建筑大体积混凝土施工技术研究

何国力

【摘 要】：由于现代工程建设的飞速发展，建筑大体积混凝土被广泛用于工程建设中。目前大体积混凝土因为自身的结构特点，可知载荷引起裂缝的可能性比较小，而水泥在水化过程中释放的热会造成温度的变化和混凝土的收缩，它产生的应力应该是引起裂缝的主要原因。本文分析了大体积混凝土裂缝的原因及温度裂缝的特点，提出了控制混凝土产生裂缝的一些有效措施。

【关键词】：建筑工程；大体积混凝土；施工技术

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

引言

随着施工技术的迅猛发展，大体积混凝土广泛应用于施工建设中。日本建筑学会标准(JASSS)规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25摄氏度的混凝土，称为大体积混凝土”。在国内并没有明确的定义，建筑施工手册第三版作了个初步解释：大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于lm以上的混凝土结构，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。

一、大体积混凝土施工产生裂缝的原因

根据大体积混凝土内裂缝出现深度的不同，比较常见的有干缩裂缝、塑性收缩裂缝、温度裂缝。

1、干缩裂缝产生的原因：干缩裂缝一般出现在混凝土养护之后或是混凝土在浇筑完毕后的一段时间。干缩裂缝的产生是因为混凝土内外水分蒸发程度不同而导致的。混凝土的干缩大多和混凝土的水灰比、水泥的用量和成分、集料的性质、外加剂的用量等因素有关。

2、塑性收缩裂缝的原因：塑性收缩主要是混凝土在凝结之前，其表面失水较快而产生收缩。产生的原因是混凝土在终凝前差不多没有强度，或者混凝土终凝不久强度很小时，由于受高温或较大风力的影响，其表面失水很快，混凝土体积会急剧收缩，而此时混凝土的强度因为无法抵抗它的自身收缩产生裂缝。混凝土塑性收缩开裂的主要因素包括混凝土的凝结时间、施工现场的环境温度及风速、空气的相对湿度等。

3、温度裂缝产生的原因：温度裂缝经常发生在大体积混凝土的表面以及温差变化较大的混凝土中。混凝土浇筑完毕在其硬化过程中，水泥水化会产生大量的水化热。这样混凝土内外容易造成较大温差，从而使内外热胀冷缩程度不同，混凝土表面将会产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的所能承受的抗拉极限时，混凝土表面就可能产生裂缝，大多发生在混凝土施工的中后期，并且一般只在表面较浅的范围内产生。

二、大体积混凝土施工技术及质量保证措施

1、在施工中大体积混凝土的浇筑量过大时，对整体的要求较高。为了降低水化热，规范要求将混凝土的内外温差，混凝土表面与周围环境温差需控制在25℃以内。对于大体积混凝土的裂缝防止，还应在建筑结构设计上采取措施。为防止混凝土基础产生裂缝，减少混凝土的水化热，降低混凝土的浇灌温度，提高混凝土极限抗拉强度，减小温度产生的收缩应力，预防裂缝出现。施工中除用草帘覆盖外，还应在混凝土上面盖一层塑料薄膜，延长养护拆模时间，提高混凝土强度，减少表面的温度变化。

2、配制混凝土时采用低水化热或者中水化热的水泥品种，比如火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。这类水泥因为品牌不同，水泥的组织成分相应不相同，配制出的混凝土的性能也不尽相同。大体积混凝土在浇注初期开裂主要是由于混凝土的内外温差及收缩产生的应力变化所致，产生收缩主要有两个原因：①水泥水化所后生成的矿物体积比反应前的水泥、砂、碎石与水的总体积小。②因混凝土自身的热胀冷缩，在浇注初期受水化热影响，混凝土内产生的较多的热量，使内部温度升高，体积膨胀，再经过一段时间又逐渐降温，体积开始收缩，产生的拉应力超过混凝土自身的抗拉强度极限，导致混凝土产生缩缝，而当水泥中含有氧化镁则延滞其膨胀，使膨胀持续时间延长，从而产生膨胀的时间与混凝土的内部降温时间同步，可有效补偿大体积混凝土的收缩，并有效地阻止裂缝的产生。

3、按设计规范掺用外加剂，外加剂的使用需有质保书和复验单，配制计量正确。要选择合适的外掺剂，尤其在混凝土分层浇注时，保证在浇注混凝土上层时，下层混凝土还没有初凝，同时延缓在浇注时混凝土内部温度峰值。混凝土内可掺用适量的微膨胀剂替代水泥，这样可以降低水泥用量减少水化热的同时，混凝土硬化时产生的微膨胀，可以补偿混凝土内部分收缩。在混凝土中掺入水泥重量0.25%左右的缓凝型减水剂-木质素磺酸钙，可明减缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；同时又可减少10%拌和用水，节约10%左右的水泥，进而减少水化热。混凝土中掺入一定量的粉煤灰，一方面可以改善混凝土的和易性，减少混凝土的用水量，减少泌水和离析现象，同时降低水化热。

4、对于大体积混凝土基础的浇筑，可根据整体浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、混凝土供应及钢筋疏密等情况，选用三种分层方案：①全面分层浇筑，即把整体结构层分为数层浇筑。一般适用于结构尺寸较小的工程。从外面开始沿长边推进浇筑，可从两端向中间或是中间向两端同时浇筑。②斜面分层浇筑，即施工时竖向厚度一次成型，斜面坡度小于l/3，从浇筑层的下端开始振捣，逐层上移保证混凝土施工质量。③分段分层浇筑，适用于厚度和面积较大的工程。施工时从底层开始浇筑混凝土，浇筑—定距离后再开始浇筑第二层，如此依次向前浇筑。

5、在大体积混凝土浇筑时，可以事先在混凝土里面埋设冷却水管，用循环水降低体内温度，来减小温差。冷却水管直径一般为25～30mm，宜分层环形布置，水管竖向每层间的距离和平面间距离在1000～2000mm。每层分别设一个出水口和一个入水口，入水口布置在混凝土体中心，出水口布置在混凝土体边缘，注入水温不高于20℃，水流量控制在1.2m3/h。浇注过程中始终循环通水，使混凝土快速地通过钢管把热传递给水，从而降低混凝土内的水化温升，并在浇注完后持续通水14d。

三、加强大体积混凝土的养护

通过降低大体积混凝土块内外温差和减慢温度变化来降低混凝土约束应力以及提高混凝土的抗拉强度，来承受混凝土的抗裂能力，这对大体积混凝土的养护是非常重要的。

在混凝土浇筑后12小时内进行养护。混凝土表面经过压平后，覆盖一层塑料薄膜，然后在薄膜上再覆盖保温材料进行养护，保温材料晚上要覆盖严密。中午气温较高时可以揭开适当使混凝土散热，底层塑料布下应预设补水软管，间距为30m。沿管每100mm长左右开5mm的水孔，根据混凝土底板表面的湿润程度向软管内注水。混凝土泌水结束后初凝之前为了防止塑性收缩和面层起粉，要对其进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对不能连续搓压覆盖的部位，如墙、柱、钢柱等采用塞聚苯板、挂麻袋片等方法，避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成后10小时左右，禁止上人踩踏。保温层要在混凝土达到强度要求并且表面温度与环境温差小于20℃方可拆除。

结束语

综上所述，对于大体积混凝土施工过程中的裂缝控制与防治，只要在结构设计时增加构造措施，施工单位在浇筑、振捣、养护等环节做好本职工作，混凝土生产厂家从用水量、骨料、配合比、水泥用量等方面入手，混凝土裂缝就可以在一定程度上避免。记住一点加强混凝土表面保湿、保温是减少内外温差及控制裂缝的有效措施。施工人员需要精心设计、细心施工，使建筑物或构筑物更好地为人类服务，发挥其相应的社会效益。

参考文献：

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[3]郑 新.浅谈大体积混凝土施工温度与裂缝的控制[J].山西建筑,2004;