土建施工中关于混凝土施工技术的应用

任勇

【摘 要】水泥在水花的过程当中都会有大量的热产生，因此会产生一定的温度应力，以及再其遇冷的时候收缩，产生一定的收缩应力。可以说这方面的原因是大体积混凝土裂缝的最主要的原因，因此针对这种情况需要采取不同的措施，来控制大体积混凝土裂缝的现象发生。本文主要从实际工程案例进行分析，大体积混凝土产生列分的原因，及针对这些问题提出了相应的解决措施，这些对于预防大体积混凝土防止裂缝具有重要的意义。

【关键词】大体积混凝土 裂缝 控制

1 引言

对大体积混凝土裂缝进行控制是一项重要的工作，混凝土中水泥在进行水化释放出水化热产生了温度应力，混凝土在受冷、养护过程中发生收缩，进而产生的收缩应力是产生大体积混凝土裂缝的主要原因。针对不同类型的大体积混凝土应该采用不同的控制裂缝的措施，主要控制其内部的温度，避免混凝土出现收缩。下面结合工程实例，分析其裂缝的产生原因及相应的控制措施。

2 基础的大体积混凝土产生裂缝的原因

2.1 水化热导致的内外温差变化

大体积混凝土由于其尺寸大，混凝土用量大等特性，容易导致结构变形，当混凝土水泥水化时，所产生的水化热及周围的温度约束会对大体积混凝土产生影响，进而出现温度应力。在温差超过25℃时，混凝土所承受拉力超过其抗拉强度极限值，便形成了塑性变形，甚至是永久变形，就产生了裂缝。

第一个阶段是在大体积混凝土的浇筑初期。初凝时，需要的水泥量大，而大量的水泥水化必然会释放巨量的水化热，由于水化热的产生，使其内部的温度上升速度很快。而混凝土表面由于散热性较好，表面温度很快降低，低于混凝土内部温度。这样混凝土形成了一个内部温度高，表面温度低的梯度，根据热胀冷缩的原理，混凝土内部便出现了压应力，但是外部表现为拉应力。当混凝土表面的拉应力大于混凝土自身抗拉强度时，便出现了裂缝。第二个阶段的界限是从混凝土自身浇筑了72个小时之后。在这个第二阶段当中，混凝土自身的水化热之后并且释放完毕，混凝土结构的内部开始进行进一步的降温，使得整个的混凝土结构从开始的膨胀开始慢慢转为自身的收缩，再加上混凝土自身结构当中的一部分的水分逐渐散失，最终使得混凝土自身的体积进行收缩并且变形，不过还是因为其有外部的一定程度的约束，其自身是不可能发生特别大的变化的，由此其自身就很有可能出现从混凝土的结构自身的约束面而向上产生的一些温度裂缝，而这些裂缝的存在对于混凝土自身结构的整体性以及耐久性都带来了坏处。

2.2 混凝土的收缩

混凝土结构自身也会出现一些导致混凝土产生的裂缝的情况，其主要原因是钢筋配置不够或者钢筋为粗大钢筋，使混凝土和钢筋的粘结面积不够，由于承受结构拉力而混凝土收缩产生裂缝。还有一种可能是，混凝土的配合比不合理，混凝土结构在施工过程中也会产生裂缝，比如混凝土强度过低，坍落度过大或过小，混凝土初凝时间不够等诸多原因均会导致混凝土因收缩变形而产生裂缝。

2.3 工程案例

某地区要建造一座商业大楼，其建筑面积为六十五万平方米，该项目工程的主楼建造，是由两座塔楼、基座以及裙楼组成的，本工程的基础采用直径为1.5m的钻孔灌注桩，两个塔楼位于桩基础之上。针对此工程可以采取的防裂缝措施论述见下文。

3 基础结构的大体积混凝土防裂缝措施

3.1 把握好混凝土材料配合比

一般来说我们可以尝试通过在混凝土的铸造的时候进行合理的配置钢筋成分来进一步的控制在一般的混凝土的结构当中容易出现的裂缝，这其实对于一些大体积的混凝土也能够起到一些效果。要想控制混凝土制造时水泥水自身化热所可能产生的一些裂缝，我们可以尝试在设计当中，在一些有可能会出现混凝土的裂缝的相关部位进行大量钢筋的配置。混凝土结构的主要材料为混凝土和钢筋，前面已经提到控制配筋来控制裂缝，对于混凝土材料，要注意选用性能良好的原材料并不断优化其材料配合比，使其具有较强的抗裂能力，使混凝土结构的温度升高小，通过优化材料和配比，获得“低温、低热”的混凝土，从而降低温差，减少结构的裂缝。对于混凝土材料的选择可以参照一下条例进行：

（1）水泥：根据大体积混凝土的特点，可以选用低水化热的水泥品牌，在满足大体积混凝土各方面要求的情况下，比如质量要求、泵送要求等，尽量减少水泥的用量。（2）砂石：选用级配比较好的砂石，石子的粒径最好在10～30mm的区间，其含泥量不宜大于1%，而且不能含有有机杂质。砂子最好为中粗砂，细度模数不宜大于2.6，含泥量不宜超过2%。在满足泵送的要求下，尽量选择粒径较大的石子，降低砂率，级配较好的砂石，以减少单方的混凝土水泥用量和用水量。（3）外加剂：混凝土掺用外加剂时，可以保证混凝土的泵送条件和控制混凝土的坍落度损失，使混凝土的初凝时间不少于6小时。（4）配合比：混凝土的配合比选用应满足以下要求：水灰比控制在0.3～0.4，胶凝材料控制在530kg/m3以下，砂率控制在40%～50%范围内，硂的初凝时间控制在12h以上。

3.2 注意对混凝土的升温和降温进行控制

对于控制混凝土结构的升温、降温速率，主要是减小内外温差，可以采用的具体措施有以下几点：

（1）合理使用高效的缓凝减水剂。其不仅能够改善混凝土的和易性，还可以降低约10%的用水量和水泥用量，从而达到降低水化热，控制施工过程中可能出现的温度裂缝的目的。（2）掺入粉煤灰。在混凝土中掺入粉煤灰可以顶替部分水泥的作用，可有有效的降低水化热，但值得注意的是，只能在采用普通硅酸盐水泥的混凝土中掺入粉煤灰。（3）粗细骨料的选择。施工中应该优先选择级配较好的粗骨料进行配置混凝土，由于工程中常采用商品泵送混凝土，因此花岗岩碎石作为粗骨料只能取粒径为10-30mm。（4）注意对混凝土的出机、浇筑温度进行控制。主要对其升温值和温差进行有效控制。一般采用降低混凝土骨料的温度来进行对混凝土温度的控制，比如当工程在夏季施工，由于天气温度本身较高，可以搭设一些遮阳的设备来降低砂石温度，并可以采取冲水降温的方法。采取一些夜间浇筑等合理有效的施工流程和机械来控制混凝土的浇筑温度。（5）当混凝土自身浇筑进行完毕之后，如果要尽快的减少混凝土降温阶段所带来的内外之间的温差，我们有必要采用相应的保温以及保湿养护相关的措施，进而保证混凝土自身的水化过程，同时还需要进一步的确保其混凝土自身的抗拉的强度，同时还能够延缓水化热等相关的降温的速率积极的作用。

3.3 控制混凝土收缩，提高抗拉极限强度

大体积混凝土的混凝土浇筑施工，可以采用分阶段分层振捣密实的方法，并进行二次振捣，主要目的是排除混凝土中部分可能出现的水分和空隙，提高钢筋和混凝土之间的粘结力，避免由于混凝土坍落度过大，因为塌落度过大很容易出现结构裂缝，这种方法可以有效的改善混凝土结构内部出现的微裂的现象，提高混凝土结构的密实度，从而增强混凝土结构的抗裂性能和抗压强度，同时有助于内部热量的散发，减低内外温差。

3.4 大体积混凝土施工监测控制

在其进行温控施工过程中，不仅要测点水化热，而且对于混凝土浇筑也要进行详细的温度的监测，可以浇筑混凝土的一些主张要的位置埋设一些传感器，对混凝土结构的内外温度变化进行有效的监控。而且区域的气候情况、基础的结构构造、基础的约束形式及结构的配筋情况均会影响其应力状态。在各项降温措施实施之后，通过实时监控的手段，在一定范围内，能准确的采取保温保湿措施来防止其产生裂缝。界面粘结剂乳液确保存放温度保持在40℃以下，可使用塑料水塔进行存储。进行界面粘结防水层施工时，是利用混凝土拌和楼进行后场搅拌，利用拌和站的称量系统进行称量。称量过程中，搅拌缸要求不间断进行搅拌，直至最后一次称量搅拌完成。搅拌过程中专人负责观察混合料状况（主要是干湿状况和施工性），防止水泥仓内水泥出现大块结团现象，粗集料中混入大块碎石或砖头等，设专人负责原材料状况检查，保证水泥的连续、正常供应，且称重正确；防止料斗内有其他不同种大颗粒材料混入后影响路面摊铺质量。

4 结语

大体积混凝土产生裂缝的主要原因是由水泥水化热产生的内外温差，而产生的温度应力和混凝土的收缩产生的收缩应力。验算底框砌体结构进行时，对于多层结构刚度比较均匀的话可以适用底部剪力法，而一些架构比较复杂的多层结构的抗震墙的方式不能完全适用于底层框架混合结构的剪力分配。对于这种情况应该采用剪力按比例山框架按刚度承担，抗震墙承担全部剪力的双保险的方法。当电算化已经普及在工程设计的今天，如何做出正确的评价和分析就显得非常的重要。对于点算结果的分析和判断需要从多方而进行考虑，尤其是电算结果的实际应用上能否满足实际的要求。针对这些原因本文提出了注意对混凝土材料配合比进行控制，以期降低其用量的同时提高其抗拉强度；控制混凝土的温度升高和降低混凝土的温度降低速率，以控制内外温差；在大体积混凝土施工过程中对温度进行实时监控，信息化施工。经过工程实践证明这些措施可以有效的控制大体积混凝土施工产生的裂缝。

参考文献：

[1] 赵振宇.建筑工程大体积混凝土裂缝控制与应用[J].四川水泥，2014（12）.

[2] 席云峰.房屋建筑的大体积混凝土施工技术[J].中华建设，2015（02）.