浅谈水利工程大体积混凝土施工技术的应用
吕成毅 张文明
[摘 要]大体积混凝土是水利工程施工过程中的一道工序，对于大体积混凝土裂缝问题的控制是水利工程质量的保证，在施工过程中需要从原材料、配合比、施工方法、养护方法等方面，防止大体积混凝土裂缝的发生，确保水利工程的整体质量。本文对水利工程大体积混凝土施工技术应用进行了探讨。
[关键词]水利工程；大体积混凝土；施工技术；应用
中图分类号：TV544 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0128-01
水利工程建设是关系到国计民生的重要工程，现阶段，我国在积极加强水利工程建设的过程中，必须科学的应用各项技术，为提升工程质量奠定良好的基础。现阶段，混凝土施工在我国水利工程中仍然存在一定缺陷，从长远的角度来看，要想促使稳定性和可靠性在我国水利工程中得以充分的体现，现阶段施工单位必须加大对大体积混凝土施工难点的掌握，并有针对性的对施工技术进行完善，才能够为我国水利工程质量的提升奠定良好的基础。
1 大体积混凝土施工难点分析
大体积混凝土一般为一次浇筑量大于1000m3或混凝土结构实体最小尺寸等于或大于2m，且混凝土浇筑需研究温度控制措施的混凝土。大体积混凝土的施工技术难点主要表现在如何有效控制裂缝的问题。裂缝的产生原因主要有收缩应力过大、温差、水泥安定性差问题。
1.1 收缩裂缝
混凝土硬化过程中会散发大量热量，其表面会产生较大的收缩应力，尤其是大体积混凝土，面积相对较大，当混凝土收缩应力超过最大抗拉强度时，混凝土表面往往会产生很多裂缝。某些大体积混凝土施工时，水灰比控制的比较高，混凝土收缩不大，然而一旦混凝土收缩和温度变化产生的收缩相互叠加时，混凝土很容易产生裂缝，因此对于水利项目而言，在实际施工过程中必须注意混凝土收缩情况。
1.2 温差裂缝
温差可分为混凝土浇注初期，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3种温差都会产生温度裂缝。在这3种温差中，由水化热引起的内外温差较为主要。
1.3 安定性不良
水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。如果水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良，其表现主要是龟裂。
此外，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。混凝土的结构物的应力集中、基础部均匀沉陷、钢筋质量问题等，都是产生裂缝的原因。
2 水利工程大体积混凝土施工技术应用
2.1 优化混凝土的配合比设计
（1）混凝土原材料的选用。对于水泥的选用，应该选用水泥水化热相对较低的低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，而且应该保证用于大体积混凝土施工的水泥水化热低于270kJ/kg。对于外掺剂的选用，应该结合水利工程具体情况通过水泥适应性以及实际应用效果选择，外加剂可以选择使用缓凝高效减水剂，尽可能的通过原材料的选择降低混凝土的水化热。
（2）大体积混凝土配合比的设计。配合比的设计应该以降低混凝土的水化热、确保混凝土的施工和易性以及提及稳定性作为设计目标，经过优选综合确定混凝土的配合比设计。1）在确保大体积混凝土结构强度等级的前提下，应该尽可能地降低水泥用量以及水胶比，降低水泥水化热的产生。2）在保证大体积混凝土的施工和易性，能够满足混凝土泵送浇筑的前提下，尽可能减少砂率，尽可能地控制在35%-40%左右，以减小大体积混凝土的变形。3）尽可能地降低混凝土的用水量，对于没有特殊要求的大体积混凝土应该将缓凝时间控制在20小时左右。
（3）大体积混凝土的生产与运输。对于用于水利工程大体积混凝土的生产，应该严格按照相关规范要求，对混凝土进行试验检测，确保混凝土的强度等级、坍落度、水化热、收缩、泌水量、可泵性等指标满足大体积混凝土工程施工要求。混凝土的运输必须采用具有防风、防晒、防雨与防寒功能的混凝土搅拌运输车运输，在运输过程中为了避免混凝土的离析以及初凝，应该保持混凝土在运输过程中的搅拌。如果运抵混凝土浇筑施工现场的坍落度不满足使用要求或者是出现严重的离析，应该停止用于大体积混凝土的浇筑改作他用，以免影响水利工程施工质量。
2.2 大体积混凝土施工
2.2.1 施工准备
大体积混凝土具体施工之前，根据相关技术标准，仔细验算混凝土，包括混凝土的收缩应力、温度应力等，计算出大体积混凝土的降温速率、内外温差、升温峰值等，结合这些标准以及水利项目具体情况，有针对性地制定温控措施。在水利项目施工中，混凝土降温速率最好控制在2摄氏度/小时，内外温差不能超过30摄氏度，入模温度升温最高45摄氏度。
2.2.2 模板施工
按照水利项目施工要求和相关技术规范，加强混凝土模板施工控制，注意验算模板的稳定性和刚强度，根据混凝土刚强度等级，合理控制模板拆除时间，拆模之前，还要控制混凝土温度，保障混凝土内外温差符合拆模标准。
2.2.3 浇筑施工
对于大体积混凝土，在浇筑施工时，要考虑当地的天气，避免在炎热的中午进行浇筑，如果在夏天施工，最好在傍晚或者早上天气凉爽的时间段，使用地下水来拌合混凝土，对骨料采用合适的降温方法，从而降低混凝土入模温度，减少混凝土裂缝的产生。同时，要结合水利项目施工现场实际情況，选择合适浇筑施工方法，如推移连续浇筑或者分层连续浇筑，分层浇筑又包括斜向分层、分段分层、全面分层等，合理把控混凝土浇筑施工过程，尽量缩短浇筑时间，通常情况下，要在混凝土初凝之前，完成浇筑施工。具体浇筑施工过程中，按照从低向高的顺序开始连续浇筑，完成混凝土分层浇筑以后，尽快振捣，结合水利项目施工要求，优化振捣工艺，合理控制振捣位置和振捣时间，防止出现过振或者漏振情况，保障混凝土结构强度。
2.2.4 混凝土养护
为了避免大体积混凝土出现裂缝，养护应采取保温保湿养护的方式。混凝土的保温养护通常采用塑料薄膜、麻袋、阻燃保温被覆盖在已经浇筑完成的混凝土之上，也可以采取挡风保温棚或遮阳降温棚作为大体积混凝土的保温措施。混凝土浇筑施工前，在混凝土内部设置温度传感器或者是测温管，及时监测混凝土的内外温差，确保大体积混凝土的里表温差及降温速率满足大体积混凝土对于温控指标的要求，当大体积混凝土的表面温度与环境温差小于30℃时，可以拆除保温养护措施。对于混凝土的保湿养护，通常情况下保湿养生时间不少于两周，在养生的过程中定期的对塑料薄膜或养护剂的完整情况进行检查，确保大体积混凝土的表面处于湿润状态。
总之，水利工程中对于混凝土的使用是极其重要的，而大体积混凝土容易产生裂缝又在很大程度上影响着工程的质量，因此，必须加强水利工程大体积混凝土施工技术的有效应用，从而推动水利工程的发展。
参考文献
[1] 潘先强.关于水利工程大体积混凝土施工技术的探讨[J].四川水泥.2016（11）.
[2] 韩伟.关于水利工程大体积混凝土施工技术的探讨[J].门窗.2014（08）.
