浅析水利工程大体积混凝土施工裂缝的防治措施

一、大体积混凝土开裂的原因

（一）收缩开裂

当浇注水泥混凝土时，在水泥的水合作用期间产生大量的水合作用热，这使混凝土的整体温度迅速升高。然后水泥混凝土外表温度迅速消散，但中心温度下降缓慢。混凝土整体中心会产生应力，而内部和外部拉伸应力会导致拉伸应力集中。当内部和外部拉伸压缩应力与中央拉伸强度一样高时，收缩后会形成裂缝。

（二）温度裂缝

一般来说，大体量混凝土浇筑的施工需要一次浇筑，浇筑后，由于水泥大量水化而形成的水化热容易扩散到内部组织，使混凝土内部温度明显升高，表面散热效果加快。温差是由水泥混凝土的压应力和表面的拉应力引起的。然而，在固化时间短，拉伸强度较低。当温差引起的体表内拉应力达到高抗拉性能、高强度混凝土的突破极限时，混凝土外表面会出现明显的贯穿裂缝。

二、防裂措施

（一）水泥的选择

大体积混凝土水泥应选择低热值，低碱，高初始强度，长的初始凝结期的水泥。C2S是更合适的矿物质，C3A的含量需要控制。控制化学成分最好达到C2S+C3S80，C3A5，C4AF15。高强度混凝土水泥用量不宜供过多或应适当加入一定数量的粉煤灰代替水泥，改善混凝土的粘塑性，降低水泥水化热。

（二）水泥量和水泥比

配制混凝土配合比时，应尽量减少建筑材料的使用和实际用水量，但不应损失水泥的流动性、凝结强度和持水能力，防止混凝土材料准备不足或浇筑困难。

（三）砂砾石料

骨料在大体积混凝土中的百分比通常为混凝土绝对体积的80至83，因此在选择骨料时，应选择线性膨胀系数低，岩石弹性低，表面清洁且涂层低的骨料，具有良好的聚集性。

除了满足骨料标准的要求外，还可以适当放宽石粉或细粉的含量，以提高混凝土的可加工性，并提高混凝土的密实性，耐久性和抗裂性。

（四）外加剂

掺入不合格材料将对混凝土材料的高强度和标准人的使用寿命产生很大影响。雨后积水的混凝土材料工程项目应掺加抗裂引气剂，并根据同一地区不同混凝土板的要求选用相同的减水剂，如果粉煤灰的细度与水泥颗粒的细度相等，则燃烧损失小，硫含量和碱含量小，需水量少，可以将其混合并用于混凝土中。在水泥混凝土中掺入矿渣微粉，可以提高混凝土的抗渗性和耐久性，降低外加剂体系施工中的溶解热，大大提高混凝土的抗拉强度比、倒碱的团聚反应程度，提高混凝土施工质量。混凝土材料存在许多缺点和不足，因此需要提高混凝土的抗裂性能。外用混合建材、工业废渣硅酸盐建材、火山喷发硅酸盐建材都是不错的选择。

（五）温差防裂

温差开裂是由于混凝土水化热的内部温度与混凝土表面之间的温差过大而引起的混凝土裂缝。

1.降低注入速率并减少注入层的厚度

大体量混凝土浇筑可分为：整体分层浇筑，分段分层浇筑和多层边坡浇筑。复合凝固法对混凝土浇筑的要求较高，强度较高，而垂直向下堆积法对混凝土浇筑的要求较低。在施工期间，可根据结构的具体含量和尺寸，夯实的一种方法以及强大的水泥混凝土连续供应能力选择浇筑方案。

2.加强混凝土的浇筑振捣，提高密实度

大体积混凝土工程浇筑过程分层、循环，高频振捣，使入仓的混凝土充满每个角落，并迅速释放气泡，实现混凝土的混合液化，使其分布均匀，以提高混凝土的强度、密实度、抗裂性。

3.控制初始温度

（1）为了有效地减小混凝土板的表面与内部之间的昼夜温差，必须控制混凝土机械出口处的温度。可以控制来自搅拌站的混凝土的室内温度，然后控制室内温度和控制原材料，从而可以实施冷却和固化措施。浇筑温度的控制是主要要选择合理的浇筑时间，完善浇筑工艺和加强养护工作。

（2）在大体积混凝土中预埋充冷水管，并在步骤1和2中进行水冷却。

为了更有效的控制混凝土内部温度升高，采用预先在混凝土结构体内埋设水循环冷却管，连通施工区内蓄水池，确保循环水温度，进行冷却。在现场建造混凝土板的过程中，输入冷却水在循环，多余的热量通过冷却管散发。冷却系统逐渐流动，带走混凝土板中的热能，可以有效地控制水泥混凝土的温度。

三、混凝土裂缝的加固处理

（一）灌浆处理

加筋注浆是处理混凝土裂缝的有效方法，灌浆孔布局采用渐进的致密化方法，即在需要加固灌浆的混凝土中钻孔和灌浆。

（二）结构加固

对于严重的混凝土裂缝质量问题，例如通过大坝混凝土中的裂缝，大坝主体应力会重新分配，并且危险的拉应力会出现在大坝的上游。在灌浆后恢复抗剪强度方面，仅依靠灌浆处理是不安全的，必须与结构处理结合使用。

处理结构的方法有很多，一种是用于加固小枪管的钢地脚螺栓。另一种方法是在坝体稳定后沿裂缝表面开一个宽约1m的沟槽，将其拖成两侧的键槽形状，并用优质混凝土重新填充。

（三）开挖后补给

有些零件有裂缝，浇筑事故，混凝土强度不足等，效果非常复杂，目前普通水泥灌浆很难达到预期效果，甚至结构加固措施也不够有效。此时，通常考虑开挖后的补给，只要在补给过程中严格控制施工质量和温度应力，就可以将新旧混凝土结合起来。

四、结语

从以上讨论可以看出，通过逐步控制混凝土原材料选择，混凝土浇筑过程温度控制和施工措施的完善，可以防止大体积混凝土中的裂缝产生。在工作时，必须对每个过程进行良好的管理和标准化的施工，以确保大体积混凝土水工结构的质量，从而确保国家和人民的安全。

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