基于土木工程大體積混凝土施工技術(shù)的研究

于侃　靳云

摘要：建筑業(yè)發(fā)展過(guò)程中，隨著建設(shè)項(xiàng)目規(guī)模、技術(shù)、功能等多層次要求的提升，大體積混凝土施工技術(shù)逐步受到關(guān)注和重視。保證施工技術(shù)的專業(yè)性和適用性，從各個(gè)細(xì)節(jié)層面進(jìn)行全面保障，是保證建設(shè)項(xiàng)目質(zhì)量的重要舉措。文章對(duì)土木工程大體積混凝土施工技術(shù)進(jìn)行研究探討。

Abstract： During the development of the construction industry， with the enhancement of the multi-level requirements of construction project scale， technology， function， etc.， the construction technology of mass concrete has gradually attracted attention. To ensure the professionalism and applicability of construction technology and the comprehensive guarantee from all levels of detail is an important measure to ensure the quality of construction projects. This article studies and discusses the construction technology of mass concrete in civil engineering.

關(guān)鍵詞：土木工程;混凝土;施工技術(shù);應(yīng)用;控制措施

Key words： civil engineering;concrete;construction technology;application;control measures

中圖分類號(hào)：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）12-0107-02

0? 引言

工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用是較為廣泛的，不僅滿足了建筑業(yè)發(fā)展的需求，也是建筑業(yè)發(fā)展的技術(shù)支持和質(zhì)量保證。但是在實(shí)踐過(guò)程中，大體積混凝土施工技術(shù)依然會(huì)出現(xiàn)裂縫等問(wèn)題，對(duì)工程外觀、工程質(zhì)量、工程建設(shè)進(jìn)度等等都有一定程度的影響。因此有必要對(duì)土木工大體積混凝土施工技術(shù)產(chǎn)生裂縫原因進(jìn)行研究，同時(shí)優(yōu)化施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)土木工程質(zhì)量保障。

1? 大體積混凝土概念及特點(diǎn)

1.1 大體積混凝土概念? 大體積混凝土（Concretein Mass），在現(xiàn)行的施工標(biāo)準(zhǔn)[1]中規(guī)定，混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土。

1.2 大體積混凝土的特點(diǎn)? 目前，大體積混凝土施工已經(jīng)應(yīng)用于建筑業(yè)各個(gè)領(lǐng)域，大體積混凝土在工程施工過(guò)程中的應(yīng)用過(guò)程中，除了體積大、水泥水化熱較大等特點(diǎn)外，還具備結(jié)構(gòu)厚實(shí)、工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)。在大體積混凝土應(yīng)用過(guò)程中，需要考慮到水泥水化熱、體積變形、開(kāi)裂等問(wèn)題，增強(qiáng)大體積混凝土施工技術(shù)的可控性，以保證施工質(zhì)量安全穩(wěn)定。

2? 大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 水泥水化熱? 水泥水化過(guò)程，是一個(gè)放熱的過(guò)程。在施工過(guò)程中，對(duì)于大體積混凝土施工最小斷面、平面尺寸、內(nèi)外溫度都有一定的規(guī)定。由于體積較大，表面系數(shù)偏小，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，水泥水化過(guò)程易出現(xiàn)熱集中釋放的情況，大體積混凝土內(nèi)部升溫速度快，當(dāng)存在較大內(nèi)外溫差時(shí)，如果沒(méi)有提前進(jìn)行溫度控制或控制措施不當(dāng)，造成溫度應(yīng)力過(guò)高，混凝土拉力無(wú)法承受時(shí)則容易產(chǎn)生裂縫，這對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)、工程質(zhì)量安全都有著直接的影響。在單位時(shí)間內(nèi)，混凝土釋放的水泥水化熱主要與水泥材料、用量以及齡期有關(guān)，一般在混凝土澆筑厚的第三至第五天其內(nèi)部溫度將達(dá)到最高。

2.2 外部氣溫變化? 由于水泥水化過(guò)程放熱，因此對(duì)于混凝土的溫度控制是非常重要的，施工過(guò)程中大體積混凝土內(nèi)部水化過(guò)程延續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，如果外部氣溫過(guò)低或短時(shí)間內(nèi)降低，都可能增加大體積混凝土的內(nèi)外溫差，溫度應(yīng)力不斷增加，進(jìn)而造成混凝土裂縫的出現(xiàn)。溫差的存在會(huì)引發(fā)溫度應(yīng)力的作用，溫度應(yīng)力的大小與溫差成正相關(guān)。如果外部氣溫較高，會(huì)造成大體積混凝土更難散熱，其內(nèi)部最高溫度可能會(huì)達(dá)到60℃左右，因此外部氣溫變化也是大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的重要影響因素。

2.3 混凝土的收縮? 混凝土的組成是水和水泥，其中水泥硬化所需的水分僅占全部水分的20%，而內(nèi)部剩余水分的蒸發(fā)過(guò)程就是混凝土收縮的過(guò)程。混凝土具有較好的吸水能力，收縮后如果再次處于水飽和狀態(tài)則依然可以進(jìn)行恢復(fù)性膨脹。因此混凝土?xí)捎诟蓾袂闆r的不同進(jìn)行體積的變化，這對(duì)于混凝土質(zhì)量穩(wěn)定是不利的。在先進(jìn)研究情況下，混凝土收縮情況的主要影響因素包括：水泥品種、配合比、外加劑、摻合料以及養(yǎng)護(hù)條件等諸多方面。

2.4 施工工藝原因? 大體積混凝土施工過(guò)程中，對(duì)于施工工藝的要求是較高的，對(duì)于施工工藝的保障不僅需要施工技術(shù)達(dá)到要求，還需要施工人員具備相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)能力水平。目前一部分大體積混凝土裂縫問(wèn)題的產(chǎn)生，是由于施工工藝不足的情況造成的。

3? 基于土木工程大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用研究

3.1 提升混凝土抗裂性性能? ①水泥材料的選擇。大體積混凝土施工過(guò)程中，水泥品牌種類的選擇對(duì)于混凝土配置性能有著直接的影響。

普通硅酸鹽水泥的優(yōu)點(diǎn)是凝結(jié)硬化快，抗凍性好，耐磨，但是其缺點(diǎn)是水化熱反應(yīng)較大、不耐腐蝕、耐熱性差。

礦渣水泥的優(yōu)點(diǎn)是保水性好，水化熱反應(yīng)程度較低，但是干縮、滲水、硬度收縮較嚴(yán)重。

火山灰水泥前期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度逐漸增大，這使得其需要較長(zhǎng)時(shí)間的養(yǎng)護(hù)過(guò)程，對(duì)水的需求量較大，干縮程度大，造價(jià)較高。

目前而言，在水泥選擇方面要注意實(shí)際需求情況，針對(duì)不同的水泥材料，選擇針對(duì)性的施工工藝和控制措施。

推薦使用由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰，加適量石膏混合后磨細(xì)而成的粉煤灰硅酸鹽水泥，其具有水熱化底、需水量小、干縮性小、抗裂性好、抗腐蝕能力強(qiáng)的諸多特點(diǎn)，對(duì)大體積混凝土施工能夠起到很好的防控補(bǔ)償效果。

②控制混凝土材料配比?；炷敛牧吓浔刃枰M(jìn)行嚴(yán)格控制，砂漿和其他材料進(jìn)行配比時(shí)，需要在配比時(shí)遵循核心技術(shù)內(nèi)容，配比比例需要進(jìn)行相應(yīng)的材料比例試驗(yàn)和測(cè)試，并比較分析數(shù)據(jù)結(jié)果，使混凝土材料配比率更加科學(xué)合理。混凝土材料的配比需要以工程施工要求為基礎(chǔ)，在強(qiáng)度方面達(dá)到要求，并且保證材料之間的相互融合，避免離析現(xiàn)象的發(fā)生。

③使用添加劑?；炷两Y(jié)構(gòu)具有熱脹冷縮、水化過(guò)程放熱的特性，因此要對(duì)混凝土膨脹收縮進(jìn)行合理控制，這就需要合理的使用混凝土材料添加劑來(lái)進(jìn)行改善，保證大體積混凝土結(jié)構(gòu)在體積變化過(guò)程中膨脹、收縮都在可控及允許范圍內(nèi)。例如，為了能夠更好的提高混凝土抗裂性能，需要在設(shè)計(jì)時(shí)摻加膨脹劑，可以選擇FH復(fù)合膨脹劑、FN-M明礬石膨脹劑等。添加膨脹劑能夠在混凝土體積變化過(guò)程中，對(duì)冷縮、干縮情況進(jìn)行補(bǔ)償，有效避免裂縫產(chǎn)生。在混凝土材料中添加減水劑，能夠在維持混凝土坍落度不變的情況下減少混凝土拌和用水量。此外，緩凝劑的添加，能夠有效降低混凝土水化速度，凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)以保證水化放熱時(shí)間足。

④適當(dāng)配置配筋。在的大體積混凝施工過(guò)程中，控制由溫度應(yīng)力造成的裂縫情況，可以適當(dāng)配置配筋，增強(qiáng)混凝土粘結(jié)強(qiáng)度，增加溫度傳遞分布筋。具體配置配筋時(shí)，不改變配筋率為基礎(chǔ)，增設(shè)細(xì)直徑、小間距的溫度筋，可以采取上下錯(cuò)位的搭接焊連接方式，有效減緩混凝土收縮程度，又能及時(shí)將溫度進(jìn)行傳遞出去，加快了大體積混凝土的散熱，裂縫現(xiàn)象自然會(huì)減少。

3.2 溫度應(yīng)力控制的技術(shù)

①外部溫度控制。在混凝土澆筑過(guò)程中，需要注意外部溫度的影響，炎熱的夏季，混凝土澆筑溫度的急劇上升會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，從而造成混凝土穩(wěn)定性的變化。因此在澆筑時(shí)，要注意外部溫度，選擇適宜的天氣情況，進(jìn)行混凝土作業(yè)。②做好混凝土用量的控制工作?；炷了嗨F(xiàn)象較為常見(jiàn)，在大體積混凝土澆筑過(guò)程中，需要把握水泥用量情況，通過(guò)合理的計(jì)劃安排，實(shí)現(xiàn)混凝土作業(yè)的連續(xù)性，避免由于混凝土施工進(jìn)度較慢，造成混凝土堆積等待。③外部約束力的控制。土木工程施工時(shí)，為了能夠減緩地基、滑動(dòng)層之間的約束力，需要合理設(shè)計(jì)滑動(dòng)層，設(shè)置砂墊層、瀝青墊等措施，以保證混凝土韌性，合理控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生。在澆筑之前，要確認(rèn)好澆筑方案，可以根據(jù)實(shí)際要求以及溫度應(yīng)力情況，選擇符合的澆筑方式，分段澆筑、整體澆筑是當(dāng)前普遍的兩種方式。澆筑過(guò)程中，要對(duì)澆筑工作進(jìn)行區(qū)域劃分，循序漸進(jìn)的進(jìn)行澆筑，一次性澆筑到頂，保持澆筑坡度。振搗過(guò)程中可以在混凝土卸點(diǎn)、混凝土坡腳處進(jìn)行分別振搗，以保證上部和下部混凝土振搗密實(shí)?；炷翝仓^(guò)程中是呈現(xiàn)扇形流動(dòng)方式，連續(xù)澆筑過(guò)程中需要注意在坡面作為移位澆筑點(diǎn)。澆筑結(jié)束后要對(duì)混凝土初凝區(qū)域進(jìn)行二次振搗，保證混凝土密實(shí)，有效排除積水情況，提升防水性、美觀性的同時(shí)防止表面裂縫出現(xiàn)。大體積混凝土澆筑可以選擇在夜間進(jìn)行，夜晚溫度差距較小，可以防止溫差造成混凝土性質(zhì)不穩(wěn)定情況，影響澆筑質(zhì)量。④內(nèi)部約束力的控制。溫度是造成大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部約束力的關(guān)鍵因素，因此需要注重對(duì)溫度的控制，重視溫度應(yīng)力的影響。大體積混凝土溫差變化較大的時(shí)間是澆筑結(jié)束后的72小時(shí)內(nèi)，因此在此時(shí)間段內(nèi)，要積極進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)工作，實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)值班的管理制度，對(duì)混凝土情況進(jìn)行周期性測(cè)量，對(duì)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)記錄，保證養(yǎng)護(hù)措施的跟進(jìn)與及時(shí)。具體在大體積混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，主要是為了保證混凝土的濕度、溫度情況處于適宜狀態(tài)，控制內(nèi)外溫度差在允許范圍內(nèi)，這樣才能夠保證混凝土強(qiáng)度的有序增強(qiáng)，有效防治裂縫產(chǎn)生。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)做到“勤保濕、緩降溫”。大體積混凝土在夏季和冬季的養(yǎng)護(hù)措施由于氣溫的不同而不同。夏季施工由于氣溫較高，一般采用蓄水或流水保護(hù)形式，而冬季則適宜采用麻袋覆蓋、碘鎢燈照射的養(yǎng)護(hù)形式。希望要根據(jù)混凝土材料以及添加劑的不同選擇適宜的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中要根據(jù)混凝土實(shí)際情況進(jìn)行方案的選擇和調(diào)整。

3.3 大體積混凝土施工的驗(yàn)收? 大體積混凝土施工驗(yàn)收主要是通過(guò)外觀質(zhì)量、內(nèi)在質(zhì)量、幾何尺寸等方面進(jìn)行質(zhì)量的確認(rèn)。大體積混凝土施工結(jié)束后，通過(guò)檢查外觀是否存在裂縫、麻面、蜂窩、露筋、錯(cuò)位、空洞等缺陷，判斷施工質(zhì)量情況，如有以上情況需要進(jìn)行返工或加固，以避免影響后續(xù)施工質(zhì)量造成其他問(wèn)題。內(nèi)在質(zhì)量的驗(yàn)收是非常關(guān)鍵的，需要檢閱施工記錄、原材料化驗(yàn)單、混凝土檢測(cè)報(bào)告單，通過(guò)綜合評(píng)定，保證混凝土的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。還需要進(jìn)行幾何尺寸的測(cè)量，保證混凝土結(jié)構(gòu)符合建設(shè)項(xiàng)目功能要求。各方面驗(yàn)收合格，方可交付使用。

4? 結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土質(zhì)量的保證，需要專業(yè)施工技術(shù)的支持和保障，分析存在裂縫的成因和有效處理措施，關(guān)注水泥水化熱情況，對(duì)外部溫度情況、混凝土收縮、施工工藝等影響因素進(jìn)行重點(diǎn)分析，研究改進(jìn)措施，從提升大體積混凝土性能、外部溫度控制、施工驗(yàn)收等做起，把握細(xì)節(jié)，做到大體積混凝土施工全過(guò)程動(dòng)態(tài)管理，才能夠更好的實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量的保證。施工人員在進(jìn)行大體積混凝土施工質(zhì)量控制時(shí)，也要明白為什么要進(jìn)行防裂措施和溫度控制，以為今后的施工技術(shù)提升，為土木工程質(zhì)量穩(wěn)定安全提供技術(shù)保障。

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