浅谈水利工程大体积混凝土温控防裂技术

浅谈水利工程大体积混凝土温控防裂技术

游世全

方正县河湖运行保障中心

摘要：大体积混凝土结构的稳定性和耐久性大大降低了结构的使用寿命，在现有工程中，由于大体积混凝土的温度裂缝，许多情况都威胁到整个结构的耐久性和安全性。本文在对现有混凝土裂缝防治技术和温控措施进行总结分析的基础上，从温度监测、施工工艺、原材料优化、后期养护、配合比等角度探讨了温度裂缝产生的原因及防治对策和设计等，可为水利工程混凝土浇筑和控温裂缝控制提供标准。

关键词：温度控制;防裂技术;水利工程;

前言：由于混凝土抗拉强度低、环境应力大、导热系数低，很难完全消除混凝土的裂缝，从本质上讲，混凝土开裂的根本原因是热应力。目前，世界上对大体积混凝土还没有统一的定义，目前的标准是：结构尺寸不小于1m的大体积混凝土，是由于水泥材料的水化、收缩和温度变化而产生的有害裂缝。在施工过程中，由于水泥和水化热的作用，混凝土内部温度变化很大，混凝土结构在外部环境和温度的影响下容易开裂，对安全产生不利影响。为减少温度应力对混凝土结构产生的有害裂缝，采取有效的抗裂技术和温度控制措施，延长结构的使用寿命，保证施工质量。

1温度裂缝的产生

1.1温度裂缝的影响因素

混凝土的收缩变形和结构约束、环境温度和水泥水化热是引起温度裂缝和影响大体积混凝土温度应力的主要因素。具体表现为：1）混凝土的收缩变形和外部约束。温度变化引起的大体积混凝土变形会受到外界的约束，产生相应的温度应力，从而增加混凝土开裂的概率。此外，大体积混凝土的温度裂缝还受到自身收缩变形的影响。混凝土结构中20%的水用于水泥水化，另一部分水主要用于蒸发。如果混凝土的外部约束条件限制了水分蒸发引起的收缩变形，则容易产生裂缝。在计算温度裂缝时，一般应充分考虑温度应力对混凝土收缩的影响，将同一温度变形的温度值换算为混凝土收缩值来确定等效收缩温差。2）环境温度。大体积混凝土在施工过程中对环境温度非常敏感，环境温度的变化容易引起裂缝。在不同地理区域或环境温度差异较大的季节浇筑大体积混凝土时，内外温差受环境温度变化的影响很大。例如，混凝土内部温度甚至可以达到60℃-65°C在夏季，由于环境温度的骤降，混凝土内外温差进一步增大，温度应力明显增大，导致温度裂缝的出现。为了减小大体积混凝土内外温差，有必要采取合理的温控措施。（3）水泥水化热。温度裂缝的形成很大程度上取决于水泥水化热。由于大量的水化热，混凝土内部温度迅速上升。大体积混凝土半径大于2.5m，内部基本绝缘。但由于与空气直接接触，混凝土表面温度较低，散热速度较快，同时混凝土不同部位的散热速度也存在差异。一般来说，混凝土内部温度越高，大体积混凝土的内膨胀率越大，结构表面产生拉应力，结构内部产生压应力。

1.2温度裂缝的危害

温度变化是混凝土温度裂缝的关键因素，温度裂缝具有时间属性，如果混凝土抗拉强度超过极限热应力，则不会产生裂缝。如果材料具有良好的韧性和高弹性模量，则不会出现温度裂缝。当大体积混凝土开始出现裂缝时，如果没有采取有效的修复措施，裂纹可能进一步扩展，并发展成深裂纹或贯穿裂纹，这将改变该机构的应力分布、耐久性和安全性，并对整个结构造成破坏，甚至造成经济损失和人员伤亡。

2温控裂缝的技术措施

2.1优化配比设计

从混凝土配合比入手，采取有效的防裂和温控措施，合理选择配合比的数量和种类、级配和骨料种类以及水泥种类。混凝土配合比应根据工程实际情况进行优化，合理选择配合比，当满足强度和工作性要求时，大体积混凝土可掺加必要的化学和矿物外加剂。常用的化学添加剂，如缓凝剂、膨胀剂、减水剂和防水剂，通常是矿物混合物，如烧结粘土、矿渣和粉煤灰。大体积混凝土的温度控制主要包括高效减水剂和粉煤灰掺合技术，粉煤灰能明显降低混凝土早期水化热，提高混凝土的工作性。水泥的水化热可降低15%左右。水泥的水化热随煤粉灰掺量的增加而降低，但过量的粉煤灰会促进混凝土的收缩变形，降低结构的初始强度。因此，粉煤灰的最佳掺量应通过试验确定，在保证混凝土强度的基础上，加入减水剂可以减少掺水量，起到塑性作用。通过加入适量的膨胀剂，可以补偿混凝土的收缩变形，通过微膨胀减缓混凝土的收缩过程。实践表明，新型纳米膨胀剂具有多孔性好、分布均匀等优点。从成本控制的角度来看，掺入纳米氧化镁和微烧氧化镁可以产生更安全、更大的膨胀，为补偿混凝土收缩提供了更有利的条件。

2.2改善施工工艺

改善施工技术可以有效地降低混凝土内外和外部的温差，并监测结构的最高温度以减少温度裂缝。其中，引入振动技术，具体的温度控制措施和液体的选择，该方法是合理的施工技术。减少内部微裂纹，可以接受二次振动技术。由于混凝土的强化，鉴于加固面板附近由于大的温度梯度而增加裂缝的可能性，在设计期间必须加强密封和振动，以减少源裂缝的可能性易形成。填充后，混凝土平滑，以确保设计的质量和减少裂缝。其次，内部和室外温度差异和测量温度测量，目前调整混凝土填充内外的温差，可控制混凝土的温度，留下篮子，材料输入是合理且有效的温度控制措施。当浇注浓度混凝土的环境温度很高时，特别是在炎热的夏季，应采取有效措施降低液体温度中材料的混合温度。例如，使用冷却方法正确遮蔽原料的空气或水冷等，累积前的混凝土混合物，如有必要，还可以添加水混合混合物。在储存速度和运输中，应尽可能加速羧酸混合物，应采取诸如冷却循环水冷却，涂层和隔热的措施来解决混凝土泵送管道。为了降低混凝土的温度在填充过程中，可以使用内置的方法来冷却抽头管，冷却管中的冷却水可用于降低内部和外部之间的温差。

2.3合理安排养护

1）后续服务。浇注后，为了降低内外的温差，需要加强后方的维护，常用储水方法。储水方法主要用于维持混凝土在储水路径中，以防止开裂现象。热量守恒是一种覆盖保守热和绝缘材料的方法，用泡沫，稻草等防止温度迅速下降引起的表面开裂。隔热材料的选择应考虑到现场的实际情况，并迅速调整盖厚度以降低温度电压。2）监测由于实时监测而监测的后期和表面温度的混凝土的质量，它提供了使用测量的有效温度的使用。基于确保表面和内部的温差，温度监测也可用于确定后来固化的安全温度。在实际项目中，温度测量点的位置还应考虑到设计要求，严格控制温度测量时间的时间和时间，产生良好的温度监测记录，并采取有效的措施来控制内外的温差，调整散热速率。最后达到提高大体积混凝土温控防裂的效果。

3结语：大体积混凝土温控防裂技术是一个全面而复杂的问题，包括许多因素。水泥水合热传递是温度电压和温度裂缝的主要原因，以及混凝土收缩，外部极限和环境温度变化，对裂缝也有很大影响。因此，必须对温度和维护监测进行的合理布置，改善施工技术，混合设计的额外优化，在施工技术的额外优化的因素中，耐热控制措施和温度控制。并释放原料及时调整温度控制措施，以确保最终的结构质量，最小化或避免形成温度裂缝。

参考文献：

[1]朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].北京：中国电力出版社，1999.

[2]段先军，贾福杰，李长成，等.大体积混凝土温度控制关键技术[J].建筑技术，2018,49(09):25-27.