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摘要：迁移大体积混凝土施工技术是水利工程施工中的重要技术之一，但由于其施工工艺的复杂性，在具体操作中极易出现裂缝，影响整体施工的质量，因此是水利工程施工质量控制的核心环节。本文将从大体积混凝土裂缝的形成原因着手，通过分析迁移大体积混凝土技术的施工工艺来说明大体积混凝土施工技术在水利工程应用中的策略。
关键词：迁移大体积混凝土；水利工程；施工工艺；应用策略
大体积混凝土是指混凝土结构中的最小断面在一米以上，这也就决定了大体积混凝土浇筑量大、结构尺寸大、施工质量影响因素多和内部钢筋布置复杂的特点。大体积混凝土在浇筑完成后极易出现裂缝，这对水利工程施工造成了重大影响，分析这些裂缝的形成因素并予以针对性的措施对于水利工程和大体积混凝土技术的发展都有重要意义，本文将结合笔者的工作经验，深入探讨大体积混凝土技术在水利工程施工中的应用。
一、大体积混凝土在水利工程中产生裂缝产生原因
水利工程中存在着重力坝、涵洞、水槽和水闸等施工项目，其中必然应用大体积混凝土技术，但由于水泥水化热的作用很容易出现裂缝，严重影响整体水利工程施工质量，为了保障水利工程的安全性，施工过程中必须要加强大体积混凝土施工工艺管理，这也就要求施工人员深入认识水利工程大体积混凝土施工过程中产生裂缝的原因，从而予以针对性的护理措施。笔者通过实践经验总结出了以下三点。
1.大体积混凝土的温度应力
水泥的水化过程中会释放出大量的热量，即俗称的水泥水化热，分析大体积混凝土的特性发现，尺寸结构较大和表面系数较小严重限制了混凝土内部热量的散失，也就为混凝土裂缝的产生埋下了隐患。实践证明当浇筑完成后，水泥的水化热没有及时散失导致混凝土内部的温度处于高水平状态，混凝土内外之间的温差越来越大，温度应力远远超过大体积混凝土的极限抗拉强度，也就会发生混凝土开裂现象。研究也表明当混凝土内外温差达到65摄氏度以上时，记忆出现混凝土开裂。
2.大体积混凝土的收缩特性导致混凝土开裂
当混凝土浇筑完成后，水泥混凝土中的大量水分会随着蒸发等一系列活动散失，这些水分的蒸发极有可能引起水泥混凝土的收缩，收缩变形发生在大体积混凝土施工中会越发显著，混凝土内部应力的不平衡则会导致混凝土裂缝现象的发生。
3.大体积混凝土内部条件的约束导致裂缝的产生
在很多情况下，大体积混凝土内部的约束条件会保证混凝土的温度变形和收缩变形处于一定的范围内，也就不会产生内部混凝土应力，可以有效防止裂缝的发生。但当混凝土内部的约束条件不能满足内部应力改变时，混凝土的承载极限不能保证大体积混凝土的整体性，从而出现混凝土裂缝。
二、大体积混凝土技术在水利工程中的应用
（一）水利工程中大体积混凝土的配合比设计
水利工程中大体积混凝土技术的应用首先体现在配合比设计上，一般认为配合比设计可以从混凝土原材料的选择、大体积混凝土配合比设计要点和大体积混凝土的生产运输三个方面来说明。
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1.选用恰当的混凝土原材料
大体积混凝土原材料的选择是整个水利工程混凝土工程的基础环节，关系着后期施工工程的进展和施工的质量控制。混凝土原材料主要包括水泥和外掺剂的选择，水泥一般选用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，目前水利工程中大体积混凝土施工水泥的水化热要求在270k J/kg以下。外掺剂的选取是混凝土的核心部分，决定着混凝土的整体特性，一般来说外掺剂的选择需要参考水利工程的具体情况，通过工程环境选择混凝土应该满足的条件，从而使用外掺剂来调节水泥混凝土达到工程的标准，主要是保证混凝土的水化热。
2.大体积混凝土配合比设计要点
大体积混凝土配合比设计必须以降低混凝土水化热和保证混凝土施工的稳定性为导向，在此基础上尽可能的优化大体积混凝土的施工简便性，选择最佳的混凝土配合比设计方案，笔者通过实践经验总结了一下三点设计策略。第一，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。第二、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。第三、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[1]。
3.大体积混凝土的生产运输
水利工程中对于裂缝的要求极高，这就要求大体积混凝土严格按照相关规定进行生产，保证混凝土质量。笔者认为在混凝土的生产过程中要及时对沪宁图进行检验，确定混凝土的相关特性满足水利工程的基本要求，一般包括等级强度、水化热和坍落度等。在大体积混凝土的运输过程中，运输人员必须保证运输工具具有防风和防雨等必要设备，尽量杜绝水泥混凝土在运输过程中出现离析和初凝，如若出现严重质量问题应该及时停用[2]。
（二）大体积混凝土技术在水利工程施工工艺
1.大体积混凝土施工前的准备
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。
2.水利工程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，既要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，还必须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。拆模的时间既要以大体积混凝土的强度形成作为时间标准，也要综合考虑温度控制要求。
4.水利工程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。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。
5.水利工程混凝土施工中的突发情况控制
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。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。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防止风干[3]。
6．水利工程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。
结束语
水利工程建设的内容决定了大体积混凝土技术在工程施工中的重要地位，直接关系着整个水利工程的质量，其中的裂缝控制显得尤为重要。本文从水利工程裂缝产生的原因进行了系统分析，讲解了混凝土施工中的主要注意事项，为施工人员做适当参考。可以预见的是大体积混凝土技术在水利工程中的应用会越加广泛，这就要求施工人员积极总结施工经验和学习新知识，从而提升混凝土施工质量，保证水利工程的安全。
参考文献：
[1] 周树霞, 余志国, 徐雨竹. 基础大体积混凝土施工技术在水利建设工程中的应用[J]. 珠江水运, 2015(22):76-77.
[2] 郭大勇. 大体积混凝土抗裂技术在水利工程施工中的应用[J]. 水利技术监督, 2014, 22(5):65-67.
[3] Zhu J, Zhang Y B, Du X F, et al. Study on Mass Concrete Construction Technology of Raft Foundation in Yantai Ocean Development Center[J]. Advanced Materials Research, 2014, 919-921(6):1421-1425.
论文作者:周怀拓
论文发表刊物:《科技中国》2016年7期
论文发表时间:2016/10/18
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