水利工程大体积混凝土施工技术研究论文

1引言

大体积混凝土通常是指混凝土结构中最小断面也大于1m的混凝土结构，大体积混凝土的特点在于混凝土的浇筑量较大，结构尺寸较大，混凝土内部的钢筋布置较多，施工质量影响因素较多。由于混凝土体积相对较大，因而在混凝土浇筑结束后，在水泥水化热的作用下很容易由于温度应力以及混凝土的收缩特性出现裂缝。对于水利工程施工而言，在重力坝、涵洞、水槽以及水闸等项目施工中，通常存在着较多的大体积混凝土施工内容。因此，为了提高水利工程施工质量，确保水利工程建设项目的安全可靠，必须重视大体积混凝土施工管理，避免大体积混凝土裂缝的发生，保证混凝土施工质量满足使用要求。

2大体积混凝土裂缝产生原因分析

(1)水泥水化热导致的混凝土温度应力。水泥水化过程中会释放出大量的热量，然而由于大体积混凝土的结构尺寸较大，而且表面系数也较小不利于混凝土内部水化热量的散失，因此混凝土浇筑结束后，水化热难以散失造成混凝土内部温度升高，混凝土的内外温差增大，根据相关实验研宄表明，混凝土内外温差能够达到60-65°C左右，如果施工处理不当，当温度应力超过混凝土的极限抗拉强度时，就会导致混凝土开裂。

(2)混凝土的收缩特性造成的开裂。由于水泥混凝土在浇筑结束后，大部分的水分会蒸发，水分的蒸发则会导致混凝土的收缩，产生收缩变形，特别是对于大体积混凝土，收缩变形量较大，变形过大则会导致内部应力产生致使混凝土开裂。

(3)大体积混凝土内部约束条件的影响。混凝土的温度变形或者是混凝土的收缩变形，都会受到一定的约束作用，在约束作用下混凝土内不会产生一定的应力，当约束条件导致的内部应力超过混凝土的极限承载时，便会造成混凝土出现裂缝。

3大体积混凝土施工技术研究

3.1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，对沪宁图进行试验检测，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。

3.2大体积混凝土施工作业

(1)大体积混凝土施工技术准备。在开展大体积混凝土工程施工作业前，应该根据规范规定的验算方法对大体积混凝土的温度、温度应力及收缩应力进行验算，并通过计算明确大体积混凝土的升温峰值，里表温差及降温速率的控制指标，通过相应的指标制定完善的温控技术措施。对于水利工程施工而言，通常情况下温控指标未混凝土浇筑体在入模温度基础上的绝热温升值最大值为45°C，混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)为30°C，混凝土浇筑体的降温速率为2.0°C/d。

(2)大体积混凝土模板工程施工。大体积混凝土模板工程施工过程中，出了应该按照国家现行规范进行必要的稳定性、强度以及刚度验算外，还应该结合大体积混凝土对于保温养生的要求设置必要的保温措施。拆模的时间也不能仅仅以大体积混凝土的强度形成作为时间标准，而应该综合考虑温度控制要求，在大体积混凝土结构强度形成，而且内外温差满足标准要求后方可拆模。

(3)大体积混凝土的浇筑。大体积混凝土的浇筑可以财务分层连续浇筑或者是推移式连续浇筑的方式进行作业，分层浇筑又可以分为全面分层、分段分层以及斜向分层等几种形式。无论采取那种浇筑方式，都应该尽可能的缩短混凝土的浇筑间隔时间，并保证在混凝土初凝之前完成大体积混凝土的浇筑。通常情况下大体积混凝土的浇筑是按照由低到高的浇筑顺序，沿着混凝土结构的长边一侧向短边一侧浇筑，如果混凝土能够确保持续供应，也可以采取多点多边同时浇筑的方式。为了保证大体积混凝土的施工质量，应该合理的控制混凝土的浇筑分层厚度，如果采用泵送混凝土，通常情况下需要控制分层厚度在60Cm左右，如果采用非泵送混凝土，则分层浇筑的厚度不应该超过40cm，以免厚度过大造成混凝土的振捣效果难以达到。对于大体积混凝土的振捣，应该采用二次振捣工艺，保证振捣的时间和位置，防止漏振、过振和欠振，避免振捣不足造成大体积混凝土结构强度不足。

(4)特殊气候条件下的大体积混凝土施工。对于酷热、低温或者是大风等特殊天气条件下进行大体积混凝土施工作业时，必须采取特殊的技术措施来确保大体积混凝土施工质量合格。酷热天气则应该主要是采取降温措施，通过风冷、加冰等一系列措施降低混凝土原材料的浇筑温度，尽可能的降低降低混凝土入模温度，并严格控制在30C以下。低温天气条件下，则应该采取热水拌合、加热集料等措施来提高大体积混凝土的入模温度，并保证温度不得低于规范规定的最低温度5°C，在大体积混凝土浇筑结束后立即用塑料薄膜及保温材料进行保湿保温养护。大风天气开展大体积混凝土作业，则应该采取妥善的防风措施，并通过增加混凝土表面的抹压次数，及时覆盖塑料薄膜和保温材料等措施来保持混凝土表面湿润，防止风干。

3.3大体积混凝土的养护

为了避免大体积混凝土出现裂缝，养护应该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。在混凝土浇筑施工前，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30C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。

4结语

在水利工程项目建设施工过程中，大体积混凝土施工作为混凝土工程的重要内容，对于水利工程的施工质量也具有重要的影响作用。因此，必须优化大体积混凝土施工技术，控制大体积混凝土裂缝的发生发展。同时，应该不断借助新的施工工艺与施工材料，并完善大体积混凝土施工质量验收环节，以进一步提高大体积混凝土结构施工质量，确保水利工程施工质量的可靠。

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