，第5天之后，每隔4h检测一次温度。

结束语

本文以水工结构为研究对象，重点分析了水工结构大体积混凝土的特点及原因，并提出了相应的预防措施。通过对其的抗裂性能，耐久性，耐水性等方面的试验与检测，总结出一套适合于本工程的防裂体系。从而使企业能够更好的保证员工的人身财产的安全性以及稳定性。同时也为社会的和谐稳定提供一定的帮助作用。

参考文献

1. 丰庆聪.大体积混凝土裂缝产生原因及措施分析[J].建筑与装饰,2019(04):185.

2. 安美运.水工结构大体积混凝土裂缝成因及控制处理的研究[J].建筑工程技术与设计,2018(14):3586.

3. 刘睿.水工混凝土结构池壁裂缝预防与处理[J].建筑·建材·装饰,2019(19):91+95.