水利工程混凝土浇筑施工裂缝控制技术分析.pdf

施 工 安 全Maritime Safety 水上安全179作者简介：韩冬玥，女，本科，助理工程师，研究方向为水利工程。水利工程混凝土浇筑施工 裂缝控制技术分析韩冬玥（江苏省淮沭新河管理处，江苏淮安 223001）摘要：水利工程混凝土的施工质量要求较高，需要对施工裂缝进行控制，消除施工过程中的不利影响，提高对使用质量的控制效果。基于此本文将从材料质量、材料配比、水化温度、温差控制等方面对水利工程混凝土浇筑施工裂缝控制技术进行分析，对施工裂缝进行全面防控，保障混凝土能够更好地投入使用，对施工裂缝控制进行优化，从而提高水利工程的质量。关键词：水利工程；混凝土；浇筑施工；裂缝控制0 引言施工裂缝对混凝土具有危害性，通常因材料质量、施工工艺不合格引起，需要对施工裂缝进行严格把关，确保施工裂缝的控制效果，避免对水利工程造成影响。施工裂缝会引起混凝土的强度下降，不利于工程质量的控制，导致水利工程的使用寿命下降，出现设施吸水性增加的情况，使混凝土无法正常投入使用，甚至会影响到水利工程的安全性。1 水利工程混凝土浇筑施工裂缝产生原因1.1 温度因素混凝土容易受到温度的影响，在温差的作用下，混凝土将会产生裂缝，导致混凝土的质量下降，不利于施工过程的进行。温差变化主要来自两个方面：第一，水化过程带来的温差。混凝土水化会释放一定的热量，将会导致温度急剧升高，进而引起温差变化，引起混凝土表面出现裂缝。水化热会引起热量的积聚，在混凝土内部不易散发，并且因引起热胀冷缩程度的不同，造成拉应力的变化程度增大，不利于温度因素的稳定控制。第二，环境温度变化带来的温差。如昼夜更迭温度变化、季节交替温度变化等，混凝土施工过程将会受到环境温度的影响。在温差变化的作用下，混凝土内部的拉应力将会降低，出现受力不均匀的情况，对温度因素进行控制非常重要1。1.2 收缩裂缝混凝土浇筑施工过程中，容易受到收缩裂缝的影响，出现抗拉强度小于收缩应力的情况，导致出现裂缝的概率增加。引起收缩裂缝的原因如下：1）材料质量不达标。材料质量对混凝土具有较大影响，一旦材料质量不过关，将会导致混凝土的整体质量变差，使得混凝土无法进行凝结，容易造成裂缝的产生。2）混凝土坍落度较大，出现明显的受力差异性，导致混凝土表面出现裂缝，需要对坍落度进行控制。3）混凝土搅拌不到位，材料未均匀混合或内部存在气泡，导致混凝土的强度不足，成为引起混凝土裂缝的诱导因素。4）在大风天气下，容易造成收缩裂缝，裂缝呈现为中间宽两端细的形式，并且具有不连贯性。而且大风会加速空气的流动，引起混凝土表面水分的迅速挥发，不利于表面水分的控制，容易造成收缩裂缝的产生。1.3 其他原因混凝土浇筑施工过程中，容易受到化学反应、外部合作等因素的影响，导致混凝土结构无法顺利成型，结构方面容易发生损坏，将会受到荷载作用的影响。一旦出现荷载较大的情况，将会导致混凝土中碱骨料的出现，致使混凝土无法形成支撑性结构，使混凝土的体积增大，引起施工裂缝的出现。为了防止混凝土浇筑过程中产生裂缝，需要采用具有针对效果的处理方式，从材料、施工等多种途径进行解决，确保混凝土浇筑的质量，提高对施工裂缝的控制作用，降低施工裂缝对混凝土的威胁。施 工 安 全水上安全 2023 年 第 7 期1802 水利工程混凝土浇筑施工裂缝控制技术2.1 做好材料质量控制混凝土对施工材料具有较高要求，需要注重材料质量的控制，避免混凝土的整体质量造成影响。材料质量控制是保证混凝土质量的首要环节，做好材料质量筛选具有必要性，防止后续阶段的材料应用出现问题，使裂缝控制起到应有效果，减少裂缝对混凝土造成的危害，消除材料质量问题的不利影响，保证材料质量控制的有效性。为了提高材料质量需对材料进行把关，需要在正规商家采购材料，确保材料本身的质量达标，使材料质量控制能够发挥作用。首先，需要对材料的出厂质量进行控制，确保材料具有质量合格证明，并且避免不合格的材料流入施工现场，否则将会影响到材料质量的控制效果。其次，混凝土配置前应对材料质量进行二次检验，防止材料保存不当对材料质量造成影响，确保材料在使用前处于合格状态。最后，需要确保混凝土材料准备齐全，如水泥、砂石、添加剂等，避免材料缺失影响到混凝土的质量，提高对混凝土开裂问题的防控作用，提高混凝土使用的规范性，基于材料质量提高施工裂缝控制水平。2.2 做好材料配比控制混凝土由多种材料配置而成，需要对混凝土的配比进行设计，在强度方面不能低于 C30，否则将会影响到水利工程的质量。强度不足是引起施工裂缝的重要原因之一，集料用量约为 80%，石粉用量在 16%19%之间，水泥与沙子、石子比例为 211。通过合理化的材料配比条件，有助于提高混凝土的强度，使其具有良好的抗裂性、稳固性，降低混凝土发生裂缝的风险。为了提高混凝土的抗裂性能，应注重添加剂的使用，对混凝土的性能状况进行调节，掺量为水泥用量的 1.5%2.0%之间，使混凝土的抗裂性符合要求。材料配比对混凝土质量影响较大，需要满足配比控制的要求，使混凝土的各项性能满足指标，保障水利工程用混凝土能够发挥作用，使混凝土具有良好的浇筑施工效果2。混凝土配比用到的材料较多，需要对比条件进行把关，并且对材料比例进行精准计算，确保比例控制符合规定，使混凝土裂缝控制能够发挥作用，避免影响到混凝土的正常使用。2.3 降低水泥水化温度混凝土水化过程中，将会释放大量的热量，需要对水化现象进行控制，避免产生较大的热量，进而防止混凝土出现裂缝。在水泥水化温度的作用下，将会引起混凝土内外温差的变化，将会影响到混凝土结构的安全性，对水化温度进行控制具有必要性。为了降低混凝土的水化温度，需要对组成材料进行控制，适当地增加煤灰的比例，提高对水化热的控制作用。混凝土搅拌过程中，需要对水量进行控制，避免混凝土的体积发生变形，提高混凝土的抗裂性。水泥是引起混凝土水化的重要原料，通过用量控制能够降低水化过程，采用替代物是降低水化热的关键，提高水化热的控制效果。为了降低水化温度的影响，需要注重减水剂的使用，降低混凝土的含水量，减少水化热的生成，提高对水化热的控制效果。另外，还可以采用降低浇注层厚度的方式，提高混凝土的散热性，降低水化温度的影响。当浇筑物较厚的情况下，应采用分层浇筑的方式，保障混凝土能够充分进行散热，减少浇筑层厚度的影响，提高对混凝土水化热的控制水平。2.4 采取温差环境防控混凝土容易受到环境温度影响，需要对混凝土表面的温度进行控制，做好混凝土的保温工作，确保浇筑体温度与环境温度差值不超过 20，否则将会增加混凝土发生裂缝的风险，不利于温度裂缝的控制。保温养护是防止混凝土发生开裂的关键，需要注重保温措施的应用，延缓混凝土的温度变化，降低混凝土发生裂缝的风险，使温度养护措施能够发挥作用。例如：采用草席、棉被等保温材料对混凝土进行覆盖，在内外温差控制上具有良好效果，使温差控制能够发挥作用，满足混凝土对温度控制的要求。为了降低温差变化的影响，可以在混凝土中添加防冻剂，提高混凝土对温度变化的抗裂能力，每隔 6h 测量一次强度，初期养护强度不能低于 5.0N/mm2，保障混凝土的强度处于达标状态3。为了降低温差变化的影响，需要避免混凝土直接暴露在环境中，做好混凝土的保温控制工作，掌握混凝土温差控制的重点，保障混凝土更好地投入使用，使其具有完善的温度环境，提高对混凝土温度的控制水平，降低温度因素对施工裂缝的影响。2.5 进行入模温度控制水利工程混凝土施工过程中，需要对入模温度进行控制，满足施工环境的温度控制要求，避免在温度较高的环境进行施工，减少入模温度对施工裂缝的影响。为了提高入模温度的控制作用，采用地下水来配置混凝土，可以加入一定量的冰块，提高混凝土温度的控制效果，保障混凝土在较低温度下进行入模。同时，可以采取洒水降温的方式，对骨料表面进行洒水来降低温度，实现对入模温度的综合控制，通过水分挥发对材料进行散热。若在高温环境下进行施工，需要采取一定的控温措施，避免入模混凝土处在阳光下暴晒。在搅拌过程中，应做好水温的控制，一般在0 5之间较为适宜，能够对搅拌温度形成有效的控制，同时对水泥水化的温度进行中和，提高对混凝土温度的控制效果。另外，需要注重遮阳设施的应用，施 工 安 全Maritime Safety 水上安全181如遮阳网、遮阳布等，有助于降低混凝土的入模温度，降低阳光直射对混凝土的影响。混凝土入模需要注重温度交换，确保外部环境处于通风状态，提高热量的散发效率，保证入模温度的控制水平，对施工裂缝问题进行防范。需要注意的是，拆模时同样需要对温差进行控制，确保温差不超过 25，同时应注重拆模时间的把控，结合周围环境进行分析，借由拆模时间来控制温度变化，促进混凝土温差控制的范围把控，降低混凝土出现裂缝的概率。另外，需要注重混凝土坍落度控制，一般在 30 50mm 之间，应对其进行二次振捣，降低混凝土气泡的产生。2.6 提高混凝土抗拉强度通过提高混凝土抗拉强度能够提高防裂能力，降低受力不均对混凝土的影响，赋予混凝土足够的抗拉强度。为了对混凝土的抗拉强度进行控制，首先，需要避免使用含泥量较高的集料，其中含泥量不能超过 1%，否则混凝土的抗拉强度将会下降，不利于混凝土施工的裂缝控制。而且含泥量过高会影响到混凝土的收缩性能，降低混凝土对应力的抗性，无法实现应力的有效控制。其次，需要对施工工艺进行改进，采用二次投料或振捣的方式，保障混凝土能够均匀混合，降低混凝土内部存在缝隙的概率。最后，需要对混凝土的强度进行检测，确保混凝土强度控制符合要求4。另外，还可以采用植筋法提高混凝土的抗拉强度，配筋直径越小且分布越密集，混凝土的抗拉能力就会越强，有助于避免混凝土出现裂缝问题。水利工程用混凝土施工时，配筋是保证混凝土抗拉强度的重要方式，需要确保配筋控制的合理性，提高配筋质量的控制效果，防止混凝土的强度遭受损失，满足混凝土抗拉强度的控制要求。2.7 合理采用养护措施养护措施在混凝土防裂控制中是不可或缺的，需要注重养护措施的有效应用，使水利工程混凝土能够顺利凝结。养护措施属于裂缝的主动防控手段，应注重养护措施的合理使用，发挥出裂缝控制的主要功效，排除外界因素对混凝土裂缝的影响，掌握混凝土裂缝控制的重点，使裂缝问题得到有效解决。通常情况下，高温环境容易引起混凝土开裂，导致表面水分大量挥发，需要对混凝土进行保湿处理，避免水分挥发过快而引起的裂缝。在保湿措施方面，一方面，可以进行喷水处理，使混凝土表面处于湿润状态，延缓表面水分挥发的速度，有助于表面开裂问题的解决。另一方面，通过保湿薄膜降低水分挥发速率，使保湿材料得到合理使用，使保湿养护能够发挥作用。养护措施是应对裂缝的重要形式，需要结合天气状况对养护措施进行分析，使混凝土具有良好的强度，并且具备松弛应力的控制效果，保障水利工程用混凝土得到有效养护，提高混凝土施工裂缝的控制能力。另外大风天气情况下，为了避免水分的快速挥发，需要使用挡风设施，使混凝土能够得到有效养护，使养护措施发挥作用，保障混凝土的防风控制条件。2.8 做好混凝土振捣施工混凝土浇筑过程中，需要做好混凝土的振捣工作，保证混凝土能够均匀混合，避免混凝土内部存在缝隙。振捣棒是混凝土振捣的重要工具，将其插入到混凝土中实现振捣，振捣时间在 25 40s 之间，使混凝土内部的气泡能够排净，有助于提高混凝土的密实程度，降低混凝土发生裂缝的风险。一旦混凝土内部存在气泡，将会影响混凝土的正常使用，增加混凝土开裂的概率，甚至导致水利工程的质量下降。为了便于振捣作业的实施，需要与分层浇筑的方法相结合，层厚一般在 0.5m左右，通过振捣保证每层混凝土的密实程度，提高混凝土的密实加固效果。对于混凝土密度要求较高的区域，需要进行二次振捣，防止混凝土气泡的产生，有助于针对大体积混凝土裂缝的情况5。混凝土振捣具有一定的标准，应确保振捣方法的合理性，采用均匀的布点方式，将振捣棒直上直下进行插入，而且需要避免在插点过程中造成遗漏，提高差点质量的控制效果，实现对混凝土的全面振捣。振捣完成标准为混凝土不产生气泡，无下沉、泛浆等现象，说明混凝土已经达到密实要求。需要注意的是，振捣棒每运行 30 40min，应停歇 5min，防止振捣棒连续作业产生损伤，使振捣棒得到停歇养护，消除振捣过程中存在的不稳定要素，保障混凝土振捣的有序进行，避免对振捣质量造成影响。3 结束语综上所述，混凝土是水利工程施工的重要原料，容易受到施工裂缝的影响，导致混凝土的使用寿命下降，需要提高混凝土质量的控制效果。引起混凝土施工裂缝的因素众多，需要采用综合化的防裂措施，既要注重材料质量的把控，又要对施工环节进行控制，使混凝土裂缝控制能够发挥作用，保障水利工程的整体质量能够过关，提高施工质量控制的有效性。4 参考文献1 郭卓维.超长超厚大体积混凝土无缝施工技术研究与应用 D.西安:西安建筑科技大学,2020.2 曹文达.港口与航道工程大体积混凝土施工裂缝控制 J.工程建设与设计,2021(23):172-174.3 文强.建筑基础底板大体积混凝土浇筑的施工管理 J.居舍,2021(3):31-32.4 赵楠.公路桥梁工程施工的裂缝控制对策 J.交通世界,2020(12):132-133.5 刘静,刘科.港口与航道工程中大体积混凝土的施工裂缝控制 J.价值工程,2020,39(10):118-119.