水工混凝土温度控制和防裂措施

摘要：本文阐述了水工混凝土的特点，对建筑工程中由于混凝土质量通病进行了分析，并针对这些问题提出了防治措施和解决的方法。

关键词：混凝土工程质量通病防治措施

混凝土质量通病是影响建筑工程质量的重要因素，当前，这已成为制约结构工程质量的一个突出问题，其主要表现为裂缝超限、保护层厚度偏差超标、混凝土结合面处理不当、预应力孔道压浆不密实等。这些通病直接影响混凝土结构工程的耐久性和安全性，降低了其可靠性和有效使用年限。因此分析工程特性、坝址气候和工程特点，合理地确定混凝土抗裂指标、稳定温度场、分缝分块、温控标准及防裂措施，对于防止危害性贯穿裂缝，尽量减少表面裂缝，确保工程的质量和安全，是至关重要的。

一、水工混凝土的特点

水工混凝土是用于水电水利工程的挡水、发电、泄洪、输水、排沙等建筑物，密度为2400KG/M3左右的水泥基混凝土。经常或周期性地受环境水作用的水工构筑物所用的混凝土。根据构筑物的大小，可分为大体积混凝土和一般混凝土。大体积混凝土又分为内部混凝土和外部混凝土。水工混凝土常用于水上、水下和水位变动区等部位。因其用途不同,技术要求也不同:常与环境水相接触时，一般要求具有较好的抗渗性；在寒冷地区、特别是在水位变动区应用时，要求具有较高的抗冻性；与侵蚀性的水相接触时，要求具有良好的耐蚀性；在大体积构筑物中应用时，为防止温度裂缝的出现，要求具有抵热性和低收缩性；在受高速水流冲刷的部位使用时，要求具有抗冲刷、耐磨及抗气蚀性等。水工混凝土是水利工程中，尤其是大型水利工程中最主要的建筑材料。长期的施工实践证明，在水工混凝土中掺入具有减水、缓凝及增加耐久性的外加剂，如木质素磺酸盐减水剂、糖蜜塑化剂、松香皂引气剂（在有抗冻性要求的地区或部位必须掺入），以及掺入适量的优质掺合料，如粉煤灰等，对改善混凝土拌合物的和易性及提高耐久性都具有明显效果。

二、混凝土出现裂缝原因及分析

1、 温度变化混凝土由于温度变化发生体积变形、膨胀或收缩，这是材料固有的物理特性。当这种体积变化受到约束时就会产生内应力，这种应力如果超过了混凝土的抗拉强度，就会引起开裂。例如大体积混凝土浇筑后，在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面与内部温差很大，如果内外表面温差超过25℃时，就会产生裂缝；有的体积较大或者较长的混凝土结构，在施工后几天或几十天中出现大量裂缝；有的在现浇楼板四周的墙体上出现的水平或斜裂缝。这些都是因为温度变化引起的裂缝。

2、体积收缩混凝土的收缩分为自身收缩，即水泥水化作用引起的体积收缩；塑性收缩，即在初凝结过程中发生化学的收缩；炭化收缩，即二氧化碳与水泥水化物发生化学反应引起的收缩、干缩；湿度收缩，即混凝土中多余水分蒸发，随着温度降低体积减少而发生的收缩，其收缩量占整个收缩量的绝大部分。收缩使混凝土的体积变小，在其内部也会产生内应力，当这种应力超过了混凝土的抗拉强度时，也会引起混凝土裂缝。例如，有的混凝土结构体积并不大，但在混凝土终凝后，表面却出现了大量不规则的裂缝；有的在楼板拆模后，发现板和梁交界处出现的水平裂缝；有的结构较长，在冬季忽然降温或夏季突然降暴雨后，在混凝土构件表面出现的裂缝。这些大多是由于收缩引起的裂缝。

3、 不均匀沉降如果结构物的基础不牢固，发生了不均匀沉降，导致结构变形，也会在其内部产生应力而造成混凝土构件开裂。这种情况在日常工作中也会时有发生。

4、化学反应也会引起混凝土开裂例如，碱骨料反应将引起混凝土体积膨胀而产生裂缝。氯离子的侵蚀引起钢筋锈蚀也会造成混凝土开裂。

三、混凝土施工质量的控制措施

1、商品混凝土质量控制。施工配合比应根据设计的混凝土强度等级和质量检验以及混凝土施工和易性等要求确定。充分考虑工程项目的特点、气候条件、混凝土输送方式等因素进行配制。审核水泥产地、品牌、品种、标号，砂、石产地、细度模数、含泥量等指标，外加剂、掺合料的选用、掺量及坍落度是否满足要求。商品混凝土的和易性是保证浇筑质量的主要因素要求在进行混凝土配合比设计时，不但要满足强度的要求，还要有良好的和易性。不应强调以强烈振捣来保障混凝土的浇筑质量，而应强调为施工提供具有良好和易性的便于振实的混凝土拌合物。也就是说混凝土拌合物应具有较大的流动性、可塑性，以利于浇筑振实，而且还应具有较好的粘聚性和保水性，以免产生离析、泌水等现象。而同时用水量和水灰比却不能增大，甚至应该降低，以保证或提高混凝土强度等技术性能。这一矛盾可以通过掺入减水剂的手段来解决。掺外加剂是保证商品混凝土质量的有效措施减水剂，是最常用的一外加剂。减水剂能在不增加用水量的情况下，显著增大混凝土的流动性，节省水泥用量。普通减水剂(如木钙)掺量约为水泥用的2％～3％，可将混凝土塌落度增大到80mm～100mm, 高效复合减水剂掺量为1% ～2%，可将混凝土塌落度增加到140mm～180mm，而混凝土拌合物的粘聚性和保水性却很好，几乎不离析、不泌水，易于运输、泵送，对于浇筑结构形状复杂、截面深狭、钢筋密集的混凝土结构，也可获得很好的成型质量。但减水剂的使用，会使混凝土含量增加，混凝土对减水剂掺量很敏感，掺量过大，会使混凝土泌水性大增，影响混凝土强度。因此，应严格控制减水剂的掺量。

2、 混凝土的浇筑质量要求。浇筑混凝土时，应注意防止混凝土的分层离析，混凝土拌合物运至浇筑地点后，应立即浇筑入模，混凝土由料斗，漏斗内卸出进行浇筑混凝土的高度不得超过2m，否则应采用串筒、斜槽、溜槽等下料。浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇时间宜缩短，应在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。混凝土运输、浇筑及间歇的全部时间不得超过规范规定，当超过规定时间必须设置施工缝。浇筑竖向结构混凝土前，底部应先填以50mm～100mm厚与混凝土成分相同的水泥砂浆，防止出现蜂窝、麻面。混凝土在浇筑及静置过程中，应采取措施防止产生裂缝，混凝土因沉降及干缩产生的非结构性的表面裂缝，应在混凝土终凝前予以修整。在浇筑与拄和墙连成整体的梁和板时，应在拄和墙浇筑完毕后停歇1h～1.5h，使混凝土获得初步沉实后，再继续浇筑，以防止接缝出现裂缝。

3、 混凝土温度、湿度控制。一方面使混凝土免受不利温、湿度变化的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。混凝土的养护方法、时间与自然温度、混凝土成分有关，当平均温度高于+5℃的条件下，用适当的材料对混凝土表面加以覆盖并浇水，应在混凝土浇筑完毕后的12h 内进行，最少不得少于7d。当平均气温低于+5℃或混凝土的表面不便浇水时，也可使用塑料薄膜布养护和涂刷薄膜养生液，防止混凝土内部水分蒸发的方法进行养护。冬季施工一般采取综合蓄热及蒸养法。混凝土结构浇筑后，达到一定强度，方可拆模，不能急于拆模，以免引起混凝土表面的早期裂缝破坏混凝土结构。

4、 混凝土质量的验收。外观检查主要是观察有无裂缝。蜂窝、麻面、露筋、空洞、连接部位疏松。锚筋松动等严重缺陷，如有发生，应进行返工或采取加固措施。几何尺寸检查主要是通过施测实量，确定构件是否能满足使用功能以及下步施工的要求，并对该产品的质量等级予以评定。内在质量的验收最为重要，并具有否定权。主要通过检阅各种技术资料，如原材料化验单，施工记录，并在上述记录合格的基础上，根据混凝土试压报告单，分别采取方差未知或非统汁方法进行强度评定,验收合格后，方为完成了混凝土施工的全过程，质量控制也就告一段落，可以将产品交付使用。

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