概論建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術(shù)

劉靜

摘 要：近年來，在重大工程項目和高層建筑施工中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑技術(shù)以其諸多優(yōu)點在各類建筑工程項目中得到廣泛應(yīng)用。本文對大體積混凝土施工中的主要技術(shù)難點進行了簡要的闡述，提出了混凝土配合比設(shè)計、測溫養(yǎng)護的一些可供借鑒的方法。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土施工 建筑施工 澆筑技術(shù)

引 言

建筑施工中大體積混凝土的澆筑問題是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土，出現(xiàn)再大的均勻收縮，也不會在內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土處在地基等約束條件下時，內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過當(dāng)時混凝土的抗拉強度時，混凝土就會開裂。

一、大體積混凝土表面裂紋的具體原因

混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%，在混凝土澆筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸發(fā)將使混凝上體積縮小?；炷粮煽s率大致在（2- 10）x10- 4 范圍內(nèi)，這種干縮是由表及里的一個相當(dāng)長的過程，大約需要4 個月才能基本穩(wěn)定下來。干縮在一定條件下又是個可逆過程，產(chǎn)生干縮后的混凝土再處于水飽和狀態(tài)，混凝土還可有一定的膨脹回復(fù)。

值得注意的是早期潮濕養(yǎng)護對混凝土的后期收縮并無明顯影響，大體積混凝土的保濕養(yǎng)護只是為了推遲干縮的發(fā)生，有利于表層混凝土強度的增長，以及發(fā)揮微膨脹劑的補償收縮作用。大體積混凝土澆筑凝結(jié)后，溫度迅速上升，通常經(jīng)3d～5d 達到峰值，然后開始緩慢降溫。溫度變化產(chǎn)生體積脹縮，線脹縮值符合△L=Lo. a.△T的規(guī)律，這里線脹縮值數(shù)取1x10- 5 （1/℃）。因為混凝土的特點是抗壓強度高而抗拉強度低，而且混凝土彈性模量較低，所以升溫時體積膨脹一般不會對混凝土產(chǎn)生有害影響。但在降溫時其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時，處于約束條件下的混凝土常常會產(chǎn)生裂縫，起初的細(xì)微裂縫會引起應(yīng)力集中，裂縫可逐漸加寬加長，最終破壞混凝上的結(jié)構(gòu)性、抗?jié)B性和耐久性。

二、建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術(shù)研究

通過對以上混凝土澆筑應(yīng)注意的問題進行分析后，下文將對建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術(shù)進行詳細(xì)研究。筆者結(jié)合工作經(jīng)驗，認(rèn)為其澆筑技術(shù)需從以下三個方面入手：一是混凝土的材料選擇;二是混凝土澆筑方式選擇;三是混凝土配合比控制;四是混凝土溫控和養(yǎng)護。

1.在嚴(yán)格遵循設(shè)計要求與規(guī)范的前提下，合理選擇材料。首先，選用低熱或中熱水泥能有效控制混凝土溫升，進而實現(xiàn)對混凝土溫度應(yīng)力的優(yōu)化控制。如選用強度等級合適的礦清硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥，就能很好得降低水化熱，有效控制大體積混凝土溫升。其次，可在混凝土中摻入粉煤灰。只要摻入量合適，大約為水泥因素的30%-50%，就能通過利用粉煤灰的滾球效應(yīng)，起到改善混凝土流動性及粘聚性的效果，這也大大降低了水化熱。而在混凝土中摻入粉煤灰的另一個好處是能夠起到節(jié)約水泥，降低生產(chǎn)成本的作用。第三，摻入抗裂防滲優(yōu)質(zhì)增強劑。這可以有效地降低混凝土水灰比，減少收縮，改善孔結(jié)構(gòu)，提高早起抗拉強度，進而提高混凝土的抗裂防滲性。第四，對混凝土后期強度進行充分利用。筆者在工程實踐中發(fā)現(xiàn)，混凝土摻入優(yōu)質(zhì)粉煤灰后能獲得較高的后期強度，在適量摻入范圍內(nèi)能獲得較高的強度增長，因此在大體積混凝土工程中使用較高齡期粉煤灰摻入強度較好，這樣一來不但可以節(jié)約單位立方米混凝土上的水泥用量，還可以進一步降低混凝土溫度。

2.選用合適的混凝土澆筑方式。在建筑施工中為了減少大體積混凝土表面熱散發(fā)，通常選用磚?；蚰灸?。若要采用鋼模，需考慮到它散發(fā)熱量較快，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫差變大的特點，還必須要采取額外的保溫措施。大體積混凝土澆筑方案可在遵循整體性設(shè)計要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)混凝土供應(yīng)，鋼筋疏密，結(jié)構(gòu)大小等具體情況具體分析，采取斜面分層，分層分段等方式進行，保證混凝土厚度均勻上升。在混凝土澆筑時，要保證在澆筑好上一層之后下一層才初凝完畢，這樣就能夠避免在上澆筑層和下澆筑層之間產(chǎn)生施工縫，需采用二次振搗法，保證良好的接搓，從而提高密實度，分層厚度推薦為20-30cm。需安排專人進行混凝土振搗，且最好在振搗前進行相關(guān)培訓(xùn)，并安排專人監(jiān)督，防止振搗不實或漏振，最大程度保證振搗質(zhì)量。大體積混凝土澆筑過程中宜在正常振搗環(huán)節(jié)外，在混凝土初凝前進行二次振搗，可強化混凝土密實性，排除鋼筋下的空氣以及大粒脛骨料，消除干縮裂縫。

3.對混凝土配合比進行良好控制?；炷僚浜媳瓤茖W(xué)與否對于大體積混凝土的質(zhì)量起著決定性的作用。要做到這一點需采取以下措施：對用水量和水泥用量需進行嚴(yán)格把關(guān)，保證含泥量符合規(guī)范要求，骨料級配適當(dāng)，制定專題方案支設(shè)和拆除模板，在混凝土澆筑時必須防止定位筋，鋼筋，模板等的變形和移動。由于大體積混凝土通常是采用泵送澆筑，因此配合比設(shè)計需從兩方面進行考慮——降低單位水泥量及泵送要求。水泥用量不能過多，每平方米用量在300kg-320kg之間最為理想，不超過450kg。砂率應(yīng)嚴(yán)格控制在45%-55%上下，采用級配良好的石子。通過采取這些措施，就能保證大幅降低水化熱，確保黃泥塘具有良好和易性，降低水泥和水的用量。

4.做好溫控和養(yǎng)護數(shù)據(jù)收集工作。大體積混凝土養(yǎng)護主要是保持適當(dāng)?shù)臐穸群蜏囟葪l件，合理的保溫措施能有效減少混凝土表面熱擴散，降低溫差，防止出現(xiàn)表面裂縫。而若想取得良好的保溫效果，測溫方法正確與否更是至關(guān)重要，測溫工作是在養(yǎng)護階段完成的，混凝土澆筑完畢后就進入養(yǎng)護階段。大體積混凝土的測溫可分為人工方法和計算機方法。人工方法主要是埋設(shè)鋼管的人工測溫，而計算機方法主要是由計算機自動記錄電阻傳感器測溫。這兩種方法在實際建筑施工應(yīng)用中并不沖突，可采用其中任一種，也可以同時采用，應(yīng)該根據(jù)實際工程需要做出決定。具體做法是：在混凝土表面設(shè)三個測溫點，使用編號明確每組測溫點，并安排專人負(fù)責(zé)記錄，保證記錄的準(zhǔn)確性。具體測溫次數(shù)應(yīng)該根據(jù)氣溫及混凝土溫度變化情況確定，掌握了大體積混凝土溫差變化，便于采取多種措施。

結(jié)束語

大體積混凝土施工，一次澆筑量大，厚度大，強度等級高，在夏季炎熱天氣施工，技術(shù)難度大。混凝土澆筑后，經(jīng)過3 個星期保溫保濕養(yǎng)護，效果理想。要施工好超厚、高強度等級的大體積混凝土，關(guān)鍵要有一個先進的混凝土配合比，有一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織設(shè)計，有一套科學(xué)的養(yǎng)護工藝，有一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。配制大體積混凝土，關(guān)鍵在于水化熱要低，大摻量I 級粉煤灰和低用量的礦渣32.5 MPa 水泥相結(jié)合是該工程成功的關(guān)鍵之一。它有效地降低了水化熱，提高了可泵性，從而提高了表層混凝土的強度。在大體積混凝土的濕熱養(yǎng)護條件下，混凝土早期強度發(fā)展得很好，有效地防止了混凝土裂縫的出現(xiàn)。微膨脹劑確實起到了補償收縮作用。根據(jù)計算，自降溫開始，混凝土表層就應(yīng)該出現(xiàn)拉應(yīng)力。可是在實測中，始終未測到拉應(yīng)力。除混凝土松弛，養(yǎng)護階段沒發(fā)生干縮外，微膨脹劑功不可沒。大體積混凝土施工，養(yǎng)護和澆筑同樣重要。保濕是前提，控制降溫速度是關(guān)鍵，監(jiān)測是根據(jù)。