摘要：大体积混凝土结构施工缝隙控制，关系到整个工程的施工质量，因此对技术的要求很高，需综合工程施工的特点及技术规范要求，确定重点、难点，在各个环节加以技术分析，采取有效措施。本文从结合工程实际，分析大体积混凝土施工时经常出现的问题并提出具体的预防措施。
关键词：大体积混凝土；水化热；配比；振捣
abstract：crack control in mass concrete structure construction is related to the quality of the whole project.Therefore，there are strict requirements for technology.it is necessary to integrate the characteristics of the project and the requirements of technical specification，determine the key points and difficulties，carry out technical analysis in each link，and take effective measures.This paper analyzes the common problems in mass concrete construction and puts forward specific preventive measures based on engineering practice.
Key words：mass concrete；Hydration heat；Mix ratio；vibrating
1 工程概况
郑州市轨道交通4号线某车站为地下两层整体式现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构，主要由底板、中板、中隔墙、立柱、侧墙、顶板组成混凝土框架结构。其中车站最大宽度46.8米，底板厚度最大1100mm，底板混凝土强度为C35P8。因车站宽度大，混凝土强度较高，大体积混凝土防开裂成为施工的重、难点。
2大体积混凝土的概念
日本建筑学会标准（JASS5）规定：因混凝土水化热引起的混凝土内部最高温度与外界温差大于25℃，并且混凝土结构断面最小尺寸大于800mm的构件为大体积混凝土。在我国根据《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009，将大体积混凝土最小断面尺寸规定为1000mm，或者预计因水化热引起的温度变化和不均匀收缩导致有害裂缝产生。在日常生活中我们常见的大体积混凝土有：房屋建筑的基础筏板、地铁车站的底板、水利工程的拦水大坝等。
3 混凝土裂缝产生的原因
（1）大体积混凝土裂缝产生的原因主要有温度变化、原材料、配合比、养护、振捣、浇筑分层、分段不均匀等。混凝土内外的温差，使混凝土结构发生膨胀或收缩，大体积混凝土浇筑后，因内部产生的水化热产生大量的热能，大体积混凝土因结构尺寸较大，热量难以挥发，膨胀或收缩收到边界约束时即在混凝土内部产生应力，温度应力会随温差的增大而增大。
（2）大体积混凝土的养护若不及时，混凝土中水泥产生的水化热会使混凝土内水分蒸发较多，水泥胶凝孔液面降低，水分损失使混凝土结构体积减小，相对湿度降低引发自身收缩。混凝土水化热过程水分的较少使混凝土内部水分不足，而养护较差时使结构内产生负压导致自身收缩开裂。
（3）大体积混凝土在凝结过程中，表面水分蒸发较快、内部水分蒸发相对较慢，表面体积收缩比内部体积收缩较大，由此导致内外结构不同步，表面收缩收到内部约束，导致结构表面出现拉应力，从而产生干缩裂缝。
（4）钢筋保护层不足时，二氧化碳会侵蚀碳化钢筋，破坏钢筋表面的氧化膜，从而导致钢筋锈蚀，水、氧气会与铁离子发生化学反应产生氢氧化铁，该物质体积会膨胀2-4倍，体积膨胀产生的应力导致混凝土开裂、剥离。因锈蚀造成断面钢筋有效断面减小，进一步导致混凝土结构的承载力降低，从而产生形式裂缝，进一步加大钢筋的锈蚀。
（5）大体积混凝土在施工时，因施工组织安排不当，对结构的划分、混凝土浇筑的次序、混凝土供应的不连续、混凝土材料的流向、浇筑的参数、震动的时间及顺序等，收面的方法不正确均有可能带来混凝土的开裂。
（6）原材料控制不当
在粗骨料的选择上，尽量选择10*40mm连续级配碎石，控制针片状碎石的含量；细骨料的选择尽量选择洁净的细砂，细度模数控制在2.8-3.0之间的中砂，坚决杜绝海砂和机制砂，粗骨料含泥量不超过1%，细骨料含泥量不超过2%。水泥的选择直接影响水化热，因此尽量选择水化热较低的普通硅酸盐水泥，适量掺加粉煤灰，这样既可减少水泥用量、降低工程造价，又可降低混凝土水化热。
4 大体积混凝土结构的设计
（1）大体积混凝土结构设计中，设计人员要认真的计算，保证工程功能需求及质量。
（2）合理的设置构造钢筋，构造钢筋尽量采用小直径、小间距，断面构造钢筋设置不宜超过0.5%；在混凝土表面设置金扩张网等有效措施。
（3）大体积混凝土结构设计时，应尽量对边界约束条件进行优化，特别是对温度应力有明显作用的条件下，科学合理的设置结构滑动层，由此减小温度应力约束作用。对原材料的温度进行实际观测，必须保证原材料温度在28℃以内，超过界限需洒水降温。见表1
（4）优化混凝土的配比
体积混凝土的材料配比满足要求时，才能更好地提高混凝土的防压强度、抗剥离性、防水性能。混凝土强度等级可利用混凝土60天或90天的后期强度，塌落度控制在160±20mm，水泥用量控制在330-430kg/m3，拌和用水不超过185kg/m3，粉煤灰用量不超过水泥用量的35%，含砂率在40-42%，水灰比不大于1：0.55。对混凝土入模温度实际观测，见表2。混凝土配比应通过理论配合比计算、实验配合比、施工配合比三个步骤进行验证。
表1 砂 石 温 度 实 测 表
表2 混 凝 土 和 温 实 测
5大体积混凝土施工时注意事项
（1）提高大体积混凝土的质量
配置混凝土时，对配合比进行认真的设计与计算，从原材料的购进、库存、运转、使用等环节严格把关，保证混凝土浇筑后的整体强度，在保证混凝土和易性的前提下尽量减少水泥用量，另外可以适当掺加粉煤灰，这样可有效降低混凝土的水化热。
（2）提高混凝土浇筑和振捣的技术水平
混凝土的浇筑和振捣质量直接影响混凝土的抗压强度和最终使用质量，因此在施工时要连续施工，尽量缩短两次混凝土的浇筑时间间隔，下层混凝土初凝之前必须浇筑上层混凝土，这就要求混凝土供应要连续，现场配备足够的泵车、有充足的混凝土运输车辆、充足的混凝土振捣工人、振捣器具。在大体积混凝土施工前要科学合理的划分施工段，充分考虑分段的长度、宽度、厚度，同时还要控制好实际搭接的间隔，并在其上方约20cm的位置进行浇筑。拌合站要求充足的备料，浇筑前要对拌合站进行实地考察，以免出现备料不足导致停工待料而产生冷缝的现象。混凝土振捣时要按坡脚振捣、坡中间振捣、坡顶振捣，不可随意更改振捣次序，坚持块插慢拔的原则，振捣时间控制在30秒左右，混凝土不出现下沉现象则表明振捣工作已完成，但混凝土振捣亦不能时间过长，以免出现过振带来混凝土离析、泌水。
（3）控制混凝土的入模温度、降温速度、温差
施工规范规定大体积混凝土规定入模温度不大于30℃，最大升温值不大于50℃，降温速率不大于2.0℃/d。由此混凝土拌合前必须要控制好原材的温度，控制好混凝土的出机温度和混凝土到达现场的温度来降低混凝土的水化热通过热工计算混凝土的拌和温度，做好原材降温措施。用地下水不受外部环境影响，采用地下水拌和混凝土，是比较理想的选择，必要时可在水中加入适量的冰块。砂石料存放在料棚之中，可改善料棚的通风条件，必要时可提前用地下水降低砂石料的温度。采取措施降低水泥、粉煤灰的温度，水泥、粉煤灰运至拌合站后，不宜立即使用，提前采取措施降温，如采用静止24h之后使用。缩短混凝土的运输时间，尽量选择在夜间浇筑混凝土。
大体积混凝土浇筑后，温差控制是避免混凝土开裂的关键所在，通常采用覆盖养护的方法，在施工中，采用测温点信息化控制指导保温覆盖。混凝土抹面处理后应及时覆盖以减少终凝到养护开始的时间间隔，特别是夏季和干燥天气，混凝土表面和塑料薄膜之间必须有充足的水分，并且要认真检查塑料薄膜下是否有充足水分，必要时可洒水或喷雾进行养护。大体积混凝土浇筑4d之内，由于混凝土强度较低，其抗拉强度难以抵抗温差产生的裂缝，因此养护显得至为重要；浇筑7d后，混凝土强度达到设计的70-80%，此时其强度抵御裂缝能力大幅度提高。
（4）适当掺加新型缓凝剂等外加剂，通过缓凝剂延缓混凝土的凝固时间，有效降低水化热。
（5）条件允许时，在混凝土中埋设适量的降温管，通过降温管内的水循环，可以使水化热得到有效的散发。
（6）认真施工，将钢筋保护层厚度及分布筋控制好，以免因钢筋生锈产生氢氧化铁而产生体积膨胀造成混凝土开裂。
结语：大体积混凝土在现代基础建设中的广泛应用，对耐久性、安全性的要求很高，本文结合工程的实际，对大体积混凝土施工前、施工中、施工后三个阶段认真分析，在工程的实践中全过程质量管理，避免裂缝问题的产生，带来了良好的工程经济效果，本文分析了大体积大体积混凝土裂缝的原因，从设计、施工、原材控制等做了相应的技术分析，具有一定的参考价值和借鉴意义。
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[4]马志辉.对于大体积混凝土施工技术的研究[J].中国建筑金属结构，2013，（24）.
论文作者:吕高乐,邸迎涛
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：混凝土论文; 体积论文; 水化论文; 温度论文; 钢筋论文; 裂缝论文; 水分论文; 《基层建设》2018年第25期论文;