广西南宁
摘要：混凝土因具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单、抗压强度高、耐久性好等优点，广泛应用于建筑及道路施工中，而高层建筑或大体型的建筑施工中，往往需要大量的混凝土。由于大体积混凝土结构中的水泥水化热释放集中，内外温差大，容易引起混凝土裂缝，影响结构安全和正常使用。笔者根据多年的工程施工经验，对大体积混凝土结构施工技术进行了简单探讨，希望对相关从业人员有帮助。
关键词：大体积；混凝土；结构；施工技术
一、大体积混凝土结构产生裂缝分析
大体积混凝土，是指最小断面尺寸大于1m以上的砼结构，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构【1】。大体积混凝土具有结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂，施工技术要求高，水泥水化热较大、易使结构物产生温度变形等特点，但其在施工过程中，容易产生裂缝，其原因主要有：
1、水泥水化热。混凝土初凝过程中，由水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用产生温度应力和收缩应力，是大体积混凝土结构开裂的主要因素，水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失，这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝【2】。
2、外界气温变化。大体积混凝土浇筑温度随着外界气温变化而变化，气温骤降时会使混凝土内外层温差增加，而在高温时，大体积混凝土不易散热，内部最高温度可达60～65℃，且延续时间长，因此混凝土内外温差引起温度应力。
3、混凝土的收缩。混凝土初凝阶段强度低，在硬化过程中收缩容易产生裂缝。经过实际施工经验总结发现，在设计配合比中时，如果混凝土中的用水量和水泥用量越高，该种配合比的混凝土的收缩就越大。
4、基础沉陷或不均匀沉降产生裂缝。基础混凝土产生沉陷沉降裂缝，一般由结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成。
二、大体积混凝土结构的相关施工技术
1、大体积混凝土的配制。原材料选用：1）精骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂；2）外加剂宜采用缓凝剂、减水剂、掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等；3）在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量；4）降低原材料的温度，水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先选用中热硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥，大坝水泥，矿渣硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥等。
2、大体积砼施工技术。1）施工顺序。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于基础底板尺寸较厚度，混凝土的浇筑顺序应由A至E轴方向从1到27轴向后浇灌，基础底板外侧四周砌筑240厚砖墙，然后水泥砂浆找平层，采用逆作涂膜防水，在851涂膜防水层上抹1：3水泥砂浆3D后作外侧模板，基础底板上的预留基坑，积水坑部位采用组合钢模板支撑，不合模数的部位采用木模板支模。2）钢筋。钢筋加工在现场钢筋场进行，暗梁主筋采用闪光对焊连接，底板钢筋采用冷搭接。基础底板钢筋施工完毕进行柱、墙插筋施工，柱、墙插筋应保证位置准确。基础底板钢筋及柱、墙插筋施工完毕，组织一次隐蔽工程验收、合格后方可浇筑混凝土。3）混凝土浇筑。①用运输车运送混凝土到现场，采用混凝土输送泵送筑；②混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。浇筑时先在一个部位进行，直至达到设计标高，混凝土形成扇形向前流动，然后在坡面上连续浇筑，循序进行；③混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置3-4台振捣器，因为混凝土的坍落度比较大，在1.5米厚的底板内可斜向流淌1米远左右，2台振捣器主要负责顶部混凝土振捣；④因混凝土会在表面钢筋上部下部易产生水分或细小裂缝，为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实；⑤现场按每浇筑100方制作3组试块，1组压7D强度，1组压28D强度归技术档案资料用，1组作仍14D强度备用；⑥按规定抽取几组防水混凝土进行抗渗试块
3、大体积砼基础施工技术措施。1）大体积砼要连续浇筑，施工工艺要求做到分层浇筑，分层捣实，且必须保证上下层砼在初凝前结合好，不致形成施工缝，在特殊的情况下可以留设砼后浇带。2）大体积砼的浇筑方案应根据整体性要求，结构特点，结构大小，钢筋疏密，砼供应等具体情况采用以下三种方式，全面分层，分段分层，斜面分层。①全面分层：在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇灌，直到完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进，必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。②分段分层：先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层未端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。③斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始逐渐上移；3）混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器，上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实。下面一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，震动器也相应跟上；4）浇筑大体积砼时：由于凝结过程中水泥会散发出大量的水化热，因而形成内外温度差较大，容易使砼产生裂缝。为了有效的控制有害裂缝的出现和发展，必须从控制砼的水化生温、延缓降温速率、减小砼收缩、提高砼的极限抗拉强度等方面考虑。
4、大体积混凝土的养护。大体积混凝土养护工作非常关键，养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展，防止混凝土裂缝的产生。可根据工程不同情况，尽可能多养护一段时间，拆模后应立即回土或在覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长需要，还应通过人工温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。在混凝土养护阶段的温度控制，应遵循以下几点：1）混凝土的中心温度与表面温度之间、表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃；2）混凝土拆模时，混凝土温差不宜超过20℃，包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差；3）采用内部降温法来降低混凝土内外温差。通常是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行。4）外部降温法，是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖降温材料，如湿草袋、湿锯木、湿砂等，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度；5）混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。
三、小结
实际上，大体积混凝土结构在施工和使用过程中均会出现不同程度、不同形式的裂缝，而选择合适的原材料、合理的施工工艺和技术措施，对提高大体积混凝土结构质量有着重要意义。
参考文献
[1]赵志缙 赵 帆.高层建筑施工（第二版）中国建筑工业出版社，2005.1
[2]倪志豪.大体积混凝土结构施工技术浅论【J】科技资讯.2012（22）
论文作者:兰伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/24
标签：混凝土论文; 体积论文; 裂缝论文; 水化论文; 温差论文; 结构论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第36期论文;