大体积混凝土施工技术浅谈

　　摘要:现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
　　关键字；大体积混凝土，施工，控制
　　一、大体积混凝土相关概念介绍
　　大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构，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砼结构。
　　大体积混凝土结构厚实，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（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。大体混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。
　　二、大体积混凝土的施工技术
　　2.1大体积混凝土的配制
　　大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点：
　　（1）粗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）大体积混凝土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）水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、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。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，使混凝土水灰比改变，而在掏水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝土的粘结力和整体性。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水量多，泌水性大；且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的提高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂，以降低用水量。在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土。
　　2.2大体积混凝土的浇筑
　　浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：
　　（1）.全面分层：即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，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。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：
　　混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末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，不象第一种方案那样集中。这种方案适用于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。
　　2.3大体积混凝土裂缝的产生原因及处理
　　（1）裂缝的分类
　　①微观裂缝。也称为肉眼不可见裂缝，宽度一般在0.05mm以下，主要有三种:沿着骨料周围出现的骨料与水泥粘结面上粘着裂缝飞分布于骨料之间水泥浆中的水泥裂缝;骨料本身的裂缝。
　　②宏观裂缝。宽度不小于0.05mm的裂缝是肉眼可见的裂缝，称为宏观裂缝，它是微观裂缝扩展的后果
　　（2）裂缝产生的原因
　　①水泥水化热。水泥在水化过程中要产生大量的热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源。由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使混凝土内部的温度升高。混凝土内部的最高温度，大多发生在浇筑后的3-5d，当混凝土的内部与表面温差过大时，就会产生温度应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝，这就是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。
　　②约束条件。结构在变形变化时，会受到一定的抑制而阻碍变形，该抑制即为约束，大体积钢筋混凝土与地基浇筑在一起，当温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。由于混凝土的弹性模量小，蠕变和应力松驰度大，使混凝土与地基连接不牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝。
　　③外界气温变化。大体积混凝土在施工期间，外界气温的变化对大体积混凝土的开裂有重大影响。混凝土内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度三者的叠加。外界温度越高，混凝土的浇筑温度也越高;外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差应力，造成大体积混凝土出现裂缝。
　　（3）在不同情况控制裂缝的措施
　　因在大体积混凝土设计中，产生裂缝的原因很多，本文主要介绍以下应对措施：
　　①降低混凝土水化热和变形。具体可以采取这些措施：a.选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、复合水泥等。b.充分利用混凝土的后期强度，减少每立方米混凝土中水泥用量。根据试验每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。c.使用粗骨料，尽量选用粒径较大、级配良好的粗细骨料；控制砂石含泥量；掺加粉煤灰等掺合料或掺加相应的减水剂、缓凝剂，改善和易性、降低水灰比，以达到减少水泥用量、降低水化热的目的。d．在基础内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，强制降低混凝土水化热温度。
　　②降低混凝土内外温度差。具体可以采取这些措施：a．选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开炎热天气浇筑混凝土。夏季可采用低温水或冰水搅拌混凝土，可对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。b．掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。c．在混凝土入模时，采取措施改善和加强模内的通风，加速模内热量的散发。
　　③加强混凝土施工中的温度控制。具体可以采取以下措施：a．在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，夏季应注意避免曝晒，注意保湿，冬期应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。b．采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。c．加强测温和温度监测与管理，实行信息化控制，随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。d．合理安排施工程序，控制混凝土在浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌合物堆积过大高差。在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。
　　2.4关于大体积混凝土的养护
　　混凝土养护有两个目的：一是创造使水泥得以充分水化的条件，加速混凝土硬化；二是防止混凝土成型后因日晒、风吹、干燥、寒冷等自然因素的影响而出
　　现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏等现象。混凝土的标准养护条件为温度(20±3)℃，相对湿度保持90％以上，时间28d。在实际工程中一般无法保证标准养护条件，而只能采取措施在经济实用条件下取得尽可能好的养护效果。混凝土养护从大的范围可分为自然养护与加热养护两类。混凝土的自然养护就是利用平均气温高于+5℃的自然条件，用适当的材料对混凝土表面加以覆盖并浇水，使混凝土在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件，正常增长强度。混凝土自然养护的方法及要点如下：
　　①应在浇筑完毕后的12h内对混凝土加以覆盖和浇水，具体而言，初凝后可以覆盖，终凝后开始浇水。混凝土强度未达到1．2N／m㎡以前不得上人踩踏或安装模板及支架。
　　②覆盖物可用麻袋片、草帘、竹帘、锯末、砂及炉渣等，对结构边缘、棱角部位应增加保温层厚度，以此降低砼表面与大气温差，避免由于温差过大而造成的温度裂缝。保温层在砼达到砼强度标准值的50%后、内外温差及表面与大气最低温差均小于15℃时，方可拆除。
　　③混凝土的浇水养护时间，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不少于7d；对掺用缓凝型外加剂、有抗渗性要求、掺加矿渣及粉煤灰拌制的混凝土不少于14d，时间长一点更好。
　　④有条件时可以采用塑料布覆盖养护，混凝土敞露的表面应全部覆盖严密，并保持塑料布内有凝结水。
　　⑤在缺水地区或混凝土表面不便浇水或覆盖塑料布时，可涂刷薄膜养生液，以防止混凝土内部水分蒸发，以此进行养护。薄膜养生液是一类可成膜的溶液，涂刷在混凝土表面上，溶剂挥发后凝结成一层膜，隔断混凝土内水分的蒸发路径，达到养护目的。
　　⑥混凝土在养护过程中，如发现遮盖不全，浇水不足，以致表面泛白或出现细小干缩裂缝时，应立即仔细遮盖，充分浇水，加强养护，并延长浇水日期加以补救。
　　三、结束语
　　实践证明，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，坚持严谨的施工组织管理，完全可以控制好大体积混凝土质量以及温度裂缝和施工裂缝的发生，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。
　　参考文献
　　[1]刘亚军.浅谈大体积混凝土施工技术[J].黑龙江科技信息，2003,（1）.
　　[2]孟照亮.唐凯.大体积混凝土施工[J].经济技术协作信息，2005,（3）.
　　[3]叶林昌.沈义.大体积混凝土施工.北京：中国建筑工业出版社，1994
　　[4]王铁梦.工程结构裂缝控制.北京：中国建筑工业出版社，1997
　　[5]胡世德.等.高层建筑施工.北京：中国建筑工业出版社，1991

《大体积混凝土施工技术浅谈》

本文由职称驿站首发，您身边的高端论文发表学术顾问

文章名称： 大体积混凝土施工技术浅谈

文章地址： https://www.zhichengyz.com/lunwen/jianzhu/jianzhusg/19513.html