談大體積混凝土施工技術(shù)及裂縫產(chǎn)生的原因和控制

梁嘉豪

【摘要】大體積混凝土施工前一定編制好切實(shí)可行的施工方案和合理周密的施工措施。充分做好施工準(zhǔn)備，施工中要嚴(yán)格按照施工方案要求組織施工和進(jìn)行質(zhì)量控制，在進(jìn)行大體積混凝土的施工過程中，必須嚴(yán)格控制大體積混凝土的施工技術(shù)，保證建筑工程的施工質(zhì)量。在本文筆者結(jié)合多年的施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)大體積混凝土的施工技術(shù)作了粗淺的探討。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；施工技術(shù)；應(yīng)用

1、大體積混凝土的概述

所謂的大體積混凝土就是指其混凝土結(jié)構(gòu)斷面的尺寸超過1m，并且在澆筑施工的過程中，通過相應(yīng)的處理方法將混凝土結(jié)構(gòu)中存在的溫度應(yīng)力，控制在工程施工的允許范圍之內(nèi)，從而使其不會(huì)出現(xiàn)裂縫的一種混凝土結(jié)構(gòu)。目前，在建筑工程施工中大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用得十分的廣泛。其主要的施工特點(diǎn)從以下兩個(gè)方面表現(xiàn)出來的：第一，整體要求比較高。在建筑工程中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)主要使用于大跨度以及高層建筑當(dāng)中，而且對(duì)工程施工的要求很高，在施工過程中一般采用連續(xù)澆筑的方法對(duì)其進(jìn)行施工；第二，該混凝土結(jié)構(gòu)的整體體積過大。由于混凝土體積比較大，在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑的過程中就存在的大量的水化熱和溫度應(yīng)力，使得混凝土結(jié)構(gòu)在溫度應(yīng)力的作用下發(fā)生膨脹，進(jìn)而使得該混凝土結(jié)構(gòu)體積增大。

2、大體積混凝土施工技術(shù)

2.1混凝土原料選用嚴(yán)格化

針對(duì)大體積混凝土的原料選用，必須以其強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)要求（一般處于C25-C40之間）和用料規(guī)范為重要參考，慎重選擇原料，嚴(yán)格把關(guān)質(zhì)量。如水泥這一主要材料，其水化熱是造成大體積混凝土開裂的主要原因，故必須選用礦渣水泥、火山灰水泥等水化熱較低的優(yōu)質(zhì)水泥，同時(shí)在確保強(qiáng)度符合要求的基礎(chǔ)上盡量減少用量，以此起到抑制水化熱的作用；為降低水泥和水的用量，盡量在滿足鋼筋間距和泵送要求的基礎(chǔ)上選用大粒徑的碎石，配合選用干凈、高強(qiáng)度、含泥量低于1%、不含有害物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的骨料；針對(duì)粉煤灰，建議對(duì)其細(xì)度、粒度和用量加以嚴(yán)格篩選和計(jì)算，以此進(jìn)一步提高大體積混凝土的可泵性、和易性以及抗?jié)B性，并發(fā)揮降低水化熱的效用[；此外，減水劑、防水劑、混凝劑等外加劑的選擇和用量必須經(jīng)嚴(yán)格試驗(yàn)測(cè)試，以免影響后續(xù)的澆筑效果，也可以結(jié)合實(shí)際選用一定的復(fù)合液劑，以便提高混凝土整體性能。

2.2混凝土配比拌合規(guī)范化

對(duì)于大體積混凝土自身性能來說，物料配比和攪合拌制得當(dāng)與否十分關(guān)鍵，通常要求其配合比符合下列要求：拌合物的水泥用量適宜為230-450kg/m2，水用量應(yīng)低于190kg/m2，坍落度不應(yīng)大于160±20mm，泌水量應(yīng)低于10L/m2，砂率適宜在38-45%之間，粉煤灰、礦渣粉以及兩者的摻合總量應(yīng)分別小于混凝土水泥量的40%、50%和50%等，但物料的具體用量應(yīng)視情況而定，而且應(yīng)在符合大體積混凝土強(qiáng)度、耐久性和施工工藝的前提下，盡量減少水泥用量，以免因絕熱溫升引發(fā)裂縫。

2.3混凝土澆搗方式合理化

大體積混凝土澆筑方式一般涉及分層式和推移式兩種，其中前者適用于分散式、厚度不是很大的大體積混凝土，后者多見于結(jié)構(gòu)長度遠(yuǎn)大于3倍厚度且斜面斜度小于1/3的大體積混凝土；通常在澆筑前要求合理驗(yàn)算澆筑體的溫度、收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，其絕熱溫升和內(nèi)外溫差適宜分別低于45℃和30℃，而降溫速率建議為2.0℃/a，以免過早產(chǎn)生溫度裂縫；而在澆筑時(shí)，一方面要注意盡量縮短層間的間隔時(shí)間，并在前層初凝前完成后一層混凝土澆筑，初凝時(shí)間應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；另一方面則要及時(shí)將殘留于澆筑表面的浮漿、松動(dòng)的石子等清除，使粗骨料均勻露出，結(jié)合表面污物沖洗，使其潤濕且無積水，其中泵送和非泵送情況下的混凝土攤鋪厚度應(yīng)分別小于60㎝和40㎝，但無論選擇何種澆筑方式，均不得隨意留設(shè)施工縫；同時(shí)針對(duì)振搗操作，要遵循快插慢拔的基本原則，并略微進(jìn)行上下抽動(dòng)，以確保振搗密實(shí)；為避免出現(xiàn)冷縫，必須在下層混凝土初凝前完成上層振搗，并將其下插幅度控制在5cm左右；若為正常部位，可加以垂直振搗，并使搗點(diǎn)與模板距離為500mm左右，而邊緣振搗的距離應(yīng)在200mm以下；若為鋼筋密集部位，則建議進(jìn)行斜向振搗，以此確保大體積混凝土上層搗實(shí)，下層密實(shí)。

2.4混凝土后期養(yǎng)護(hù)科學(xué)化

由于大體積混凝土澆筑后處于凝固硬化狀態(tài)，此時(shí)會(huì)具有較快的水化速度，若不加以及時(shí)、科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，則易因收縮變形出現(xiàn)開裂，故在完成每次澆筑操作后，需要根據(jù)實(shí)際情況加以必要的保溫養(yǎng)護(hù)和保濕養(yǎng)護(hù)。此時(shí)需要基于澆筑塊體的降溫速度、內(nèi)外溫差等指標(biāo)的掌握為其設(shè)置覆蓋層等保溫養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)溫度應(yīng)力確定養(yǎng)護(hù)時(shí)間（一般在15d以上），同時(shí)在澆筑后的6-18h內(nèi)采取澆水操作用于保持濕潤，以防其因干縮而出現(xiàn)裂痕[4]；若大體積混凝土表面于澆筑后4-6h內(nèi)產(chǎn)生了塑性裂縫，建議及時(shí)采取二次澆灌層或二次壓光處理，并注意在寒冷時(shí)期，根據(jù)溫控指標(biāo)為模板和混凝土覆蓋厚度合適的草袋鋸末、塑料薄膜等保溫材料，最好因地制宜選擇質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的保溫材料，但嚴(yán)禁在大體積混凝土后期養(yǎng)護(hù)中采取不均勻、強(qiáng)制性的保溫措施。

3、大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及其控制方法

3.1裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按其深度的不同，分為表面裂縫、深層裂縫和貫穿裂縫三種。貫穿裂縫是從混凝土表面裂縫經(jīng)過深層裂縫的發(fā)展最終形成的。它能夠切斷結(jié)構(gòu)的斷面，破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，是最嚴(yán)重的一類裂縫。產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾點(diǎn)：

（1）收縮引起的裂縫?；炷猎谟不倪^程中，會(huì)發(fā)生體積的收縮。當(dāng)混凝土的收縮受到外界的約束時(shí)，混凝土內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)收縮應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫隨即產(chǎn)生。

（2）材料引起的裂縫。該裂縫主要是由于骨料中含泥量較多或水泥安定性不合格引起的，裂縫形式以龜裂為主。

（3）溫度引起的裂縫。這是引起大體積混凝土裂縫的最主要的原因。由于水泥在水化過程中需釋放出一定的熱量，而大體積混凝土斷面較厚，表面系數(shù)相對(duì)較小，所以水泥產(chǎn)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失，而從加大了混凝土的內(nèi)外溫差，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

3.2控制裂縫的方法

（1）嚴(yán)格控制用水量和水泥用量。影響收縮裂縫的因素主要是混凝土中的水和水泥用量。當(dāng)用水量和水泥用量增加時(shí)，混凝土的收縮就越大，產(chǎn)生裂縫的可能性也越大。

（2）合理添加外加劑。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，我國主要選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰為添加料，以達(dá)到降低水化熱的目的。添加粉煤灰后不僅可以降低水化熱，還能提高混凝土的和易性，增強(qiáng)耐久性、抗?jié)B性，減少收縮，提高混凝土的極限抗拉強(qiáng)度等。

（3）及時(shí)進(jìn)行保溫措施。當(dāng)混凝土抹面工序完成后，應(yīng)該立即采取保溫措施。我國常用的做法是在混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜，塑料薄膜上面蓋草袋，草袋上面覆蓋一層塑料彩條布。當(dāng)施工季節(jié)為夏季時(shí)，可以采取蓄水養(yǎng)護(hù)的方法進(jìn)行保溫，也能到達(dá)很好的控制裂縫的效果。

4、結(jié)語

總而言之，大體積混凝土的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能，若在大體積混凝施工過程中不能很好地控制施工技術(shù)，那么就很難保證建筑工程施工質(zhì)量。以上就是筆者對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)的一些淺見，希望能對(duì)大體積混凝土施工起到一些積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鐵夢(mèng).談大體積混凝土施工技術(shù)[J].混凝土，2006年第3期.

[2]江正榮.建筑施工工程師手冊(cè)[M].中國建筑工業(yè)出版社，2002年.