大体积混凝土的配制及应用

林燕妮

厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司（361000）

大体积混凝土的配制及应用

林燕妮

厦门市建筑科学研究院集团股份有限公司（361000）

大体积混凝土在现代工程建设中具有十分重要的地位，施工技术与应对措施直接关系到大体积混凝土结构的使用性能以及在实际生产生活当的质量安全。本文通过对大体积混凝土配制施工方法进行探析，结合我国大体积混凝土施工案例，分析了大体积混凝土施工的技术要求和难点。

大体积混凝土；温度应力；配制；裂缝控制

1 大体积混凝土应用现状及存在问题

随着建筑施工技术快速发展，混凝土体积也相应地由过去的几百立方米逐渐增大到几万立方米。因此，施工技术的发展对大体积混凝土配制也提出了更高的技术要求。在我国现代建筑中时常见到的高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等一些大体积混凝土施工，建筑物基础呈现出体积大的发展趋势。建筑物基础具有体积大、水泥水化热释放比较集中、内部温升比较快等特点，当混凝土内外温差过大时就会产生温度裂缝，严重影响建筑物的结构安全。

针对大体积混凝土在工程实践应用中发生的渗漏、开裂等质量缺陷给工程维护使用带来的诸多安全隐患，本文结合具体工程项目实际，将温度控制和裂缝控制技术应用在大体积混凝土的原材料选用与配制、混凝土浇筑与养护等不同施工过程，目的是通过温度控制目标设计，有效降低胶凝材料水化热，降低混凝土出机口温度、入模温度，降低混凝土表面和内部最大拉应力，从而解决大体积混凝土开裂和渗漏等缺陷难于控制的施工技术难题，为大体积混凝土的施工应用提供参考。

2 大体积混凝土的配制及须注意事项

大体积混凝土的配制优化是混凝土施工的关键环节，也是确保混凝土施工质量的重要因素，因此，对于大体积建筑物的混凝土施工、混凝土的前期配制过程必须引起高度重视，应当充分结合当地施工环境和具体气候条件来制定相应的混凝土原料配方。结合混凝土的强度和耐久度考虑控制大体积混凝土裂缝要从温控方面出发。在温差控制方面最好的选择就是加入延缓型的外加剂，这样不但可以有效控制大体积混凝土温差，而且可以延长混凝土的使用期限。在大体积混凝土具体配制过程中，应当适当加入一些煤灰，这样做可以适度延缓水泥遇水之后释放出来的巨大热能，从而保证混凝土温差。在特定条件下还可以减少水泥用量，从而加强混凝土的强度。除此之外，粗骨料也是保证混凝土强度的关键因素。在保证混凝土强度的情况下，适度降低混凝土中的空气饱含量，尽可能减少粗骨料的砂含量，可以增加混凝土强度。

本文主要从大体积混凝土的配制、浇筑、振捣与温度控制方面的实践案例对大体积混凝土的施工技术进行了分析和总结（见表1）。

在实际的施工配比和原材料质量控制时应与混凝土搅拌站进行密切沟通和联系，明确混凝土的规格、等级、品种、掺量、掺合料的类型及外加剂的要求，明确混凝土强度的测试、和易性测试、出机口温度测试、抗渗性能的测试等。因此，对于大体积混凝土的配制，应该充分考虑温控指标，有效引入掺合料，降低水化热，引入膨胀剂，减少混凝土收缩徐变,这些措施对大体积混凝土温度控制都十分有利。

3 大体积混凝土施工技术应用

对于大体积混凝土施工，前期的配制优化十分重要，但后期的施工更加重要。基础混凝土之中预先埋设冷水管，这是决定基础混凝土硬度的关键。在大体积混凝土施工前期，基础混凝土的浇筑可采用分层分段浇筑方法，尽可能缩短两层混凝土之间的浇筑时间。要保证每一层混凝土之中温度差异相同或近似，不能出现一高一低的状况,从而影响到基础混凝土的强度和质量。当混凝土施工完成后，由于温差导致混凝土收缩造成裂缝。所以在混凝土搅拌施工时，一定要控制好混凝土内外温差。在浇筑时，混凝土应该符合国家建筑行业相关施工配制标准，尽可能将粗骨料均匀分布在混凝土浇筑地基表面。将上层混凝土湿润后进行下一层施工时，要注意将上层积水清理干净,做好两层混凝土之间的接浆合缝工作，避免出现水平工缝之外的其他缝隙。在浇筑混凝土时应当注意混凝土表面的渗水，要及时将混凝土渗出的多余水分处理干净，防止水分对混凝土凝结的破坏。混凝土施工完成后，对于混凝土的温度保护也十分重要，这关系到混凝土最后的成型和质量。在部分大体积混凝土施工完成之后，因为气温原因或者混凝土层之中存在空气，会出现塑性裂缝或者收缩裂缝,应及时进行填补处理。

表1 某水利工程中大体积混凝土材料的配制

3.1 优选混凝土各种原材料

1）水泥的选择

理论研究表明，大体积混凝土产生裂缝的主要原因就是水泥在水化过程中释放了大量热能。因此在大体积混凝土施工中应尽量使用低热或者中热的火山灰水泥或矿渣硅酸盐水泥，并尽量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的温差，从而提高混凝土硬化后的体积稳定性。

2）骨料的选择

在选择粗骨料时，可根据施工条件，尽量选用那些粒径较大、级配良好、质量优良的石子，以便减少用水量和水泥用量，还可以减小混凝土沁水和收缩现象。

3）掺加外加剂和外加料

掺加适量粉煤灰可减少水泥用量，达到降低水化热的目的，但掺量不能大于30%。

3.2 设计优化措施

精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性能的前提下，应尽可能降低混凝土的单位用水量，采用一高(高粉煤灰掺量)、二掺(掺高性能引气剂和高效减水剂)和三低(低坍落度、低砂率、低水胶比)的设计原则，生产出高强、高韧、中弹、低热和高极拉值的抗裂混凝土[2]。

应采用小直径、小间距的增配构造筋提高抗裂性能。

在应力集中的薄弱环节采取加强措施，避免结构突变产生应力集中。

在设计时，要注意水平工缝的预留不能影响大体积建筑物的使用功能和安全系数，否则有可能造成大体积建筑物安全隐患。在大体积混凝土工程施工之前，还要对工程质量，诸如温度应力、混凝土筑块温度等影响大体积混凝土施工的重要因素进行细致评估。在确定施工所用混凝土的内外温差、最高温度等控制指标之后，制定相应的施工监控措施和温控保温措施，防止施工过程中混凝土出现裂缝或凝固不完状况，以此来保证工程施工质量和施工安全。

案例表明，在优化配合比设计，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等方面采取积极有效的技术措施，坚持严谨的施工组织管理原则就可以防控大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生。

4 结语

随着经济的发展，大体积建筑物在国内的市场越来越广阔，但是大体积混凝土的配制以及具体施工技术却是由传统普通建筑物混凝土施工技术不断发展而来，所以在大体积混凝土施工时不可避免地存在一些的技术纰漏，导致施工效率低、浪费资源等不良状况。在大体积混凝土配制中，存在大量渗漏、开裂等施工技术问题。将温控指标引入混凝土的配制、运输、浇筑、振捣与养护过程，对于防止大体积混凝土因温度变化而产生的裂缝是十分有利的，而且对于大体积混凝土的设计、生产、施工、养护等也具有现实参考意义。因此，要改进目前大体积混凝土配制施工技术，就需要充分了解当前的施工技术,不断在具体的施工实践中逐步改进提高。

[1]王军强.大体积混凝土配比设计与裂缝控制技术[J].四川建筑科学研究,2015,01(03)：91-94.

[2]武世地,张红亚.大体积混凝土温度裂缝控制的工程应用研究[J].安徽建筑大学学报,2015,01(02)：17-20.