浅析水泥厂烧成窑中大体积混凝土施工中的裂缝控制

梁德勇 王 雪

南京戈德水泥技术工程有限责任公司（210003）

0 前言

烧成窑的特性是其受力较大，为了保证结构的承载能力，一般常采用断面厚度超过80 cm的混凝土结构形式。这类型的混凝土在水泥水化的过程中，内部的水化温升很难快速释放，导致内外温差，混凝土内部容易形成一定的温度变形和温度应力，温差产生的温度应力导致混凝土裂缝。烧成窑中大体积混凝土出现裂缝，对其耐久性和使用性能都会产生一定的影响，因此需要采取有效的措施对烧成窑中的大体积混凝土施工裂缝进行有效的控制，防止混凝土温度应力产生裂缝。

1 烧成窑中大体积混凝土裂缝产生的原因

1.1 水泥水化温升较大

烧成窑中，大体积混凝土的施工需要水泥在短时间内进行水化。水泥水化是要释放一定的热量的，而大体积混凝土的厚度较大，内部的混凝土在水化的过程中热量很难集中释放，导致水泥水化的过程中，在混凝土的内部就会聚集大量的热量，并且无法得到快速释放。这种热量导致混凝土内部的温度上升，使得混凝土的内外产生温差，温差就会在混凝土内部形成应力，当应力作用大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现开裂。

1.2 混凝土的收缩较大

在水泥厂烧成窑中，大体积混凝土施工裂缝产生的原因多种多样，其中混凝土的收缩较大是非常重要的一个因素。在水泥水化的过程中，20%的水分在水泥硬化的过程当中损失和消耗，其余80%的水分被蒸发掉。在水分蒸发的过程中，混凝土就会产生收缩，如果混凝土的体积够大，收缩量就会变大。混凝土中水分的蒸发，导致混凝土要想恢复到原来的状态就需要在体积方面进行收缩，水分损失越多，这种收缩效应就越明显，容易导致混凝土裂缝的产生。

2 烧成窑中大体积混凝土裂缝控制的措施

2.1 严格控制混凝土的浇筑质量

在烧成窑大体积混凝土的施工中，首先应对大体积混凝土的浇筑质量进行严格控制，其主要的浇筑方式是分层分块浇筑法，分块浇筑就是将大体积混凝土分成几个不同的小块，然后进行施工。由于烧成窑中混凝土的浇筑量较大，体积也较大，分块浇筑可以有效减少大体积混凝土产生的温度应力。同时还应该采取分层浇筑方法，或者是分层和分块相结合的方法。如果在工期允许的情况之下，可采用分层浇筑的施工方法，这样可以有效地避免混凝土的水化温升对整个混凝土裂缝的影响，使混凝土中的水泥在水化过程中产生的热量被完全释放。不管是采取分层施工还是分块施工的方法，都需要对间歇时间进行合理的把控，间歇时间应根据天气和实际情况进行调整。一般来说，间歇时间不能太长，否则会影响大体积混凝土浇筑的整体性。

在烧成窑中大体积混凝土浇筑的过程中，应该采取二次振捣的方法来提高混凝土的密实程度，进而有效地提高其抗裂性能。实践表明，在混凝土没有完全硬化之前，如果进行二次振捣可以减少钢筋下部生成的空隙和水分，保证了混凝土的密实程度，对混凝土内部微裂缝的产生有一定的抑制作用。

2.2 对水化温升进行有效控制

烧成窑中大体积混凝土施工对于整个结构的安全性能及使用性能都会造成一定的影响。因此，水化温升也是非常重要的一项影响因素，需要对温升进行有效控制。水化温升的控制主要包括两个方面的内容:一是从内部进行控制，保证混凝土入模温度不大于28℃，入模之后混凝土的温度升高不大于45℃。在混凝土浇筑过程中，与外部环境的温差应不大于30℃，浇筑完成之后要对混凝土进行养护，保证混凝土在水化的过程中可以进行有效的热量散失。二是在混凝土浇筑的过程中，应该在内部设置冷却管道，通过在冷却管道中的循环水来降低混凝土内部的水化温升，避免裂缝的产生。循环水冷却的方法在整个大体积混凝土的水化温升控制方面也是首选的降温方式，对混凝土内部的水化温升控制具有良好的效果[1]。

2.3 提高对原材料的控制

在水泥厂烧成窑大体积混凝土施工中，对混凝土的原材料进行严格的把控和控制，是减少裂缝产生的一项重要措施和方法。在混凝土配合比设计中，对原材料的要求主要包括2个方面。

1）原材料本身的品质要求。首先要对水泥的要求有充分的认知，当前水泥的品种较多，一般大体积混凝土需要用的水泥都是经过特殊配置的，掺入了掺和料的复合硅酸盐水泥，这样有利于水泥水化的早期热量释放，降低水化温升，减少烧成窑中大体积混凝土内部裂缝的产生。其次应充分考虑大体积混凝土水化温升及其他相关因素对混凝土的影响，并且不断地进行改进。

2）砂石骨料的要求。通过选取优质的砂石骨料及合理的级配来提升混凝土的密实度，降低砂石骨料对混凝土原材料的影响。在配合比设计的过程中，可以掺入粉煤灰来延缓水泥的水化进程，避免由于混凝土早期过快的水化温升导致大体积混凝土内部温度升高过快。掺入粉煤灰可以更好地延长水泥的水化时间，使得混凝土的强度可以缓慢增加，保证了内部水化温升的合理释放。

2.4 混凝土的养护

对烧成窑中大体积混凝土的养护，应结合天气状况进行充分考虑。如在雨天，就不要进行大体积混凝土的浇筑，否则在施工过程中就会对混凝土的质量产生一定的影响。在养护过程中，需要保持混凝土表面的湿润及保温，避免混凝土表面水分蒸发或者内外温差，以及水分的过度流失导致混凝土收缩，进而导致裂缝的产生。

制订严格的混凝土养护管理制度。在浇筑完成烧成窑大体积混凝土之后，应安排专门的人员来负责混凝土的养护。结合不同的环境及情况制订相应的养护制度，对于混凝土养护的温度、湿度、时间等都需要有严格的规定和要求。还应建立混凝土内外温度检测系统，对混凝土的内外部温度进行严格的监控，一旦混凝土的内外温差达到界限值就需要采取有效的措施来降低大体积混凝土的内外温差，并且对混凝土的内部裂缝进行检测，防止混凝土在养护的过程中出现裂缝。

3 结语

在水泥厂建设的过程中，烧成窑大体积混凝土的施工过程对于保障整个烧成窑的施工质量具有非常重要的意义，同时也是保证水泥厂施工质量的关键环节。烧成窑中大体积混凝土裂缝形成的原因主要包括3个方面:①大体积混凝土中的内部温升控制没有达到预期的效果，导致内部温度较高，因此出现了温度应力和温度裂缝；②对烧成窑中大体积混凝土采取的原材料质量没有严格要求；③烧成窑大体积混凝土浇筑完成之后，没有进行有效的养护，导致裂缝的产生。控制烧成窑中大体积混凝土裂缝的产生，首先要对浇筑的质量进行有效的控制，做好养护工作，严把原材料使用关，以保障烧成窑中大体积混凝土施工的整体质量。