浅析大体积混凝土施工技术

浅析大体积混凝土施工技术

随着我国生产力水平的提高，大型土木工程项目逐渐增多。大体积混凝土施工技术是当代土木工程中不可缺少的一项重要施工技术。本文介绍了大体积混凝土的特点，阐述了大体积混凝土的主要施工措施，对大体积混凝土的裂缝产生原因进行了探讨，提出了控制裂缝的方法。

标签 大体积混凝土；施工措施；裂缝

0 前言

随着我国城市化建设进程快速发展, 高层和超高层建设项目日益增多，大体积混凝土施工(主要是高层建筑的箱型和筏型基础) 已屡见不鲜。然而大体积混凝土又存在容易产生裂缝的缺点，这对工程质量的影响十分严重。因此如何正确地进行大体积混凝土的施工已经成为一个重要的课题。

1 大体积混凝土的自身特点

在我国，大体积混凝土（mass concrete）是指：混凝土结构实体最小尺寸不小于2m，或一次浇筑量大于1000m3，并且浇筑过程中需研究温度控制措施的混凝土。日本对大体积混凝土有如下定义：结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与表面温度之差超过25 ℃的混凝土称之为大体积混凝土。美国混凝土学会认为：凡是需要采用措施解决水化热引起的混凝土体积变形问题以最大限度减少开裂的混凝土为大体积混凝土。虽然各个国家对大体积混凝土的定义不是完全相同，但都体现了其体积大、受温度影响大的两大特点。之所以大体积混凝土受温度的影响大，主要是因为大体积混凝土在硬化期间, 水泥水化反应过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩现象共同作用, 将产生较大的温度应力和收缩应力, 从而导致裂缝的出现。这些裂缝往往会给建筑结构带来严重的危害。

2 大体积混凝土施工的技术措施

2.1 优化混凝土骨料和配合比设计

合理选取骨料，优化混凝土配合比设计是大体积混凝土施工的首要技术措施。需选用水化热比较低、初凝时间长的矿渣硅酸盐的水泥，同时降低水和水泥的用量，掺入适量的缓凝减水剂和粉煤灰，提高混凝土的性能。选用级配良好、粒径较大的石子配制混凝土，使其和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少水及水泥的用量，从而降低水泥的水化热，抑制混凝土的温度上升。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制混凝土可以减少10%的用水量，同样也能达到降低水泥水化热的效果，并且可以减小混凝土的收缩。减水剂的添加对混凝土收缩有补偿功能，可以提高混凝土的抗裂性能。

2.2 合理选择混凝土浇筑方案

由于大体积混凝土较高的结构整体性要求，除非有特殊要求一般不允许留施工缝。并且在进行大面积浇筑时，要求前一处的混凝土在初凝前就被后部分混凝土覆盖并捣实成整体。在进行大体积混凝土浇筑施工时，需要根据不同的结构特点，选用合适的浇筑方案。目前国内主要的浇筑方案有三种，分别是全面分层浇筑法、分段分层浇筑法、斜面分层浇筑法。全面分层浇筑法是指将整个结构分为若干层进行浇筑, 当第一层全部浇筑完毕后, 再浇筑第二层, 如此逐层连续浇筑, 直到结束。这种方法主要适用于平面面积不大的结构。分段分层浇筑法是指在全面分层浇筑法的基础上对每一层进行分段。这种方法主要适用于平面面积较大的结构。斜面分层浇筑法是指将整个结构分为若干斜面进行浇筑。这种方法主要适用于长度超过厚度3倍的结构。不管进行哪种方案的浇筑都要求在浇筑时加强振捣, 提高混凝土的密实性。并且在浇筑结束时用铁滚筒碾压打实，有助于减少混凝土的收缩裂缝。

2.3 加入适当的膨胀剂

混凝土中加入膨胀剂能够使硬化后的混凝土产生微膨胀, 这样可以对普通混凝土的收缩进行补偿。由于钢筋对其膨胀的限制，使得混凝土产生自应力，从而提高混凝土的抗渗和抗裂性能。

2.4 预埋冷却水管

在混凝土内部预埋冷却水管，通过水流的循环流动带走混凝土内部的部分热量，从而降低混凝土内部的最高温度。冷却管使用前必须进行试水，以防管道漏水、阻塞，并且保证足够的水流量，控制冷却用水的进水温度。冷却水管必须在该层混凝土开始浇筑时同时开始通水，具体水温检测时间根据现场温度检测情况而定。

2.5 实时监测混凝土温度

按照规范要求在混凝土内应埋设测温点, 及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化值。优化测温管埋设深度、测温点数和测温频率。一般需要测出混凝土上、中、下部温度, 要求内表温差不超过25°。可以采用直接测温法和热电偶测温法。

2.6 改善约束条件

可以通过设置后浇带放松约束条件以降低水化热。对于大体积混凝土基础，可在与岩石地基或混凝土垫层之间设置滑动层（隔离层），以消除嵌固作用，释放約束力。

2.7 提高混凝土的极限抗拉强度

施工时应根据大体积混凝土的形状，在易发生裂缝部位增配构造钢筋，承受收缩拉应力。并且可以采用二次投料法，注重早期的混凝土养护，提高其极限抗拉强度。

3 大体积混凝土裂缝产生的原因及其控制方法

3.1 裂缝产生的原因

大体积混凝土内出现的裂缝按其深度的不同，分为表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。贯穿裂缝是从混凝土表面裂缝经过深层裂缝的发展最终形成的。它能够切断结构的断面，破坏结构的整体性和稳定性，是最严重的一类裂缝。产生裂缝的原因主要有以下几点：

3.1.1 收缩引起的裂缝。混凝土在硬化的过程中, 会发生体积的收缩。当混凝土的收缩受到外界的约束时，混凝土内部就会产生收缩应力，当收缩应力超过混凝土的极限抗拉强度时，裂缝随即产生。

3.1.2 材料引起的裂缝。该裂缝主要是由于骨料中含泥量较多或水泥安定性不合格引起的，裂缝形式以龟裂为主。

3.1.3 温度引起的裂缝。这是引起大体积混凝土裂缝的最主要的原因。由于水泥在水化过程中需释放出一定的热量，而大体积混凝土断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥产生的热量聚集在结构内部不易散失，而从加大了混凝土的内外温差，导致裂缝的产生。

3.2 控制裂缝的方法

3.2.1 严格控制用水量和水泥用量。影响收缩裂缝的因素主要是混凝土中的水和水泥用量。当用水量和水泥用量增加时，混凝土的收缩就越大，产生裂缝的可能性也越大。

3.2.2 合理添加外加剂。在保证混凝土强度的前提下，我国主要选用优质粉煤灰为添加料，以达到降低水化热的目的。添加粉煤灰后不仅可以降低水化热，还能提高混凝土的和易性，增强耐久性、抗渗性，减少收缩，提高混凝土的极限抗拉强度等。

3.2.3 及时进行保温措施。当混凝土抹面工序完成后，应该立即采取保温措施。我国常用的做法是在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜, 塑料薄膜上面盖草袋，草袋上面覆盖一层塑料彩条布。当施工季节为夏季时，可以采取蓄水养护的方法进行保温，也能到达很好的控制裂缝的效果。

4 结语

综上所述，大体积混凝土施工已经成为我国建筑工程施工中应用较多的一项

技术。在施工过程中必须严格执行施工规范，合理安排施工工序，认真落实每一项施工环节，才能保证其施工质量。为了控制大体积混凝土的裂缝产生，必须进行实时的温度监测，减小混凝土内外温差，优化混凝土的养护方案，合理添加外加剂，严格控制用水量和水泥用量，及时进行保温措施。

参考文献

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