大體積混凝土的配制及應(yīng)用

林燕妮

廈門市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司（361000）

大體積混凝土的配制及應(yīng)用

林燕妮

廈門市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司（361000）

大體積混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中具有十分重要的地位，施工技術(shù)與應(yīng)對措施直接關(guān)系到大體積混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能以及在實際生產(chǎn)生活當(dāng)?shù)馁|(zhì)量安全。本文通過對大體積混凝土配制施工方法進(jìn)行探析，結(jié)合我國大體積混凝土施工案例，分析了大體積混凝土施工的技術(shù)要求和難點。

大體積混凝土；溫度應(yīng)力；配制；裂縫控制

1 大體積混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題

隨著建筑施工技術(shù)快速發(fā)展，混凝土體積也相應(yīng)地由過去的幾百立方米逐漸增大到幾萬立方米。因此，施工技術(shù)的發(fā)展對大體積混凝土配制也提出了更高的技術(shù)要求。在我國現(xiàn)代建筑中時常見到的高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等一些大體積混凝土施工，建筑物基礎(chǔ)呈現(xiàn)出體積大的發(fā)展趨勢。建筑物基礎(chǔ)具有體積大、水泥水化熱釋放比較集中、內(nèi)部溫升比較快等特點，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差過大時就會產(chǎn)生溫度裂縫，嚴(yán)重影響建筑物的結(jié)構(gòu)安全。

針對大體積混凝土在工程實踐應(yīng)用中發(fā)生的滲漏、開裂等質(zhì)量缺陷給工程維護(hù)使用帶來的諸多安全隱患，本文結(jié)合具體工程項目實際，將溫度控制和裂縫控制技術(shù)應(yīng)用在大體積混凝土的原材料選用與配制、混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)等不同施工過程，目的是通過溫度控制目標(biāo)設(shè)計，有效降低膠凝材料水化熱，降低混凝土出機(jī)口溫度、入模溫度，降低混凝土表面和內(nèi)部最大拉應(yīng)力，從而解決大體積混凝土開裂和滲漏等缺陷難于控制的施工技術(shù)難題，為大體積混凝土的施工應(yīng)用提供參考。

2 大體積混凝土的配制及須注意事項

大體積混凝土的配制優(yōu)化是混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是確保混凝土施工質(zhì)量的重要因素，因此，對于大體積建筑物的混凝土施工、混凝土的前期配制過程必須引起高度重視，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕きh(huán)境和具體氣候條件來制定相應(yīng)的混凝土原料配方。結(jié)合混凝土的強(qiáng)度和耐久度考慮控制大體積混凝土裂縫要從溫控方面出發(fā)。在溫差控制方面最好的選擇就是加入延緩型的外加劑，這樣不但可以有效控制大體積混凝土溫差，而且可以延長混凝土的使用期限。在大體積混凝土具體配制過程中，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加入一些煤灰，這樣做可以適度延緩水泥遇水之后釋放出來的巨大熱能，從而保證混凝土溫差。在特定條件下還可以減少水泥用量，從而加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。除此之外，粗骨料也是保證混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。在保證混凝土強(qiáng)度的情況下，適度降低混凝土中的空氣飽含量，盡可能減少粗骨料的砂含量，可以增加混凝土強(qiáng)度。

本文主要從大體積混凝土的配制、澆筑、振搗與溫度控制方面的實踐案例對大體積混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行了分析和總結(jié)（見表1）。

在實際的施工配比和原材料質(zhì)量控制時應(yīng)與混凝土攪拌站進(jìn)行密切溝通和聯(lián)系，明確混凝土的規(guī)格、等級、品種、摻量、摻合料的類型及外加劑的要求，明確混凝土強(qiáng)度的測試、和易性測試、出機(jī)口溫度測試、抗?jié)B性能的測試等。因此，對于大體積混凝土的配制，應(yīng)該充分考慮溫控指標(biāo)，有效引入摻合料，降低水化熱，引入膨脹劑，減少混凝土收縮徐變,這些措施對大體積混凝土溫度控制都十分有利。

3 大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用

對于大體積混凝土施工，前期的配制優(yōu)化十分重要，但后期的施工更加重要?；A(chǔ)混凝土之中預(yù)先埋設(shè)冷水管，這是決定基礎(chǔ)混凝土硬度的關(guān)鍵。在大體積混凝土施工前期，基礎(chǔ)混凝土的澆筑可采用分層分段澆筑方法，盡可能縮短兩層混凝土之間的澆筑時間。要保證每一層混凝土之中溫度差異相同或近似，不能出現(xiàn)一高一低的狀況,從而影響到基礎(chǔ)混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量。當(dāng)混凝土施工完成后，由于溫差導(dǎo)致混凝土收縮造成裂縫。所以在混凝土攪拌施工時，一定要控制好混凝土內(nèi)外溫差。在澆筑時，混凝土應(yīng)該符合國家建筑行業(yè)相關(guān)施工配制標(biāo)準(zhǔn)，盡可能將粗骨料均勻分布在混凝土澆筑地基表面。將上層混凝土濕潤后進(jìn)行下一層施工時，要注意將上層積水清理干凈,做好兩層混凝土之間的接漿合縫工作，避免出現(xiàn)水平工縫之外的其他縫隙。在澆筑混凝土?xí)r應(yīng)當(dāng)注意混凝土表面的滲水，要及時將混凝土滲出的多余水分處理干凈，防止水分對混凝土凝結(jié)的破壞?；炷潦┕ね瓿珊?，對于混凝土的溫度保護(hù)也十分重要，這關(guān)系到混凝土最后的成型和質(zhì)量。在部分大體積混凝土施工完成之后，因為氣溫原因或者混凝土層之中存在空氣，會出現(xiàn)塑性裂縫或者收縮裂縫,應(yīng)及時進(jìn)行填補(bǔ)處理。

表1 某水利工程中大體積混凝土材料的配制

3.1 優(yōu)選混凝土各種原材料

1）水泥的選擇

理論研究表明，大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因就是水泥在水化過程中釋放了大量熱能。因此在大體積混凝土施工中應(yīng)盡量使用低熱或者中熱的火山灰水泥或礦渣硅酸鹽水泥，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫差，從而提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。

2）骨料的選擇

在選擇粗骨料時，可根據(jù)施工條件，盡量選用那些粒徑較大、級配良好、質(zhì)量優(yōu)良的石子，以便減少用水量和水泥用量，還可以減小混凝土沁水和收縮現(xiàn)象。

3）摻加外加劑和外加料

摻加適量粉煤灰可減少水泥用量，達(dá)到降低水化熱的目的，但摻量不能大于30%。

3.2 設(shè)計優(yōu)化措施

精心設(shè)計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性能的前提下，應(yīng)盡可能降低混凝土的單位用水量，采用一高(高粉煤灰摻量)、二摻(摻高性能引氣劑和高效減水劑)和三低(低坍落度、低砂率、低水膠比)的設(shè)計原則，生產(chǎn)出高強(qiáng)、高韌、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土[2]。

應(yīng)采用小直徑、小間距的增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。

在應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施，避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中。

在設(shè)計時，要注意水平工縫的預(yù)留不能影響大體積建筑物的使用功能和安全系數(shù)，否則有可能造成大體積建筑物安全隱患。在大體積混凝土工程施工之前，還要對工程質(zhì)量，諸如溫度應(yīng)力、混凝土筑塊溫度等影響大體積混凝土施工的重要因素進(jìn)行細(xì)致評估。在確定施工所用混凝土的內(nèi)外溫差、最高溫度等控制指標(biāo)之后，制定相應(yīng)的施工監(jiān)控措施和溫控保溫措施，防止施工過程中混凝土出現(xiàn)裂縫或凝固不完狀況，以此來保證工程施工質(zhì)量和施工安全。

案例表明，在優(yōu)化配合比設(shè)計，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，做好溫度監(jiān)測工作及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取積極有效的技術(shù)措施，堅持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理原則就可以防控大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發(fā)生。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大體積建筑物在國內(nèi)的市場越來越廣闊，但是大體積混凝土的配制以及具體施工技術(shù)卻是由傳統(tǒng)普通建筑物混凝土施工技術(shù)不斷發(fā)展而來，所以在大體積混凝土施工時不可避免地存在一些的技術(shù)紕漏，導(dǎo)致施工效率低、浪費資源等不良狀況。在大體積混凝土配制中，存在大量滲漏、開裂等施工技術(shù)問題。將溫控指標(biāo)引入混凝土的配制、運(yùn)輸、澆筑、振搗與養(yǎng)護(hù)過程，對于防止大體積混凝土因溫度變化而產(chǎn)生的裂縫是十分有利的，而且對于大體積混凝土的設(shè)計、生產(chǎn)、施工、養(yǎng)護(hù)等也具有現(xiàn)實參考意義。因此，要改進(jìn)目前大體積混凝土配制施工技術(shù)，就需要充分了解當(dāng)前的施工技術(shù),不斷在具體的施工實踐中逐步改進(jìn)提高。

[1]王軍強(qiáng).大體積混凝土配比設(shè)計與裂縫控制技術(shù)[J].四川建筑科學(xué)研究,2015,01(03)：91-94.

[2]武世地,張紅亞.大體積混凝土溫度裂縫控制的工程應(yīng)用研究[J].安徽建筑大學(xué)學(xué)報,2015,01(02)：17-20.