大体积水工混凝土施工质量控制措施

蔡炽颖

摘 要：裂缝是大体积水工混凝土施工中常见的质量通病，如对其不能进行有效处理，将会影响水工物的使用寿命，造成财产损失。

关键词：大体积；水工；混凝土；施工；质量控制；注意问题

前言

大体积混凝土最早出现在水利水电工程中，水工混凝土施工工艺流程主要包括仓面准备、仓面布料、平仓、振捣、养护、表面处理等。在水利水电工程建设中，大体积混凝土由于水工建筑物长期置于恶劣的地理环境中，其混凝土会出现一些气泡、蜂窝、裂缝、夹层等缺陷，会对水工建筑物内部质量及外部美观有直接影响。因此，必须加强提高大体积混凝土施工技术与工艺水平，确保工程符合标准。

1、大体积混凝±施工的主要技术难点

大体积混凝土施工的主要技术难点为裂缝的控制问题。

（1）温度应力引起裂缝（温度裂缝）

温度裂缝产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种：混凝土浇注初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度。这就形成了内外温差。这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝；另外，在拆模前后，表面温度降低很快，造成了温度陡降，也会导致裂缝的产生；当混凝土内部达到最高温度后，热量逐渐散发而达到使用温度或最低温度.它们与最高温度的差值就是内部温差；这三种温差都会产生温度裂缝。在这三种温差中，由水化热引起的内外温差较为主要。

（2）收缩引起裂缝

引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。外界气温的下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土的开裂：外界的湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生；建筑物基础的不均匀沉降也会产生裂缝，混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝；水泥中的碱与活性骨料中的活性氧化硅起化学反应也会产生裂缝。

2、大体积混凝土施工质量控制措施

由以上分析，材料型裂缝主要是由温差和收缩引起。所以为了防止裂缝的产生.施工过程中就要最大限度地降低温差和减小混凝土的收缩，针对混凝土裂缝产生原因，采取相应控制措施。

2.1 原材料选用控削

（1）在施工中采用中热硅酸盐水泥或低热矿渣水泥，在不影响水泥活性的情况下，要尽量使水泥的细度适当减小。

（2）选用级配挺好的骨料，严格控制砂、石子含量，细骨料尽量用干净的中粗砂。严格控制砂石原材料的含泥量，避免使用过量粉砂，保证混凝土品质，提高混凝土抗拉强度。

（3）在混凝土配合比的选择上，在满足强度的前提下，减少水泥用量。掺用适量粉煤灰、外加剂、减水剂。达到提高混凝土和易性、密实性，减少发热量增强混凝土抗拉强度。适度加入缓凝剂、抗裂防渗剂，降低以热峰值，增强抗裂性能。

2.2 施工工艺控制措施

（1）混凝土浇筑采用水平分层的施工方法，每层厚度25cm左右。混凝土浇筑前，将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。同时要保证上层混凝土在下层初凝前结合紧密。确保混凝土浇筑连续进行，避免形成冷缝。避免纵向施工缝，提高结构整体性和抗剪性能。

（2）控制混凝土施工工艺，对混凝土的拌和、运输、平仓振捣等施工工序严格按照工艺操作规程施工。

（3）确保混凝土配料准确、拌和均匀，保证混凝土良好的和易性。

（4）做好平仓、振捣操作以保证混凝土的均匀性，通过工艺控制，使混凝土品质达到优良标准，以提高混凝土抗裂能力。混凝土振捣要密实。浇注过程中振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇注完毕后，表面要压实、抹平。以防止表面裂缝。混凝土浇筑结束后。清除多余灰浆，排除泌水，待定浆后进行二次复振、二次抹压，防止产生松顶和表面干缩裂缝。

（5）混凝土养护是大体积砼施工中一项十分关键的工作。加强早期保温养护，提高抗拉强度。因处于冬季，混凝土浇筑完成后，混凝土表面及时用聚乙烯薄膜覆盖，覆盖草袋保温。并洒水养护。在混凝土在拆模后，特别是低温时，立即采取表面保護，防止表面降温过大，引起裂缝。

3、大体积水工混凝土施工质量控制关键

3.1 工程设计

（1）水工混凝土建筑物的设计要从按强度设计的模式中解脱出来，更多地考虑建筑物长期使用过程中由于环境作用引起结构材料性能劣化，腐蚀对结构安全性与适用性的影响，尽可能延长工程寿命，避免资源浪费。

（2）水工混凝土建筑物的设计要严格按照国家现行有关标准执行，严格考虑建筑物正常使用过程中构件的预定检测和维护，并在结构设计时为此项工作提供可能性和工作方便。

（3）水工混凝土遭受病害是不可避免的，只是程度轻重可以控制。所以，混凝土构件在考虑了环境的侵蚀性和材料性能的老化过程后，要确保结构应有的安全性和稳定性。

（4）同一建筑物中的不同构件所处的工作环境可能存在差异，其遭受病害的可能性和程度也会不一样，因此其耐久性就不同，所以对于局部可能遭受病害严重，同时可以更换的构件可以设计成拆装和可更换型的，从而延长建筑物使用寿命。

（5）在建筑物的构造设计中，也可以有很多措施，比如，对混凝土表面进行粉刷或涂膜延缓碳化或减少水质侵蚀，在有效范围内增大混凝土钢筋保护层，对混凝土裂缝最大宽度的允许值进行认真论证和严格限定，设置合理的伸缩缝、沉降缝和施工缝，让结构可以自由变形，避免裂缝和不均匀沉降等。另外，还可以设置有效的防渗、排水、抗冲刷和抗磨蚀措施等。

3.2 工程原材料

合理选择水泥品种和标号，尽可能选用水化热小的水泥，适量掺加粉煤灰或矿渣等掺和料；严格对混凝土拌和用水进行检验，避免氯离子含量超标；尽可能采用较小的水灰比，减少混凝土的孔隙率；采用杂质少、粒径适中、级配好、坚固性好的砂石骨料；合理使用和掺加减水剂和引气剂等外加剂。

3.3 施工工艺

建筑物的施工要符合工程设计和国家现行的施工规范、质量评定与验收规范的要求；严格执行工程施工监理和竣工验收制度，并进行耐久性专项质量检验；大体积混凝土要事先制定完备的温控措施计划，并在施工中严格执行；改进施工机械，改善施工操作方法，确保混凝土均匀密实；混凝土浇筑过程中严格控制钢筋保护层不受影响和破坏；混凝土临空面要从模板和浇筑过程中的振捣等方面进行控制，避免蜂窝、麻面的出现，对于已经造成的混凝土缺陷，要及时科学地进行修补和处理；加强混凝土养护，要从养护方法、时间和材料等方面下工夫。

3.4 运行管理

严格按照设计预定的工况进行运行，设计人员要向建设单位或运行单位的相关人员提出建筑物使用过程中日常维护措施、设计预定的定期维修、部件更换、监测要求和定期安全鉴定计划的内容，做好运行安全技术交底；对于建筑物的特殊部位要进行检测，特别是处于严重腐蚀性环境作用下的构件和部位，定期进行安全鉴定，对于检测和安全鉴定中发现的问题，要及时进行科学规范的处理。

4、结束语

大体积混凝土的开裂是目前学者和工程界关注的一个重要问题。通过两个工程实践证明，在原材料的选用，优化配合比设计。改善施工工艺，提高施工质量.做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，能有效的防止裂缝的发生。

参考文献

[1]水工混凝土施工规范，SL 677-2014

（作者单位：梅州市永泰实业有限公司）