淺析水泥廠燒成窯中大體積混凝土施工中的裂縫控制

梁德勇 王 雪

南京戈德水泥技術(shù)工程有限責(zé)任公司（210003）

0 前言

燒成窯的特性是其受力較大，為了保證結(jié)構(gòu)的承載能力，一般常采用斷面厚度超過80 cm的混凝土結(jié)構(gòu)形式。這類型的混凝土在水泥水化的過程中，內(nèi)部的水化溫升很難快速釋放，導(dǎo)致內(nèi)外溫差，混凝土內(nèi)部容易形成一定的溫度變形和溫度應(yīng)力，溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土裂縫。燒成窯中大體積混凝土出現(xiàn)裂縫，對(duì)其耐久性和使用性能都會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此需要采取有效的措施對(duì)燒成窯中的大體積混凝土施工裂縫進(jìn)行有效的控制，防止混凝土溫度應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。

1 燒成窯中大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 水泥水化溫升較大

燒成窯中，大體積混凝土的施工需要水泥在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行水化。水泥水化是要釋放一定的熱量的，而大體積混凝土的厚度較大，內(nèi)部的混凝土在水化的過程中熱量很難集中釋放，導(dǎo)致水泥水化的過程中，在混凝土的內(nèi)部就會(huì)聚集大量的熱量，并且無法得到快速釋放。這種熱量導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度上升，使得混凝土的內(nèi)外產(chǎn)生溫差，溫差就會(huì)在混凝土內(nèi)部形成應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力作用大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)開裂。

1.2 混凝土的收縮較大

在水泥廠燒成窯中，大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因多種多樣，其中混凝土的收縮較大是非常重要的一個(gè)因素。在水泥水化的過程中，20%的水分在水泥硬化的過程當(dāng)中損失和消耗，其余80%的水分被蒸發(fā)掉。在水分蒸發(fā)的過程中，混凝土就會(huì)產(chǎn)生收縮，如果混凝土的體積夠大，收縮量就會(huì)變大?；炷林兴值恼舭l(fā)，導(dǎo)致混凝土要想恢復(fù)到原來的狀態(tài)就需要在體積方面進(jìn)行收縮，水分損失越多，這種收縮效應(yīng)就越明顯，容易導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2 燒成窯中大體積混凝土裂縫控制的措施

2.1 嚴(yán)格控制混凝土的澆筑質(zhì)量

在燒成窯大體積混凝土的施工中，首先應(yīng)對(duì)大體積混凝土的澆筑質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，其主要的澆筑方式是分層分塊澆筑法，分塊澆筑就是將大體積混凝土分成幾個(gè)不同的小塊，然后進(jìn)行施工。由于燒成窯中混凝土的澆筑量較大，體積也較大，分塊澆筑可以有效減少大體積混凝土產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。同時(shí)還應(yīng)該采取分層澆筑方法，或者是分層和分塊相結(jié)合的方法。如果在工期允許的情況之下，可采用分層澆筑的施工方法，這樣可以有效地避免混凝土的水化溫升對(duì)整個(gè)混凝土裂縫的影響，使混凝土中的水泥在水化過程中產(chǎn)生的熱量被完全釋放。不管是采取分層施工還是分塊施工的方法，都需要對(duì)間歇時(shí)間進(jìn)行合理的把控，間歇時(shí)間應(yīng)根據(jù)天氣和實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。一般來說，間歇時(shí)間不能太長，否則會(huì)影響大體積混凝土澆筑的整體性。

在燒成窯中大體積混凝土澆筑的過程中，應(yīng)該采取二次振搗的方法來提高混凝土的密實(shí)程度，進(jìn)而有效地提高其抗裂性能。實(shí)踐表明，在混凝土沒有完全硬化之前，如果進(jìn)行二次振搗可以減少鋼筋下部生成的空隙和水分，保證了混凝土的密實(shí)程度，對(duì)混凝土內(nèi)部微裂縫的產(chǎn)生有一定的抑制作用。

2.2 對(duì)水化溫升進(jìn)行有效控制

燒成窯中大體積混凝土施工對(duì)于整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全性能及使用性能都會(huì)造成一定的影響。因此，水化溫升也是非常重要的一項(xiàng)影響因素，需要對(duì)溫升進(jìn)行有效控制。水化溫升的控制主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是從內(nèi)部進(jìn)行控制，保證混凝土入模溫度不大于28℃，入模之后混凝土的溫度升高不大于45℃。在混凝土澆筑過程中，與外部環(huán)境的溫差應(yīng)不大于30℃，澆筑完成之后要對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，保證混凝土在水化的過程中可以進(jìn)行有效的熱量散失。二是在混凝土澆筑的過程中，應(yīng)該在內(nèi)部設(shè)置冷卻管道，通過在冷卻管道中的循環(huán)水來降低混凝土內(nèi)部的水化溫升，避免裂縫的產(chǎn)生。循環(huán)水冷卻的方法在整個(gè)大體積混凝土的水化溫升控制方面也是首選的降溫方式，對(duì)混凝土內(nèi)部的水化溫升控制具有良好的效果[1]。

2.3 提高對(duì)原材料的控制

在水泥廠燒成窯大體積混凝土施工中，對(duì)混凝土的原材料進(jìn)行嚴(yán)格的把控和控制，是減少裂縫產(chǎn)生的一項(xiàng)重要措施和方法。在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，對(duì)原材料的要求主要包括2個(gè)方面。

1）原材料本身的品質(zhì)要求。首先要對(duì)水泥的要求有充分的認(rèn)知，當(dāng)前水泥的品種較多，一般大體積混凝土需要用的水泥都是經(jīng)過特殊配置的，摻入了摻和料的復(fù)合硅酸鹽水泥，這樣有利于水泥水化的早期熱量釋放，降低水化溫升，減少燒成窯中大體積混凝土內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生。其次應(yīng)充分考慮大體積混凝土水化溫升及其他相關(guān)因素對(duì)混凝土的影響，并且不斷地進(jìn)行改進(jìn)。

2）砂石骨料的要求。通過選取優(yōu)質(zhì)的砂石骨料及合理的級(jí)配來提升混凝土的密實(shí)度，降低砂石骨料對(duì)混凝土原材料的影響。在配合比設(shè)計(jì)的過程中，可以摻入粉煤灰來延緩水泥的水化進(jìn)程，避免由于混凝土早期過快的水化溫升導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)部溫度升高過快。摻入粉煤灰可以更好地延長水泥的水化時(shí)間，使得混凝土的強(qiáng)度可以緩慢增加，保證了內(nèi)部水化溫升的合理釋放。

2.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

對(duì)燒成窯中大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，應(yīng)結(jié)合天氣狀況進(jìn)行充分考慮。如在雨天，就不要進(jìn)行大體積混凝土的澆筑，否則在施工過程中就會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。在養(yǎng)護(hù)過程中，需要保持混凝土表面的濕潤及保溫，避免混凝土表面水分蒸發(fā)或者內(nèi)外溫差，以及水分的過度流失導(dǎo)致混凝土收縮，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

制訂嚴(yán)格的混凝土養(yǎng)護(hù)管理制度。在澆筑完成燒成窯大體積混凝土之后，應(yīng)安排專門的人員來負(fù)責(zé)混凝土的養(yǎng)護(hù)。結(jié)合不同的環(huán)境及情況制訂相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)制度，對(duì)于混凝土養(yǎng)護(hù)的溫度、濕度、時(shí)間等都需要有嚴(yán)格的規(guī)定和要求。還應(yīng)建立混凝土內(nèi)外溫度檢測系統(tǒng)，對(duì)混凝土的內(nèi)外部溫度進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，一旦混凝土的內(nèi)外溫差達(dá)到界限值就需要采取有效的措施來降低大體積混凝土的內(nèi)外溫差，并且對(duì)混凝土的內(nèi)部裂縫進(jìn)行檢測，防止混凝土在養(yǎng)護(hù)的過程中出現(xiàn)裂縫。

3 結(jié)語

在水泥廠建設(shè)的過程中，燒成窯大體積混凝土的施工過程對(duì)于保障整個(gè)燒成窯的施工質(zhì)量具有非常重要的意義，同時(shí)也是保證水泥廠施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。燒成窯中大體積混凝土裂縫形成的原因主要包括3個(gè)方面:①大體積混凝土中的內(nèi)部溫升控制沒有達(dá)到預(yù)期的效果，導(dǎo)致內(nèi)部溫度較高，因此出現(xiàn)了溫度應(yīng)力和溫度裂縫；②對(duì)燒成窯中大體積混凝土采取的原材料質(zhì)量沒有嚴(yán)格要求；③燒成窯大體積混凝土澆筑完成之后，沒有進(jìn)行有效的養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生?？刂茻筛G中大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，首先要對(duì)澆筑的質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，做好養(yǎng)護(hù)工作，嚴(yán)把原材料使用關(guān)，以保障燒成窯中大體積混凝土施工的整體質(zhì)量。