大體積混凝土澆筑施工要點(diǎn)探析

李保

【摘 要】混凝土是建筑工程中不可或缺的材料之一，它主要是由砂石、骨料、水泥和水等物質(zhì)按照一定的比例混合攪拌而成，而大體積混凝土若是從字面上理解，就是體積較大的混凝土構(gòu)件，但這種解釋顯然是不準(zhǔn)確和片面的。大體積混凝土不僅結(jié)構(gòu)厚度大，而且混凝土的使用量也大，尤其對施工的要求十分高，在施工過程中必須嚴(yán)格控制溫度，以防裂縫的出現(xiàn)。本文筆者就建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行探討，就其在工程中的實(shí)際應(yīng)用來對其施工技術(shù)進(jìn)行具體地闡述。

【關(guān)鍵詞】大體積；混凝土；澆筑

一、大體積混凝土及特點(diǎn)

對于大體積混凝土的定義，各國均有不同的界定，如日本的JASS5中對大體積混凝土的定義為：結(jié)構(gòu)斷面最小厚度為0.8m以上，水化熱引起混凝土內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之間的差超過25攝氏度的混凝土，即大體積混凝土；美國ACI則將大體積混凝土定義為：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體的最小尺寸大于等于1m的體量較大的混凝土，或是有可能因?yàn)榛炷林性牧纤療嵋饻囟茸兓褪湛s造成有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。

大體積混凝土最為典型的特點(diǎn)是水泥使用量較大、斷面多、結(jié)構(gòu)表面容易產(chǎn)生裂縫等。由于水泥水化后會釋放出大量的水化熱，從而會使混凝土產(chǎn)生出較大的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，當(dāng)這部分應(yīng)力超出混凝土承受極限時(shí)，便會造成混凝土表面開裂，隨著裂縫的出現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水抗?jié)B性必然會受到嚴(yán)重影響。所以，在大體積混凝土施工時(shí)，必須采取有效地措施防止裂縫的產(chǎn)生。

二、大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因分析

因?yàn)闇夭钤斐纱篌w積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要有以下兩方面的因素，一類是出于混凝土內(nèi)部的原因，土質(zhì)內(nèi)外溫差大造成裂縫的出現(xiàn)，二類是由于其外部因素，因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)的限制，混凝土的收縮也會受到一定限制，混凝土的抗壓能力雖然強(qiáng)，但是其受拉力卻很小，若溫度太高超過受壓力的承受范圍，裂縫就會出現(xiàn)。裂縫的寬度在一定程度上是允許存在的，因?yàn)樗鼘Ψ课萁Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不會造成很大影響，但是耐久性會受到影響，所以還是要對其加強(qiáng)管理與重視。造成裂縫出現(xiàn)的主要原因如下：

（一）水泥水化熱

水泥遇水會產(chǎn)生化合反應(yīng)，化合反應(yīng)的過程中會釋放熱量，但是由于結(jié)構(gòu)斷面的強(qiáng)度大，熱氣積在內(nèi)部不易揮發(fā)，隨著時(shí)間的推移，內(nèi)部溫度不斷堆積，內(nèi)外溫差不斷增加。在一定單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)為水化作用釋放的熱量與水泥品種關(guān)系大，澆筑完成后的三到五天是混凝土內(nèi)部溫度最高的時(shí)間段，隨后凝結(jié)聚集在表層的熱量才能慢慢的散發(fā)。

（二）混凝土的收縮變化

在混凝土的施工過程中，水泥硬化大約要20%的水分，剩余的水會隨著熱量的釋放而蒸發(fā)，剩余水分的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮。混凝土的收縮情況直接影響到混凝土的質(zhì)量。然而水泥的種類、調(diào)配的比例、減水劑和摻合料的種類以及施工方法的選擇都會對混凝土的收縮好壞造成影響。

（三）外界環(huán)境的氣溫變化

在大體積混凝土的施工過程中，外界溫度對澆筑溫度的影響也是巨大的。若氣溫下降，混凝土內(nèi)外的溫度差就會加劇，則會對大體積混凝土產(chǎn)生不良影響。溫差會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接影響，所以要做好溫度的控制工作，預(yù)防溫度差過大造成裂縫。

三、建筑工程大體積混凝土澆筑施工技術(shù)

（一）施工前的準(zhǔn)備

在建筑工程大體積混凝土澆筑施工之前，應(yīng)該做好施工前的所有準(zhǔn)備，主要包括：施工所需的器具、材料以及技術(shù)準(zhǔn)備。

1.澆筑施工的器具主要有：平鍬、混凝土地泵插入式振搗器、塔吊、尖鍬、耙子、平板振搗器、白線、配電箱、鋁合金刮尺、掃把以及水泵等。

2.材料的準(zhǔn)備：第一，使用中水化熱或者低水化熱的水泥品種來進(jìn)行混凝土的配置，比如粉煤灰水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或者礦渣硅酸鹽水泥等，同時(shí)水泥不應(yīng)出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，滿足工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，且有質(zhì)量保證書和復(fù)驗(yàn)單。第二，在體積混凝土中，骨料所占的比例通常是混凝土絕對體積的80%～83%，因此在選用骨料時(shí)，應(yīng)該選擇表面沒有弱包裹層、巖石彈模較低、級配良好以及線膨脹系數(shù)較小的骨料。所選用的砂子應(yīng)該為中砂，其石子應(yīng)該為大粒徑的碎石或者卵石，砂子的含泥量不能大于 3%，石子的含泥量不能大于1%。此外，在混凝土配合比中可以用適量的粉煤灰來代替水泥，粉煤灰含堿量和含硫量較小，燒失量較小，其需水量也較小，不僅可以有效地改善混凝土和易性便于施工的操作，同時(shí)在一定程度上還能使混凝土的水化熱下降，其摻量通常在15%～20%左右。第三，所采用的水質(zhì)應(yīng)該是不含有害物質(zhì)的純凈水。

3.技術(shù)準(zhǔn)備：第一，在進(jìn)行混凝土澆筑之前，應(yīng)該事先和混凝土供應(yīng)單位辦理相應(yīng)的預(yù)拌混凝土委托單以及相關(guān)的澆灌申請，其中委托單內(nèi)容應(yīng)該包括以下幾點(diǎn)：混凝土的強(qiáng)度等級、坍落度、方量、澆筑時(shí)間以及混凝土的初凝和終凝時(shí)間等。第二，在混凝土澆筑之前，應(yīng)該對所有的機(jī)具進(jìn)行檢查，同時(shí)還要配備相應(yīng)的專職技工，便于隨時(shí)進(jìn)行檢修。第三，在進(jìn)行混凝土澆筑過程中，應(yīng)該確保水、照明以及電的正常運(yùn)行，在施工現(xiàn)場中準(zhǔn)備相應(yīng)的人工振搗和攪拌工具，避免在施工過程中由于臨時(shí)停電停水，產(chǎn)生意外施工縫。

（二）混凝土配合比的設(shè)計(jì)和優(yōu)化

在大體積混凝土澆筑施工過程中，其關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)就是混凝土的配合比，混凝土的配合比不僅要滿足工程設(shè)計(jì)的強(qiáng)度，同時(shí)在一定程度上還能降低其水化熱，促使混凝土具有良好的可泵性和和易性，減少對水泥和水的用量。大體積混凝土的配置，關(guān)鍵在于降低水化熱，這就要求在設(shè)計(jì)配合比的時(shí)候盡量選擇水化熱較低的礦渣水泥，且添加適量的粉煤灰。在混凝土中添加適當(dāng)?shù)姆勖夯也粌H可以增強(qiáng)混凝土的可泵性，同時(shí)還能節(jié)約水泥，達(dá)到提高表層混凝土強(qiáng)度的目的。

（三）建筑工程大體積混凝土澆筑。

在進(jìn)行大體積混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照整體連續(xù)不間斷的要求，并充分結(jié)合結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋疏密程度以及混凝土供應(yīng)情況等條件進(jìn)行；基礎(chǔ)底板厚度超過1.3m時(shí)，應(yīng)采用分層法進(jìn)行澆筑，分層厚度應(yīng)控制在0.6-1.0m為宜，而大塊底板應(yīng)在平面上將其分為若干個(gè)小塊進(jìn)行施工，這樣有利于減少溫度和收縮應(yīng)力，從而降低裂縫的產(chǎn)生幾率；為了進(jìn)一步減少混凝土底板的內(nèi)外約束，可在澆筑前在基層上設(shè)置滑移層；進(jìn)行分層澆筑時(shí)，上層鋼筋的綁扎應(yīng)當(dāng)在下層混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后進(jìn)行，同時(shí)為了提高分層澆筑各層之間的結(jié)合度，應(yīng)在下層混凝土表面上設(shè)置鍵槽；分層澆筑的間隔時(shí)間應(yīng)為3-5d，并盡可能大于5d；若是夏季天氣較為炎熱時(shí)進(jìn)行施工，應(yīng)采取有效措施降低混凝土內(nèi)部溫度，如在拌合水中摻入冰塊或是摻入適量的粉煤灰等等；為避免混凝土離析，當(dāng)自由傾落高度大于2m時(shí)，應(yīng)設(shè)置串筒，其與漏斗之間的間距不得大于3m；應(yīng)采用振動(dòng)棒對混凝土進(jìn)行振搗，操作時(shí)應(yīng)快插慢拔，每個(gè)點(diǎn)位的振搗時(shí)間不應(yīng)低于30s，分層建筑時(shí)，振搗棒應(yīng)插入下層5cm左右，這樣能夠消除層間接縫。

（四）大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)方法主要有兩種，即保溫法和保濕法。保溫法主要是為了使混凝土表面的溫度不會過快地散失，降低混凝土表面溫度的梯度，避免其表面出現(xiàn)裂縫，從而使混凝土的抗拉強(qiáng)度比混凝土平均總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力大，避免出現(xiàn)貫穿裂縫。保濕法的主要目的是使混凝土強(qiáng)度保持在潮濕的環(huán)境下，從而避免混凝土的表面脫水而出現(xiàn)干縮裂縫，便于水泥水化的順利進(jìn)行，增強(qiáng)混凝土抗拉伸的強(qiáng)度。此外，為了使混凝土具有適應(yīng)的硬化條件，避免在混凝土澆筑早期因干縮發(fā)生裂縫現(xiàn)象，應(yīng)該在澆筑混凝土結(jié)束后的12h內(nèi)進(jìn)行覆蓋澆水。

四、結(jié)語

綜上所述，隨著我國大型建筑群的不斷增加，大體積混凝土施工也越來越多地應(yīng)用在眾多實(shí)際工程建設(shè)中，對防止大體積混凝土溫度裂縫的研究也在不斷深入。

【參考文獻(xiàn)】

[1]司國志.大體積混凝土澆筑施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2011（14）.