建筑工程中大体积混凝土浇筑问题及养护措施

张霄逸 兰州现代职业学院讲师

在大体积混凝土作业过程中，最大的技术难点和问题是找到应对表面裂缝问题的手段和方法。绝大多数大体积混凝土出现开裂问题，主要与降温收缩、干燥收缩有关。自由状态下的混凝土即便出现收缩情况也不会有内部拉应力问题的出现。如果混凝土面临地基约束条件，其内部就会有拉应力的出现。拉应力比混凝土当前抗拉强度高的时候，混凝土就会出现开裂问题。

一、大体积混凝土项目的浇筑特点

与常规混凝土项目的唯一区别是，大体积混凝土体积更大。一般大体积混凝土的结构物尺寸超过1 m 以上，施工中对于原材料有着很庞大的需求，有着十分复杂的工程条件。为保障工程质量，必须做到规范化施工，特别是连续化混凝土的浇筑[1]。假设没有保障连续性，就会出现严重的施工裂缝，影响浇筑效果、浇筑质量。之所以要在大体积混凝土浇筑中添加膨胀剂与减水剂，是为了改善混凝土的整体性。在大体积混凝土施工中，水热化引起的影响十分突出[2]。在大体积混凝土自身体积因素的限制下，混凝土内部的热量无法散发。此时内部与外部就会出现较大的温度差异，引起严重的裂缝问题。此外，大体积混凝土的后期养护要求较高，需要多加注意。

1、控制裂缝

为了实现裂缝的有效控制，施工环节必须做好水泥与砂石比例管理，控制水泥用量，控制水泥反应阶段出现的热量。混凝土作业时可加入适量的减水剂、膨胀剂用于调整水泥比例、水泥用量，以满足建筑物建设要求为基础，确保混凝土性能达标[3]。必须掌握温差问题，不能忽视温差引起的影响。降低初始温度十分重要，是避免内外出现过大温差的前提。可以用冷水降温方法，控制表面初始温度。如果温差在25 ℃以内，可以直接拆模；如果温差超过25 ℃，需要使用相应的降温方法，温度降下后拆模。浇筑混凝土时，必须安排专人监控，负责温度变化监测，记录温度变化过程，并及时采取有效的应对措施。另外，为避免混凝土裂缝出现，控制钢筋保护层厚度也是十分重要的，如果混凝土厚度非常大，混凝土易出现裂缝。

2、浇筑技术分析

在正式进行混凝土浇筑作业前，需要保障地面清洁与干爽。材料方面，需要结合现实需求与施工标准条件，把握浇筑技术要点，合理优化材料配置，选择与工程情况需求相匹配的水泥品种。做好浇筑材料的管理，选择合适的水泥与砂石比例，做好初凝时间的控制工作。骨料的比例按照工程体积情况确定，一般为80%～83%，否则很难达到最优建设效果。选择骨料的时候更倾向于级配优良、低线膨胀系数骨料。使用前认真观察表面，不应选择有弱包裹层的骨料，要控制好岩石弹模，确保大体积混凝土能顺利完成浇筑作业。如果有必要甚至需要人为适当延长凝固时间，让混凝土可以有更多时间能散热。通常，热量蒸发时间在3 ～4 h[4]。施工中为了降低温度，可以选择多种手段，但绝不能使用的方法是中途加水。浇筑作业进行时，需要选择分区浇筑与处理手段，严格按照规定流程与顺序工作。振捣需要秉承缓慢拔出、快速插入原则，这样才能保障振捣均匀性，提高混凝土密度。另外，混凝土凝固前需要认真浇筑，不可以出现中途中断问题。如果遇到意外无法完成，需要使用补救手段保障浇筑质量。

3、大体积混凝土浇筑思路

浇筑混凝土时，浇筑一层后振捣并继续浇筑新混凝土。此外，施工中混凝土供应、钢筋疏密、结构大小也是需要充分考虑的问题。浇筑混凝土需要用全面分层方式，也就是在第一层混凝土还没有彻底凝固之前展开第二层浇筑。该方法大多被用在没有过大施工面积的工程项目、工程平面。另外，分段分层施工方法也是常用手段，该方法从底层开始，随后一层层往上浇筑。遇到厚度比较大的结构，这种方法的操作会遇到较大的麻烦。分层分段施工可以有效缓解混凝土不足问题。面对长度比厚度大的结构体施工，斜面分层施工是非常好的方式。从下往上浇筑，斜面坡度需要≤1/3。

4、合理配比材料

配合比的设计要求为，充分保障设计强度，做好水化热问题的处理，确保混凝土可泵性、和易性达标，控制水与水泥用量。

施工中所用的水泥必须是水化热低于32.5 MPa 的矿渣水泥，用量为340 kg/m3水泥。作业时需要向混凝土中添加一级粉煤灰100 kg/m3。大体积混凝土的粉煤灰掺和能节省大量水泥，并提升混凝土可泵性。因为矿渣水泥自身就有一定量惰性与活性的掺合料，所以必须做好施工细节管理，以免对工程安全性、稳定性造成影响。

5、提高抗裂性

为了避免混凝土收缩，应对混凝土收缩问题，最常用的方法与手段是使用行之有效的方法弥补收缩混凝土，将其自缩性控制在工程项目可控范围内。施工中必须严格按照混凝土的添加标准、应用技术确定措施。科学合理的技术手段是保障混凝土抗裂性达标的必要前提。施工中混凝土的各种材料配比管理十分重要。我国土木工程大体积混凝土施工作业必须严格按照规定施工，绝不能随意调整材料配比。施工前现场人员进行测试，在多次测试与对比中确定最合理的配比方案，以强化混凝土结构的稳定性和安全性。

二、大体积混凝土裂缝成因

在大体积混凝土项目施工中，如果混凝土内外出现比较大的温差或者受质点约束，此时温度应力变大，超出混凝土抗拉承受上限，所以会有裂缝出现。如果裂缝的宽度不足以对结构的强度造成严重影响，则不用处理。但如果宽度大小足以影响结构的耐久性，就必须正确认知裂缝成因。

1、水化热

浇筑大体积混凝土时，水和水泥的相遇会产生化学反应，此时会释放大量热量，而高强度结构的断面会影响热量的挥发。因为大体积混凝土外壳比较厚，所以内部热气释放不出去，久而久之就会堆积大量热气，使内外出现非常大的温差。大体积混凝土项目完成浇筑后，内部温度一般在5 天左右时达到最高。

2、收缩变化

在水泥硬化过程中，水分需求比较大。大体积混凝土施工水分需求为20%。混凝土凝固过程中水分持续蒸发，此时混凝土收缩，体积变小，影响混凝土质量。从本质上来看，大体积混凝土项目的收缩与施工方式、掺合料种类、调配比例、水泥种类有直接关系。

3、外界气温

施工时外界气温同样会影响大体积混凝土的浇筑温度、浇筑质量。外界气温较低时，混凝土本身的温差问题变得非常突出，致使结构出现裂纹，影响项目建设稳定性。

三、大体积混凝土项目浇筑养护措施

大体积混凝土项目浇筑作业完成后，必须让混凝土立刻进入静置状态凝固。在凝固过程中，很多外界因素都会影响混凝土质量。为了减少外界因素带来的影响，需安排专人进行大体积混凝土工程养护管理工作。

1、合理控制混凝土内外温差

为了保障混凝土性能稳定，减少裂缝问题出现的概率，混凝土的内外温度必须尽可的能控制在20 ℃以内。当然如果混凝土材料抗裂性良好，可以适当放宽该要求，一般在20 ～24 ℃。另外,为了可以准确且及时掌握混凝土的内外温差状况，浇筑环节需要设置测温管，配合使用外部的测温设备。如果发现混凝土内外温差超过规定值，必须及时制定应对策略消除负面影响。

混凝土内外温差表现有4 种常见形式：（1）外温比内温高，可以采用泼洒凉水的方式予以处理，这是一种成本很低且效果良好的方法，但操作过程中必要控制好混凝土含水量；（2）内温比外温高，需要在浇筑环节设置冷水管；（3）正值温差，需要使用降温手段；（4）负值温差，需要进行保温，常用方法有铺设塑料膜、草席。

2、合理预测温度

以补偿收缩与约束条件为前提，决定和影响大体积混凝土降温收缩效果的关键点在于降温速度、降温值，这里的降温值=（水化热升温值+浇筑温度）-环境温度。为了避免有大体积混凝土裂缝问题的出现，需要提前预测浇筑温度，了解混凝土升温后的应力大小，以此为参考点制定控制浇筑温度的手段，并制定应急措施。

3、提高混凝土抗裂性

抗裂性不足是混凝土出现裂缝的重要诱因。为了提高混凝土的抗裂性，浇筑完成后需要在浇筑面表面设置抗裂钢筋网片。抗裂网片是控制混凝土收缩量的有效方法，能有效预防收缩裂缝问题。

4、使用均匀、非强制降温措施

大体积混凝土作业使用2 种模板，即木模与钢模。钢模板使用中，为应对保温养护需求，需要在外部使用保温方法。木模板使用中，木模板可以直接作为保温材料。不论木模板还是钢模板，拆除后都要按照大体积混凝土的块体实际温度情况，根据温控指标要求采取相应保温方法。

四、结语

当前，大体积混凝土项目的出现为人们提供了舒适、安全的生活环境、工作环境。但是，大体积混凝土项目施工环境、施工条件复杂，面对大体积混凝土项目的广泛普及，必须深入思考大体积混凝土项目的施工特点、具体情况，做好过往经验总结，分析裂缝出现原因，采取行之有效的应急预案、预防措施，优化技术工艺，确保浇筑作业有序推进，最大限度地保障混凝土性能和工程质量，为我国建筑业可持续发展提供支持。