水利工程大體積混凝土施工技術研究論文
水利工程大體積混凝土施工技術研究論文
1引言
大體積混凝土通常是指混凝土結構中最小斷面也大於1m的混凝土結構，大體積混凝土的特點在於混凝土的澆築量較大，結構尺寸較大，混凝土內部的鋼筋佈置較多，施工質量影響因素較多。由於混凝土體積相對較大，因而在混凝土澆築結束後，在水泥水化熱的作用下很容易由於溫度應力以及混凝土的收縮特性出現裂縫。對於水利工程施工而言，在重力壩、涵洞、水槽以及水閘等專案施工中，通常存在著較多的大體積混凝土施工內容。因此，為了提高水利工程施工質量，確保水利工程建設專案的安全可靠，必須重視大體積混凝土施工管理，避免大體積混凝土裂縫的發生，保證混凝土施工質量滿足使用要求。
2大體積混凝土裂縫產生原因分析
(1)水泥水化熱導致的混凝土溫度應力。水泥水化過程中會釋放出大量的熱量，然而由於大體積混凝土的結構尺寸較大，而且表面係數也較小不利於混凝土內部水化熱量的散失，因此混凝土澆築結束後，水化熱難以散失造成混凝土內部溫度升高，混凝土的內外溫差增大，根據相關實驗研宄表明，混凝土內外溫差能夠達到60-65°C左右，如果施工處理不當，當溫度應力超過混凝土的極限抗拉強度時，就會導致混凝土開裂。
(2)混凝土的收縮特性造成的開裂。由於水泥混凝土在澆築結束後，大部分的水分會蒸發，水分的蒸發則會導致混凝土的收縮，產生收縮變形，特別是對於大體積混凝土，收縮變形量較大，變形過大則會導致內部應力產生致使混凝土開裂。
(3)大體積混凝土內部約束條件的影響。混凝土的溫度變形或者是混凝土的收縮變形，都會受到一定的約束作用，在約束作用下混凝土內不會產生一定的應力，當約束條件導致的內部應力超過混凝土的極限承載時，便會造成混凝土出現裂縫。
3大體積混凝土施工技術研究
3.1最佳化混凝土的配合比設計
(1)混凝土原材料的選用。對於水泥的選用，應該選用水泥水化熱相對較低的低熱矽酸鹽水泥或低熱礦渣矽酸鹽水泥，而且應該保證用於大體積混凝土施工的水泥水化熱低於270kJ/kg。對於外摻劑的選用，應該結合水利工程具體情況透過水泥適應性以及實際應用效果選擇，外加劑可以選擇使用緩凝高效減水劑，儘可能的透過原材料的選擇降低混凝土的水化熱。
(2)大體積混凝土配合比的設計。配合比的設計應該以降低混凝土的水化熱、確保混凝土的施工和易性以及提及穩定性作為設計目標，經過優選綜合確定混凝土的配合比設計。1)在確保大體積混凝土結構強度等級的前提下，應該儘可能地降低水泥用量以及水膠比，降低水泥水化熱的產生。2)在保證大體積混凝土的施工和易性，能夠滿足混凝土泵送澆築的前提下，儘可能減少砂率，儘可能地控制在35%-40%左右，以減小大體積混凝土的變形。3)儘可能地降低混凝土的用水量，對於沒有特殊要求的大體積混凝土應該將緩凝時間控制在20小時左右。
(3)大體積混凝土的生產與運輸。對於用於水利工程大體積混凝土的生產，應該嚴格按照相關規範要求，對滬寧圖進行試驗檢測，確保混凝土的強度等級、坍落度、水化熱、收縮、泌水量、可泵性等指標滿足大體積混凝土工程施工要求。混凝土的運輸必須採用具有防風、防曬、防雨與防寒功能的混凝土攪拌運輸車運輸，在運輸過程中為了避免混凝土的離析以及初凝，應該保持混凝土在運輸過程中的攪拌。如果運抵混凝土澆築施工現場的坍落度不滿足使用要求或者是出現嚴重的離析，應該停止用於大體積混凝土的澆築改作他用，以免影響水利工程施工質量。
3.2大體積混凝土施工作業
(1)大體積混凝土施工技術準備。在開展大體積混凝土工程施工作業前，應該根據規範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，並透過計算明確大體積混凝土的升溫峰值，裡表溫差及降溫速率的控制指標，透過相應的指標制定完善的溫控技術措施。對於水利工程施工而言，通常情況下溫控指標未混凝土澆築體在入模溫度基礎上的絕熱溫升值最大值為45°C，混凝土澆築塊體的裡表溫差(不含混凝土收縮的當量溫度)為30°C，混凝土澆築體的降溫速率為2.0°C/d。
(2)大體積混凝土模板工程施工。大體積混凝土模板工程施工過程中，出了應該按照國家現行規範進行必要的穩定性、強度以及剛度驗算外，還應該結合大體積混凝土對於保溫養生的要求設定必要的保溫措施。拆模的時間也不能僅僅以大體積混凝土的強度形成作為時間標準，而應該綜合考慮溫度控制要求，在大體積混凝土結構強度形成，而且內外溫差滿足標準要求後方可拆模。
(3)大體積混凝土的澆築。大體積混凝土的澆築可以財務分層連續澆築或者是推移式連續澆築的方式進行作業，分層澆築又可以分為全面分層、分段分層以及斜向分層等幾種形式。無論採取那種澆築方式，都應該儘可能的縮短混凝土的澆築間隔時間，並保證在混凝土初凝之前完成大體積混凝土的.澆築。通常情況下大體積混凝土的澆築是按照由低到高的澆築順序，沿著混凝土結構的長邊一側向短邊一側澆築，如果混凝土能夠確保持續供應，也可以採取多點多邊同時澆築的方式。為了保證大體積混凝土的施工質量，應該合理的控制混凝土的澆築分層厚度，如果採用泵送混凝土，通常情況下需要控制分層厚度在60Cm左右，如果採用非泵送混凝土，則分層澆築的厚度不應該超過40cm，以免厚度過大造成混凝土的振搗效果難以達到。對於大體積混凝土的振搗，應該採用二次振搗工藝，保證振搗的時間和位置，防止漏振、過振和欠振，避免振搗不足造成大體積混凝土結構強度不足。
(4)特殊氣候條件下的大體積混凝土施工。對於酷熱、低溫或者是大風等特殊天氣條件下進行大體積混凝土施工作業時，必須採取特殊的技術措施來確保大體積混凝土施工質量合格。酷熱天氣則應該主要是採取降溫措施，透過風冷、加冰等一系列措施降低混凝土原材料的澆築溫度，儘可能的降低降低混凝土入模溫度，並嚴格控制在30C以下。低溫天氣條件下，則應該採取熱水拌合、加熱集料等措施來提高大體積混凝土的入模溫度，並保證溫度不得低於規範規定的最低溫度5°C，在大體積混凝土澆築結束後立即用塑膠薄膜及保溫材料進行保溼保溫養護。大風天氣開展大體積混凝土作業，則應該採取妥善的防風措施，並透過增加混凝土表面的抹壓次數，及時覆蓋塑膠薄膜和保溫材料等措施來保持混凝土表面溼潤，防止風乾。
3.3大體積混凝土的養護
為了避免大體積混凝土出現裂縫，養護應該採取保溫保溼養護的方式。混凝土的保溫養護通常採用塑膠薄膜、麻袋、阻燃保溫被覆蓋在已經澆築完成的混凝土之上，也可以採取擋風保溫棚或遮陽降溫棚作為大體積混凝土的保溫措施。在混凝土澆築施工前，在混凝土內部設定溫度感測器或者是測溫管，及時監測混凝土的內外溫差，確保大體積混凝土的裡表溫差及降溫速率滿足大體積混凝土對於溫控指標的要求，當大體積混凝土的表面溫度與環境溫差小於30C時，可以拆除保溫養護措施。對於混凝土的保溼養護，通常情況下保溼養生時間不少於兩週，在養生的過程中定期的對塑膠薄膜或養護劑的完整情況進行檢查，確保大體積混凝土的表面處於溼潤狀態。
4結語
在水利工程專案建設施工過程中，大體積混凝土施工作為混凝土工程的重要內容，對於水利工程的施工質量也具有重要的影響作用。因此，必須最佳化大體積混凝土施工技術，控制大體積混凝土裂縫的發生發展。同時，應該不斷藉助新的施工工藝與施工材料，並完善大體積混凝土施工質量驗收環節，以進一步提高大體積混凝土結構施工質量，確保水利工程施工質量的可靠。