大體積混凝土施工技術在水利工程中的應用分析

【摘要】目前，我國水利建設事業迅速發展，大體積混凝土施工技術在水利工程中的應用受到了廣泛關注與重視，由于大體積混凝土施工工藝復雜，施工質量影響因素較多，并且容易出現裂縫，因此已經成為水利工程施工質量控制的關鍵內容。本文針對水利工程，對大體積混凝土施工技術的應用進行了全面分析。

【關鍵詞】水利工程；大體積混凝土；裂縫

1、水利工程中大體積混凝土施工技術的重點與難點

1.1 收縮裂縫

通常情況下，大體積混凝土采用現代機械設備進行泵送，因需要確保混凝土泵送的效率，需要適當提高混凝土的含水量，然而含水量過高會導致混凝土在凝固時發生收縮，如此便會產生收縮裂縫。導致收縮裂縫形成的原因主要在于原材料塑性、空氣干燥程度、溫度變化等，在工程投入使用之后，混凝土工程的局部區域的收縮力會越來越大，達到大體積混凝土本身的抗拉強度極時，整個水利工程結構會出現大量的收縮裂縫，最終影響工程的整體穩定性與質量。

1.2 安定性裂縫

混凝土的施工效果在很大程度上取決于原材料的質量。當前新型水泥的研發與應用比較普遍，然而水利工程中不能對水泥質量進行嚴格的控制，導致大體積混凝土施工中，水泥的質量與安定性難以得到有效保證。如果水泥材料的安定性較差，裂縫的產生幾率就大，加之混凝土材料堿性過高、外界濕度較低、建筑物基礎不均勻等情況的作用，大體積混凝土施工產生安定性裂縫的幾率與數量就會急劇增加。

1.3 溫差裂縫

溫度對混凝土施工與結構的影響不可小視。在大體積混凝土施工過程中，因介質的差異，其內部與表面會出現較大的溫差，當溫差達到一定強度時，混凝土內外的約束力就無法承受其產生的溫度應力，從而導致混凝土變形的出現，進而產生溫度裂縫。在澆筑前期混凝土的導熱性較低，而混凝土與水的化合作用會產生熱量，熱量的聚集速度較快，當聚集到一定程度而無法散發出去時，內部的溫度就會高于外部較多，從而形成較強的溫差，進而導致溫差裂縫的產生。

2、水利工程中大體積混凝土施工技術的應用

2.1 提高混凝土配合比設計的科學性

2.1.1 混凝土原材料的選擇

在水利工程大體積混凝土施工中，需要選擇水化熱較低的地熱硅酸鹽水泥或者地熱礦渣硅酸鹽水泥，通常需要保證水泥水化熱不超過270kj/kg。選擇外摻劑時，需要緊密結合工程的實際需求與水泥的適應性，一般外加劑可以選擇緩凝高效減水劑，提高原材料選擇的規范性與科學性，可以有效降低混凝土的水化熱。

2.1.2 大體積混凝土配合比設計

配合比設計的目的在于保證混凝土的施工易操作性并降低混凝土的水化熱。首先需要在保證大體積混凝土結構強度等級的基礎上，盡可能降低水泥用量及水膠比，降低水泥水化熱的產生。其次，在確保混凝土施工操作簡便性雨泵送效率的前提下，將砂率將至最低，盡可能控制在35%～40%之間，從而減小大體積混凝土的變形。此外，對于無特殊要求的混凝土需要將混凝時間控制在20h左右，并盡可能降低其用水量。

2.1.3 大體積混凝土的生產與運輸

在水利工程大體積混凝土施工中，需要保證混凝土材料的使用性能與質量。因此需要對混凝土進行試驗檢測，保證其水化熱、強度等級、收縮性、泌水量、塌落度等指標符合水利工程施工要求與標準。在混凝土混合料的拌合過程中，需要對溫度進行科學的控制，并且需要保證拌合速度的均勻。混凝土運輸中需要保證運輸車輛的防曬與防雨，避免在運輸過程中損害混凝土是使用性能，并在運輸過程中不斷進行攪拌以保證混凝土的均勻性，避免混凝土出現離析與花白現象。

2.2 大體積混凝土施工作業

2.2.1 大體積混凝土施工技術準備

在水利工程大體積混凝土施工之前，需要依據規范規定的驗算方法對大體積混凝土的溫度、溫度應力及收縮應力進行驗算與推究，通過數據計算對大體積混凝土的升溫峰值進行確定，同時需要準確表達里表溫差及降溫速率，綜合各項性能指數對溫控技術措施進行完善。在水利工程施工中，一般混凝土澆筑體在入模溫度基礎上的絕熱溫升值最大值為45℃，混凝土澆筑塊體的里表溫差在30℃左右，混凝土澆筑體的降溫速率為2.0℃/d。

2.2.2 大體積混凝土模板施工

模板施工屬于大體積混凝土工程的重要環節。首先需要嚴格依據國家現行規范，對模板的強度、穩定性及剛度進行科學驗算，保證模板的質量與使用性能。其次需要以大體積混凝土對于保溫養生的要求為基礎，在模板工程施工中實施保溫措施的設置。此外，對模板拆模時間的控制是影響大體積混凝土施工質量的重要因素，因此需要對溫度控制要求及混凝土的具體使用性能指標進行綜合考慮，從而得出科學的拆模時間，通常在混凝土結構強度形成之后且內外溫差達到標準后，才可以實施拆模。

2.2.3 大體積混凝土澆筑

在水利工程大體積混凝土澆筑中，推移式澆筑與分層連續澆筑的應用較為普遍，其中分層澆筑又可以氛圍全面分層、分段分層與斜向分層等幾種方式。具體操作方式的選擇需要結合具體的工程需求與機械設備的種類進行，并且需要縮短混凝土的澆筑間隔時間，保證澆筑程序在混凝土初凝之前完成。一般情況下，澆筑順序為“從低到高”、“由長邊到短邊”，如果可以保證混凝土的持續供應，也可以采用多點多邊同時澆筑的方式。對于分層厚度的確定，如果采用泵送方式運輸，需要將厚度控制在60cm左右，如果采用非泵送方式，需要將厚度控制在40cm以下。此外需要注意采用二次振搗方式，避免過振、漏振與欠振問題的出現。

2.3 大體積混凝土養護

對大體積混凝土采用保溫保濕養護，可以有效避免裂縫的出現。通常采用麻袋、塑料薄膜、阻燃保溫被等材料對澆筑完的混凝土進行覆蓋，并在混凝土內部設置溫度傳感器，對其內外溫差進行實時監測，保證大體積混凝土的內外溫度差及降溫速率滿足大體積混凝土度溫控指標的要求，混凝土內外溫度差小于30℃時，可以將保溫措施拆除。此外，水利工程大體積混凝土的保濕養生時間不能少于兩個星期，需要對薄膜及養護劑進行定期檢查，保證混凝土表面處于濕潤狀態。

結論

基于大體積混凝土施工技術對水利工程建設的重要性，需要圍繞大體積混凝土施工技術的重點與難點，針對配合比設計、施工具體操作、養護等流程，對施工技術的應用進行分析與改進，從而為水利工程大體積混凝土施工質量的提升打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]孫家龍.大體積承臺熱力耦合分析及防裂研究[D].山東大學，2015.