淺析水泥廠燒成窯中大體積混凝土施工中的裂縫控制

梁德勇 王 雪

南京戈德水泥技術工程有限責任公司（210003）

0 前言

燒成窯的特性是其受力較大，為了保證結構的承載能力，一般常采用斷面厚度超過80 cm的混凝土結構形式。這類型的混凝土在水泥水化的過程中，內部的水化溫升很難快速釋放，導致內外溫差，混凝土內部容易形成一定的溫度變形和溫度應力，溫差產生的溫度應力導致混凝土裂縫。燒成窯中大體積混凝土出現裂縫，對其耐久性和使用性能都會產生一定的影響，因此需要采取有效的措施對燒成窯中的大體積混凝土施工裂縫進行有效的控制，防止混凝土溫度應力產生裂縫。

1 燒成窯中大體積混凝土裂縫產生的原因

1.1 水泥水化溫升較大

燒成窯中，大體積混凝土的施工需要水泥在短時間內進行水化。水泥水化是要釋放一定的熱量的，而大體積混凝土的厚度較大，內部的混凝土在水化的過程中熱量很難集中釋放，導致水泥水化的過程中，在混凝土的內部就會聚集大量的熱量，并且無法得到快速釋放。這種熱量導致混凝土內部的溫度上升，使得混凝土的內外產生溫差，溫差就會在混凝土內部形成應力，當應力作用大于混凝土的抗拉強度時，混凝土就會出現開裂。

1.2 混凝土的收縮較大

在水泥廠燒成窯中，大體積混凝土施工裂縫產生的原因多種多樣，其中混凝土的收縮較大是非常重要的一個因素。在水泥水化的過程中，20%的水分在水泥硬化的過程當中損失和消耗，其余80%的水分被蒸發掉。在水分蒸發的過程中，混凝土就會產生收縮，如果混凝土的體積夠大，收縮量就會變大。混凝土中水分的蒸發，導致混凝土要想恢復到原來的狀態就需要在體積方面進行收縮，水分損失越多，這種收縮效應就越明顯，容易導致混凝土裂縫的產生。

2 燒成窯中大體積混凝土裂縫控制的措施

2.1 嚴格控制混凝土的澆筑質量

在燒成窯大體積混凝土的施工中，首先應對大體積混凝土的澆筑質量進行嚴格控制，其主要的澆筑方式是分層分塊澆筑法，分塊澆筑就是將大體積混凝土分成幾個不同的小塊，然后進行施工。由于燒成窯中混凝土的澆筑量較大，體積也較大，分塊澆筑可以有效減少大體積混凝土產生的溫度應力。同時還應該采取分層澆筑方法，或者是分層和分塊相結合的方法。如果在工期允許的情況之下，可采用分層澆筑的施工方法，這樣可以有效地避免混凝土的水化溫升對整個混凝土裂縫的影響，使混凝土中的水泥在水化過程中產生的熱量被完全釋放。不管是采取分層施工還是分塊施工的方法，都需要對間歇時間進行合理的把控，間歇時間應根據天氣和實際情況進行調整。一般來說，間歇時間不能太長，否則會影響大體積混凝土澆筑的整體性。

在燒成窯中大體積混凝土澆筑的過程中，應該采取二次振搗的方法來提高混凝土的密實程度，進而有效地提高其抗裂性能。實踐表明，在混凝土沒有完全硬化之前，如果進行二次振搗可以減少鋼筋下部生成的空隙和水分，保證了混凝土的密實程度，對混凝土內部微裂縫的產生有一定的抑制作用。

2.2 對水化溫升進行有效控制

燒成窯中大體積混凝土施工對于整個結構的安全性能及使用性能都會造成一定的影響。因此，水化溫升也是非常重要的一項影響因素，需要對溫升進行有效控制。水化溫升的控制主要包括兩個方面的內容:一是從內部進行控制，保證混凝土入模溫度不大于28℃，入模之后混凝土的溫度升高不大于45℃。在混凝土澆筑過程中，與外部環境的溫差應不大于30℃，澆筑完成之后要對混凝土進行養護，保證混凝土在水化的過程中可以進行有效的熱量散失。二是在混凝土澆筑的過程中，應該在內部設置冷卻管道，通過在冷卻管道中的循環水來降低混凝土內部的水化溫升，避免裂縫的產生。循環水冷卻的方法在整個大體積混凝土的水化溫升控制方面也是首選的降溫方式，對混凝土內部的水化溫升控制具有良好的效果[1]。

2.3 提高對原材料的控制

在水泥廠燒成窯大體積混凝土施工中，對混凝土的原材料進行嚴格的把控和控制，是減少裂縫產生的一項重要措施和方法。在混凝土配合比設計中，對原材料的要求主要包括2個方面。

1）原材料本身的品質要求。首先要對水泥的要求有充分的認知，當前水泥的品種較多，一般大體積混凝土需要用的水泥都是經過特殊配置的，摻入了摻和料的復合硅酸鹽水泥，這樣有利于水泥水化的早期熱量釋放，降低水化溫升，減少燒成窯中大體積混凝土內部裂縫的產生。其次應充分考慮大體積混凝土水化溫升及其他相關因素對混凝土的影響，并且不斷地進行改進。

2）砂石骨料的要求。通過選取優質的砂石骨料及合理的級配來提升混凝土的密實度，降低砂石骨料對混凝土原材料的影響。在配合比設計的過程中，可以摻入粉煤灰來延緩水泥的水化進程，避免由于混凝土早期過快的水化溫升導致大體積混凝土內部溫度升高過快。摻入粉煤灰可以更好地延長水泥的水化時間，使得混凝土的強度可以緩慢增加，保證了內部水化溫升的合理釋放。

2.4 混凝土的養護

對燒成窯中大體積混凝土的養護，應結合天氣狀況進行充分考慮。如在雨天，就不要進行大體積混凝土的澆筑，否則在施工過程中就會對混凝土的質量產生一定的影響。在養護過程中，需要保持混凝土表面的濕潤及保溫，避免混凝土表面水分蒸發或者內外溫差，以及水分的過度流失導致混凝土收縮，進而導致裂縫的產生。

制訂嚴格的混凝土養護管理制度。在澆筑完成燒成窯大體積混凝土之后，應安排專門的人員來負責混凝土的養護。結合不同的環境及情況制訂相應的養護制度，對于混凝土養護的溫度、濕度、時間等都需要有嚴格的規定和要求。還應建立混凝土內外溫度檢測系統，對混凝土的內外部溫度進行嚴格的監控，一旦混凝土的內外溫差達到界限值就需要采取有效的措施來降低大體積混凝土的內外溫差，并且對混凝土的內部裂縫進行檢測，防止混凝土在養護的過程中出現裂縫。

3 結語

在水泥廠建設的過程中，燒成窯大體積混凝土的施工過程對于保障整個燒成窯的施工質量具有非常重要的意義，同時也是保證水泥廠施工質量的關鍵環節。燒成窯中大體積混凝土裂縫形成的原因主要包括3個方面:①大體積混凝土中的內部溫升控制沒有達到預期的效果，導致內部溫度較高，因此出現了溫度應力和溫度裂縫；②對燒成窯中大體積混凝土采取的原材料質量沒有嚴格要求；③燒成窯大體積混凝土澆筑完成之后，沒有進行有效的養護，導致裂縫的產生。控制燒成窯中大體積混凝土裂縫的產生，首先要對澆筑的質量進行有效的控制，做好養護工作，嚴把原材料使用關，以保障燒成窯中大體積混凝土施工的整體質量。