建筑施工中大體積混凝土施工技術(shù)分析

盧金金

（安徽富唐建筑工程有限公司，安徽 淮南 232000）

當(dāng)前的建筑業(yè)沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)定義大體積混凝土，通常來(lái)說(shuō)，大于1000m3的澆筑量或者斷面1m 以上或者大于5m 的結(jié)構(gòu)厚度或者內(nèi)外溫差高于5℃的都稱之為大體積的混凝土構(gòu)造，在實(shí)際建筑項(xiàng)目中，專業(yè)人員就會(huì)有效解決溫差問(wèn)題，避免體積變形、水熱化、裂縫。將問(wèn)題控制到最小程度的現(xiàn)澆混凝土也稱之為大體積混凝土，然而這種混凝土的澆筑均具有較大厚度與面積，必須要控溫處理并散熱。所以，關(guān)于大體積混凝土的概念不能只看表面，還要合理區(qū)分施工效果、影響因素及重點(diǎn)，要依據(jù)其特點(diǎn)繪制相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，保證應(yīng)用技術(shù)獲得成效。

1 建筑工程中大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)

1.1 混凝土配置

1.配合比設(shè)計(jì)：澆筑位置不同混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也是不同的，所以，要根據(jù)實(shí)際施工需求設(shè)計(jì)混凝土配合比。通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)驗(yàn)證，配比前要先計(jì)算構(gòu)造受力情況，還要檢測(cè)原料的質(zhì)量與測(cè)試其性能與抗壓強(qiáng)度。選用建模的方法計(jì)算混凝土數(shù)量，預(yù)測(cè)出混凝土最大的溫差收縮應(yīng)力，把控原材料數(shù)量，合理化進(jìn)行配比，由于不同工程的要求不同，適當(dāng)?shù)靥砑诱辰Y(jié)劑、減水劑，有助于增加混凝土的抗裂性，從而提高工程整體穩(wěn)定性。[1]

2.大體積混凝土攪拌：大體積混凝土的用量比較多，攪拌設(shè)備和攪拌時(shí)間要求不同，通過(guò)科學(xué)計(jì)算與控制，使混凝土具有保水性、流動(dòng)性和粘結(jié)性，選擇合適的攪拌設(shè)備，可以保障設(shè)備正常運(yùn)行。

1.2 混凝土澆筑

（1）混凝土澆筑前先驗(yàn)收鋼筋和模板的質(zhì)量，查驗(yàn)預(yù)埋件和鋼筋是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，將模板清理干凈并刷上界面劑；（2）按照施工的實(shí)際要求需用適當(dāng)?shù)臐仓绞剑芽睾没炷裂b車至泵送完成的時(shí)間；（3）保障澆筑的持續(xù)性，完成無(wú)縫澆筑；（4）掌控好混凝土的溫度，控制入模溫度低于28℃，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況把控混凝土內(nèi)外溫差；（5）振搗混凝土，依據(jù)澆筑方法、外表處理泌水的需求設(shè)置振搗點(diǎn)及選用振搗的設(shè)備，把控振動(dòng)棒移動(dòng)的速度與間距，表面泛漿則停止振搗；（6）振搗時(shí)要特別注意防止預(yù)埋件與鋼筋發(fā)生位移或者變形；（7）加強(qiáng)混凝土的抗?jié)B性與強(qiáng)度可以提升其密實(shí)度，混凝土未凝結(jié)時(shí)可以二次振搗，只要把控好時(shí)間和震動(dòng)力度，就不會(huì)影響振搗的效果；（8）振搗后的抹面處理，在表面撒一層均勻的碎石（粒徑25mm），拍實(shí)抹平可以防止裂縫。[2]

1.3 溫差控制

澆筑混凝土?xí)r要控制好其溫度。夏季澆筑時(shí)要進(jìn)行多重降溫，不但澆筑時(shí)要實(shí)施降溫，在制作混凝土原料時(shí)也要防止暴曬。粗骨料用水降溫沖洗，不但能除去雜質(zhì)，還能降溫。在攪拌時(shí)利用水汽加熱技術(shù)使用蒸汽爐攪拌混凝土。澆筑時(shí)利用霧化降溫，由于環(huán)境溫度與實(shí)際混凝土的溫度密切相關(guān)，所以在其上中下對(duì)應(yīng)的地方設(shè)立測(cè)溫孔，使用測(cè)溫芯片進(jìn)行實(shí)時(shí)控制大體積混凝土的溫度，強(qiáng)化把控溫度的準(zhǔn)確性。

1.4 觀感質(zhì)量控制

澆筑振搗后產(chǎn)生的多余的混凝土影響到外表的平整度，使用長(zhǎng)刮尺將其清除，提漿整平，然后用木抹多次抹面，待混凝土外表水分干掉后，使用拉毛器勻速拉毛，槽深2.5mm～3.5mm，凝固后做好養(yǎng)護(hù)措施，防止表面出現(xiàn)干裂縫。

表1 水泥性能

1.5 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑后很長(zhǎng)時(shí)間才能滿足強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗艧?、天氣等因素容易引起混凝土發(fā)生裂縫等問(wèn)題，所以養(yǎng)護(hù)是混凝土實(shí)施最關(guān)鍵的工作，依據(jù)實(shí)際情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)掌握溫度動(dòng)態(tài)，采用科學(xué)的養(yǎng)護(hù)方案，有效控制濕度與溫度在標(biāo)準(zhǔn)范疇內(nèi)。

2 工程概況

本文引用的實(shí)例為安徽地下室施工項(xiàng)目，該項(xiàng)目地下室承臺(tái)主要為大體積混凝土，采用樁基礎(chǔ)模式，混凝土的規(guī)格等級(jí)為C40，整體混凝土澆筑方式為商品混凝土泵送形式。以下重點(diǎn)闡述該工程的施工方法與質(zhì)量控制措施，以供參考和借鑒。

3 原材料

3.1 水泥

水泥是混凝土中極其關(guān)鍵的成分，水泥良好的膠結(jié)特性能夠有效提升混凝土凝結(jié)和硬化作用，因此水泥是混凝土材料中最核心的部分。水泥在混凝土中的含量能夠?qū)炷临|(zhì)量產(chǎn)生極其重要的影響。因此，必須熟悉相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明，在進(jìn)行混凝土配比設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)合施工要求合理科學(xué)地操作，這對(duì)降低大體積混凝土的開(kāi)裂等都有很大的積極效果。尤其對(duì)于防水防滲要求較高的建設(shè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，必須重視對(duì)水泥這一原材料的掌握。

3.2 集料

集料過(guò)程是指混凝土中粗細(xì)骨料的組合搭配過(guò)程，只有級(jí)配合理的骨料，才能最大化地實(shí)現(xiàn)澆筑構(gòu)件的嚴(yán)密性，減少孔隙的形成。一般粗細(xì)骨料的多少在單位體積下的混凝土中都有參考標(biāo)準(zhǔn)，只需結(jié)合參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行微調(diào)即可。如表2、表3，分別是對(duì)細(xì)粗集料的表述。在本工程中，地下室的澆筑嚴(yán)密性要求較高，因此，細(xì)骨料采用直徑較小的河砂，粗骨料則為粒徑6～31mm，盡量保證粗細(xì)骨料直徑之間的連貫交叉、合理科學(xué)。

表2 細(xì)集料性能

表3 粗集料性能

3.3 外加劑

混凝土中加入外加劑主要是為了延緩混凝土在不同的時(shí)間段中部分特性的過(guò)快增長(zhǎng)，使其更好地滿足建設(shè)要求，發(fā)揮自身的價(jià)值作用，表4 為混凝土外加劑的性能參考。它不僅能降低大體積混凝土的水化熱，還能提高混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，增強(qiáng)抗壓性能。

表4 減水劑性能

4 大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)

4.1 大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)基本要求

配合比設(shè)計(jì)對(duì)地下室混凝土施工質(zhì)量具有舉足輕重的作用，在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格遵照實(shí)施。設(shè)計(jì)完成后必須進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并且結(jié)合得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果判斷是否與標(biāo)準(zhǔn)相符，只有合格的混凝土方可用于實(shí)際施工。針對(duì)地下室大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)要充分考慮兩方面內(nèi)容，既要對(duì)其質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行考量又要計(jì)算好原材料的用量，將成本問(wèn)題也納入設(shè)計(jì)需求中。其中，水泥的含量要精準(zhǔn)要求，它所產(chǎn)生的水化反映將直接影響大體積混凝土的澆筑質(zhì)量，一般控制水膠比在0.5 左右。其次，注重水量的控制也是核心環(huán)節(jié)，用水過(guò)多會(huì)造成混凝土流動(dòng)性太大，不易于混凝土的澆筑成型，而混凝土的水量過(guò)少，又會(huì)導(dǎo)致混凝土流動(dòng)性太弱，混凝土干硬后出現(xiàn)裂縫。最合理的做法是混凝土的和易性滿足設(shè)計(jì)要求的條件下增加用砂量，提高粗細(xì)骨料之間的融合性。[3]

4.2 大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)及優(yōu)化

本工程中多處存在大體積混凝土澆筑工程。本次工程結(jié)合多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)混凝土配合比為3#。為更好地體現(xiàn)技術(shù)控制要點(diǎn)，本文主要以地下室澆筑為對(duì)象展開(kāi)敘述。優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，將混凝土凝結(jié)硬化30天后的強(qiáng)度測(cè)定數(shù)據(jù)作為混凝土的配合比參選標(biāo)準(zhǔn)。

5 大體積混凝土熱工計(jì)算

5.1 混凝土絕熱溫升計(jì)算

在設(shè)計(jì)大體積混凝土配合比時(shí)，針對(duì)其水化熱的質(zhì)量控制是重中之重，大體積混凝土熱工設(shè)計(jì)計(jì)算應(yīng)采用科學(xué)方法，在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中應(yīng)充分考慮其混凝土級(jí)配數(shù)據(jù)與凝結(jié)硬化時(shí)間，進(jìn)一步有效地控制水化熱對(duì)大體積混凝土質(zhì)量的影響，可以通過(guò)水化熱參數(shù)的大小來(lái)進(jìn)行定量控制，這相比于模糊的控制方式更具有實(shí)踐性，也能及時(shí)反饋?zhàn)龇ǖ牟町惔笮?，進(jìn)而提供更好的決策方向?；炷?8d齡期估算絕熱溫升發(fā)現(xiàn)，第9 天混凝土的絕熱溫升幾乎趨于某一固定值，維持在47～48 攝氏度之間。

5.2 混凝土中心溫度及混凝土表層最低溫度估算

大體積混凝土的水化熱經(jīng)過(guò)時(shí)間累積會(huì)逐漸向中心區(qū)域匯集從而出現(xiàn)溫度過(guò)高產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象。在實(shí)際估計(jì)算過(guò)程中應(yīng)采用科學(xué)計(jì)算模式，本工程大體積混凝土計(jì)算的初始溫度數(shù)值，應(yīng)以其入模的澆筑溫度數(shù)據(jù)為準(zhǔn)，并且混凝土溫度計(jì)算曲線的記錄，應(yīng)結(jié)合具體估測(cè)方法進(jìn)行。同時(shí)，要針對(duì)項(xiàng)目的施工氣候情況做真實(shí)的記錄，消除一切外在因素對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的干擾，提高測(cè)算精確度。測(cè)試的過(guò)程是為了更好地掌握溫度變化規(guī)律進(jìn)而做出相應(yīng)的措施進(jìn)行管理控制。比如說(shuō)在熱工計(jì)算條件基礎(chǔ)下，就可以通過(guò)保溫層的設(shè)置等方式進(jìn)行溫度維持，減少水化熱對(duì)混凝土本身的傷害；其次，還可以降低混凝土的入模溫度等來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制?？傊椒ㄊ庆`活多變的，重點(diǎn)在于何時(shí)何處采取降溫措施較為有效，而熱工計(jì)算這一環(huán)節(jié)無(wú)疑提高了最好的施工依據(jù)，能最大化地實(shí)現(xiàn)溫度控制目標(biāo)。

6 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土的強(qiáng)度需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的增長(zhǎng)才能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，在這期間，為避免外界因素的干擾需要對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，除了防止自然因素外，對(duì)其進(jìn)行必要的水分補(bǔ)充，使其有強(qiáng)度增長(zhǎng)的良好環(huán)境也是必不可少的。一般混凝土的養(yǎng)護(hù)只需通過(guò)灑水即可，但針對(duì)天氣較冷的北方地區(qū)，還需考慮溫度氣候影響。所以，應(yīng)科學(xué)制定混凝土的養(yǎng)護(hù)模式?，F(xiàn)階段混凝土養(yǎng)護(hù)模式中蒸汽養(yǎng)護(hù)方法較為常見(jiàn)。[4]該工程地下室大體積混凝土養(yǎng)護(hù)應(yīng)以兩周為宜，周期如太短將影響混凝土質(zhì)量。養(yǎng)護(hù)過(guò)程中對(duì)試塊進(jìn)行強(qiáng)度等級(jí)測(cè)試非常必要，它是判斷養(yǎng)護(hù)是否到位的重要評(píng)判依據(jù)。大體積混凝土如地下室對(duì)混凝土的一次澆筑質(zhì)量要求較高，因此，如果能保證模板與澆筑構(gòu)件之間有良好的接觸，一般成型拆模后就可以省略抹光工序。為保證養(yǎng)護(hù)期間灑入的水分及時(shí)被吸收，而不是在夏季高溫中蒸發(fā)降解，可以采用薄膜覆蓋的方式進(jìn)行阻隔，以促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的及時(shí)增長(zhǎng)。一旦使用了薄膜，拆除過(guò)程中就要注意表面保護(hù)層的完整性，防止出現(xiàn)各類不必要的二次破壞。混凝土養(yǎng)護(hù)雖然是混凝土工程中的最后一道工序，但對(duì)整個(gè)混凝土的質(zhì)量影響非常大，要從根本作用上有所認(rèn)識(shí)。

7 結(jié)語(yǔ)

總之，所有的措施其目的在于進(jìn)一步解決大體積混凝土凝結(jié)硬化過(guò)程中因溫度過(guò)高導(dǎo)致的裂縫問(wèn)題，降低這類因素對(duì)混凝土質(zhì)量的影響。如果水化熱的大小無(wú)法通過(guò)有效措施進(jìn)行消除，就要利用化學(xué)反應(yīng)原理，借助外加劑延緩水化熱峰值的時(shí)間點(diǎn)，避免混凝土成型時(shí)產(chǎn)生損害。具體的技術(shù)方法要借助實(shí)驗(yàn)參數(shù)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證，以量化的結(jié)果來(lái)作為實(shí)踐的有力依據(jù)。要想保證大體積混凝土的澆筑質(zhì)量，除了要控制混凝土配比外，養(yǎng)護(hù)階段也不可忽視，各項(xiàng)措施要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行，做好參數(shù)記錄，掌握溫度變化，及時(shí)做出調(diào)整，避免發(fā)生破壞。