建筑工程中大體積砼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究

特文志

摘 要：從目前我國(guó)建筑工程實(shí)際施工情況來(lái)看，大體積砼施工技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較普遍，這種施工技術(shù)的應(yīng)用有效提升了建筑的穩(wěn)定性與整體性。對(duì)此，需要相關(guān)的施工企業(yè)和施工人員結(jié)合具體的施工情況，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行合理解決，最大限度地避免施工技術(shù)應(yīng)用不合理所產(chǎn)生的質(zhì)量問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：建筑項(xiàng)目;大體積;砼結(jié)構(gòu)

1 溫度裂縫的影響因素

1.1 水泥水化熱

水泥水化作用產(chǎn)生的大量水化熱導(dǎo)致砼內(nèi)部溫度急劇上升，實(shí)際工程中該溫升一般達(dá)到20℃～30℃甚至更高，截面最小尺寸大于2.5m的大體積砼內(nèi)部基本處于絕熱狀態(tài);但是由于與空氣直接接觸，砼表面散熱更快、溫度更低;此外，大體積砼各部位的散熱速率也不盡相同，這導(dǎo)致大體積砼內(nèi)外溫度分布極不均勻，溫度梯度較大。通常來(lái)講，大體積砼較高的內(nèi)部溫度使得其內(nèi)部膨脹率較大，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部壓應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)表面拉應(yīng)力的產(chǎn)生，當(dāng)表面拉應(yīng)力超過(guò)砼本身可承受的極限時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。

1.2 環(huán)境溫度

在不同季節(jié)或不同地理區(qū)域等環(huán)境溫度差異較大的情況下進(jìn)行大體積砼的澆筑時(shí)，一般環(huán)境溫度的變化對(duì)大體積砼的內(nèi)外溫差具有顯著影響。較高的環(huán)境溫度可間接導(dǎo)致砼過(guò)高的內(nèi)部溫度。例如，在夏季的高溫條件下，砼的內(nèi)部溫度可達(dá)到60℃～65℃，而當(dāng)環(huán)境溫度突然下降時(shí)，大體積砼的內(nèi)外溫差將進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致溫度應(yīng)力增大，從而促進(jìn)溫度裂縫的產(chǎn)生。因此在酷熱、嚴(yán)寒等極端溫度條件下，環(huán)境溫度變化更容易導(dǎo)致大體積砼溫度裂縫的產(chǎn)生。

1.3 外部約束及砼收縮變形

外部約束條件會(huì)限制由于溫度變化引起的大體積砼的變形，進(jìn)而導(dǎo)致溫度應(yīng)力的出現(xiàn)，導(dǎo)致砼開(kāi)裂的可能性。另外，大體積砼本身的收縮變形也會(huì)影響溫度裂縫的產(chǎn)生。在砼結(jié)構(gòu)中，80%的水將被蒸發(fā)，水泥水化只需要約20%的水分。如果由水分蒸發(fā)引起的砼的收縮變形受到外部約束的限制，則易產(chǎn)生裂縫。

2 溫控防裂基本措施

2.1 優(yōu)化材料選擇及配比設(shè)計(jì)

2.1.1 水泥及骨料的選擇

水泥的單位用量每增加或減少l0kg，砼的絕熱溫度將升高或降低1℃。此外，大體積砼的配制應(yīng)選擇連續(xù)級(jí)配、熱膨脹系數(shù)小、含泥量較低（一般來(lái)說(shuō)，砂、石的含泥量應(yīng)控制在1%以內(nèi)）的骨料。這主要是因?yàn)椴捎眠B續(xù)級(jí)配的骨料和易性更好，且其在砼拌合物中所占體積比相對(duì)較高，因此可以在確保砼強(qiáng)度的條件下減少水泥用量，起到間接控制水泥水化放熱量的作用。對(duì)于粗骨料，應(yīng)根據(jù)實(shí)際配合比設(shè)計(jì)要求和施工工藝條件確定粗骨料最大粒徑;對(duì)于細(xì)骨料，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)中砂和粗砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)控制在2.6～2.9，并在滿足各方面施工要求的條件下減小砂率。

2.1.2 外加劑的選擇

在滿足大體積砼施工和易性和強(qiáng)度的條件下，可以摻加必要的礦物摻合料和化學(xué)外加劑。其中，礦物摻合料包括粉煤灰、礦渣、燒黏土等，化學(xué)外加劑包括防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等。在實(shí)際工程中，通常采用粉煤灰和高效減水劑雙摻技術(shù)進(jìn)行大體積砼的溫度控制。粉煤灰的摻入可以改善砼拌合物的工作性，同時(shí)顯著降低其早期水化熱。實(shí)驗(yàn)表明，摻加15%（與水泥的質(zhì)量比）的粉煤灰可以使水化熱降低約15%，且水泥的水化熱隨著粉煤灰摻量的增加而逐漸降低。但粉煤灰摻量過(guò)多會(huì)降低砼早期強(qiáng)度、促進(jìn)砼的收縮變形，因此實(shí)際應(yīng)用中的粉煤灰最佳摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行確定。減水劑具有減水和增塑的功能，可以在保證砼坍落度和強(qiáng)度的條件下，減少拌合水用量，從而在一定程度上降低水化熱。此外，為了補(bǔ)償砼的收縮變形，可以摻入適量的膨脹劑以引起砼的微膨脹，或者延緩砼自身的收縮過(guò)程，使其抗拉強(qiáng)度及抗壓強(qiáng)度得到充分發(fā)展，從而在降低水化熱的基礎(chǔ)上增強(qiáng)砼結(jié)構(gòu)的致密性。

2.2 改善施工工藝

2.2.1 合理選擇澆筑方法

為了有效降低大體積砼的內(nèi)外溫差，針對(duì)大體積砼澆筑體量較大的特點(diǎn)，應(yīng)該采用薄層澆筑技術(shù)，遵循“分段定點(diǎn)、斜坡自流、薄層澆筑、循序推進(jìn)、一次到頂”的原則。采用薄層澆筑技術(shù)將大體量的砼拌合物逐層分解澆筑，不僅便于施工，而且增大了砼散熱面積，加速了結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱量向外散發(fā)的速率，從而可以在一定程度上降低溫度應(yīng)力，減小溫度裂縫出現(xiàn)的可能性。值得注意的是，采用分層澆筑時(shí)應(yīng)合理選擇間隔時(shí)間。如果間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，下層砼對(duì)新澆筑層的約束作用將增大，因此在兩層接縫面上容易產(chǎn)生施工冷縫;間隔時(shí)間過(guò)短則不利于下層砼的充分散熱，甚至導(dǎo)致下層溫升過(guò)高，加劇裂縫的產(chǎn)生。合適的間隔時(shí)間應(yīng)使得由于新澆筑層覆蓋引起的下層砼的溫度升高幅度小于其被覆蓋之前的最高溫升值。

2.2.2 控制澆筑溫度及內(nèi)外溫差措施

當(dāng)環(huán)境溫度較高，尤其在炎熱夏季進(jìn)行大體積砼的澆筑時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施降低砼拌合物的出罐、入模溫度。例如，對(duì)砂石等原材料堆場(chǎng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼陉?yáng)處理，在拌合砼之前采用水冷法或氣冷法等預(yù)先冷卻骨料，甚至加冰水?dāng)嚢璧?。同時(shí)，應(yīng)盡可能縮短砼拌合物的運(yùn)輸時(shí)間、加快入模速度，并對(duì)砼泵送管道采取覆蓋隔熱、循環(huán)水冷卻等措施。此外，應(yīng)該合理安排澆筑時(shí)間，宜選擇環(huán)境溫度適宜的季節(jié)或夜間。在澆筑過(guò)程中，可以采用預(yù)埋水管冷卻法降低砼的內(nèi)部溫度，也可將冷卻水管內(nèi)的循環(huán)水用于砼的表面養(yǎng)護(hù)，從而進(jìn)一步降低砼的內(nèi)外溫差。

2.2.3 改進(jìn)澆筑振搗工藝

對(duì)于加筋的大體積砼，鑒于鋼筋附近容易產(chǎn)生較大的溫度梯度，增加裂縫出現(xiàn)的可能性，因此在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)鋼筋所在位置的振搗，以消除初始裂縫。澆筑完成后，砼表面應(yīng)根據(jù)標(biāo)高用長(zhǎng)標(biāo)尺刮平，并用鐵輥滾動(dòng)碾壓數(shù)次，再使用木抹子將砼表面壓實(shí)抹光，以提高施工質(zhì)量、減少表面裂縫。

2.3 合理安排后期養(yǎng)護(hù)及溫度監(jiān)測(cè)

2.3.1 后期保溫保濕養(yǎng)護(hù)

大體積砼澆注完畢后需要通過(guò)加強(qiáng)后期保溫保濕養(yǎng)護(hù)措施來(lái)降低砼的內(nèi)外溫差，常用的方法包括保溫法和蓄水法。保溫法是在砼澆筑體的表面和周?chē)采w保溫隔熱材料（如塑料膜、濕砂、鋸末、草袋、泡沫海綿等），防止表層溫度驟降引起開(kāi)裂。在采用保溫法時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇合適的保溫隔熱材料，并及時(shí)調(diào)整保溫隔熱材料的覆蓋厚度，從而有效降低溫度應(yīng)力。對(duì)于大體積砼地下工程，砼脫模后應(yīng)及時(shí)回填，利用地下土層充當(dāng)保溫材料覆蓋在砼的表面，起到保溫和保濕的作用。蓄水法是采用蓄水的方式進(jìn)行砼的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，可以防止砼表面發(fā)生龜裂，蓄水深度需要根據(jù)實(shí)際溫度控制要求進(jìn)行計(jì)算。

2.3.2 后期溫度監(jiān)測(cè)

溫度監(jiān)測(cè)工作在確保砼內(nèi)部和表面溫差滿足施工要求的同時(shí)，也可以用來(lái)確定結(jié)束后期養(yǎng)護(hù)的安全溫度。實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求預(yù)先布置測(cè)溫點(diǎn)，嚴(yán)格控制測(cè)溫時(shí)間和測(cè)溫次數(shù)，并做好記錄，同時(shí)根據(jù)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)采取措施調(diào)節(jié)砼散熱速率、控制內(nèi)外溫差，比如增減表面覆蓋的保溫材料、升降冷卻水循環(huán)速率等，從而有效降低溫度應(yīng)力、防止溫度裂縫的產(chǎn)生。

3 結(jié)語(yǔ)

大體積砼的溫度控制和防裂技術(shù)一直是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，受到諸多因素的影響。大體積砼的溫度控制和防裂技術(shù)措施應(yīng)該從誘發(fā)溫度裂縫產(chǎn)生的各種因素入手，進(jìn)一步優(yōu)化各個(gè)施工環(huán)節(jié)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整溫控措施，以減少或避免溫度裂縫的出現(xiàn)、強(qiáng)力保障最終的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》GB50496-2018

[2]《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》GB50666-2011

[3]高琛琛.試論土木工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016（5）：79-80.

[4]丁一.試論土木建筑工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[J].四川水泥，2017（6）：220-220.