大體積混凝土施工技術(shù)研究

董秋孌

【摘要】當(dāng)前，隨著城市化進程的加快，在工業(yè)與民用建筑中，建筑物的高度越來越高，規(guī)模越來越大，大體積混凝土的應(yīng)用越來越普遍。大體積混凝土由于截面大、水泥用量大、內(nèi)外溫差大、溫度收縮應(yīng)力很容易導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫，如何在施工過程中采取有效措施，防止有害裂縫顯得尤為重要，本文就影響大體積混凝土施工質(zhì)量的因素進行了分析，并提出了質(zhì)量控制措施。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土材料施工養(yǎng)護措施

1、前言

1.1 研究背景

大體積混凝土是指厚度大于或等于1m，且施工過程中必須采用的一定的技術(shù)來處理水化熱引起的內(nèi)外溫差以及體積變形等問題，并防止溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫加劇的一種混凝土結(jié)構(gòu)。由于其具有結(jié)構(gòu)體積大、水泥水化熱大且內(nèi)部受力較為復(fù)雜等一系列特點，故在施工中很易出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫。因此，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是建筑工程長期困擾的一個技術(shù)難題。

1.2 研究目的和意義

大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚大、澆筑量大，工程條件復(fù)雜的特點，除了必須具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性以外，還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)物的整體性和耐久性要求。大體積混凝土的施工較小體積混凝土施工技術(shù)復(fù)雜程度大大增強，如不加以重視，必將影響工程結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性能。因此，如何切實有效的解決好大體積混凝土施工問題，做好必要的施工技術(shù)及質(zhì)量控制工作，是業(yè)內(nèi)人士應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重要課題

2、裂縫種類及成因

2.1 裂縫種類

一種是微觀裂縫；另一種是宏觀裂縫。微觀裂縫是混凝土本身就有的，它的寬度僅2～5pm，微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)則、不貫通的，并且肉眼看不見。寬度不小于0.05mm的裂縫稱為宏觀裂縫，宏觀裂縫是由微觀裂縫擴展而來的。

2.1 裂縫成因

混凝土的宏觀裂縫一般可分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三類。混凝土表面裂縫一般是在干縮變形和混凝土自身溫度場變化的內(nèi)部約束或由于氣溫驟降而引起的。深層裂縫是出現(xiàn)在脫離基礎(chǔ)約束范圍以外的表面裂縫，在經(jīng)歷一個較長降溫的過程以后，如果內(nèi)部溫度較高，在混凝土塊內(nèi)部將形成一個溫度梯度比較陡的復(fù)雜溫度場，從而使裂縫向縱深發(fā)展，形成深層裂縫。基礎(chǔ)貫穿裂縫是切斷混凝土結(jié)構(gòu)的大裂縫?；A(chǔ)貫穿裂縫是混凝土變形受外界約束而發(fā)生的，它的整個斷面均受拉應(yīng)力，只要產(chǎn)生裂縫，就會形成貫穿裂縫。

微裂縫是所有混凝土結(jié)構(gòu)都具有的，它的存在是正常的現(xiàn)象，本文不另加研究。

3、大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原理

3.1 水泥水化熱

水泥水化過程中要放出一定的熱量。而大體積混凝土結(jié)構(gòu)物一般斷面較厚，水泥放出的熱量聚集在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部不易散發(fā)。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大，引發(fā)裂縫。

3.2 外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段，外界氣溫的變化影響是顯而易見的，因為外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；而外界溫度下降，又增加混凝土的降溫幅度，這對大體積混凝土是極為不利的?；炷羶?nèi)部的溫度是水化熟的絕熱溫度，澆注溫度和結(jié)構(gòu)物的散熱降溫等各種溫度疊加，而溫度應(yīng)力則是由溫差引起的溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。

3.3 混凝土的收縮變形

混凝土的塑性收縮一般發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4～5小時左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級很大，可達1%左右。

4、大體積混凝土溫度裂縫控制

由以上分析，大體積混凝土裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下

4.1 選用中低熱的水泥品種

混凝土升溫的熱源是水泥水化熱，在施工中應(yīng)選用早期水化熱較低的水泥以及在保證強度等級的條件下盡量降低單位水泥用量。

4.2 摻加外加劑

1.減水劑：摻加減水劑后，不僅能降低水灰比，而且能使混凝土拌合物中的水泥更為分散，從而使硬化后的空隙率及孔隙分布情況得到進一步改善。

2.膨脹劑：在混凝土中摻入膨脹劑，混凝土在硬化過程中產(chǎn)生體積膨脹，這部分膨脹可以部分或全部補償硬化過程中冷縮和干縮，減少或避免混凝土的開裂。

3.粉煤灰：把粉煤灰摻入混凝土中，就制成粉煤灰混凝土因為這種混凝土能夠節(jié)約礦物資源和能源，減少環(huán)境污染，改善混凝土性能，因此它是一種經(jīng)濟的改性混凝土。在混凝土中摻入粉煤灰可以提高混凝土的密實性。齡期越長，反應(yīng)越完全，混凝土越密實，混凝土的強度也越高。

4.3 粗細骨料選擇

盡量擴大粗骨料的粒徑，因為粗骨料粒徑越大，級配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對防止裂縫的產(chǎn)生有利。細骨料宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少。

5、結(jié)束語

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的，在大體積混凝土施工中，合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，采用科學(xué)的施工方法，加強大體積混凝土養(yǎng)護，加強溫度控制措施，就可以降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能，保證工程質(zhì)量。

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