大体积混凝土结构施工技术分析

2021-01-12周姝航

散装水泥 2021年4期

周姝航

（太原学院，山西太原 030032）

1 引言

大体积混凝土施工技术是影响整个建筑质量的重要因素，因此，在施工过程中必须选择适当的施工技术，并严格按照标准操作，以防止施工过程中出现混凝土裂缝。同时，要积极引进先进施工技术，提高大体积混凝土结构的施工技术水平，确保高效、优质、安全地完成土木工程施工，促进土木工程的可持续发展。

2 研究意义

混凝土结构是土木工程中使用最广泛的一种建筑形式，影响土木工程整体施工质量，决定着土木工程整体后期使用价值。就土木工程实际施工而言，由于结构特性不同，对混凝土结构形状和体积的要求也有所不同。根据混凝土结构类型，有些混凝土体积相对较大，并且比现有混凝土结构的体积标准要高得多，因此，要合理应用施工技术，严格控制施工过程，有效改善土木工程中混凝土结构的质量和安全性。

3 大体积混凝土结构的特点

大体积混凝土是指在第一次混凝土浇筑时，浇筑的总量大于1 000m3的混凝土结构。大体积混凝土结构相对较厚，水泥的水化热现象会更加严重，具体施工条件也更加复杂，容易发生温度变形或建筑结构开裂，如不能妥善处理，将直接影响整个建设项目的施工质量。建筑过程中大体积混凝土建筑结构的截面厚度至少要达到80cm，混凝土的使用总量相对较大，对施工工艺的要求更高。

4 大体积混凝土产生裂缝的种类

4.1 温度裂缝

大体积混凝土产生裂缝的主要原因之一是施工过程中的温度应力问题。在施工过程中，如果温度发生显著变化，则混凝土结构会膨胀或收缩，在混凝土结构内部产生温度应力。混凝土的内外温度差越高，温度应力水平越高。当浇注大体积混凝土时，混凝土结构的内部水泥会发生水合反应，产生大量热能使混凝土内部温度急剧上升。但由于混凝土外部温度变化不大，内部与外部之间的温差变大，如果该温度差超过25℃，则会出现混凝土裂缝。

4.2 收缩裂缝

裂缝本身会因为温度变化而自行收缩。如果在浇筑混凝土后未正确固化混凝土，水合作用会消耗大量水分，使水泥凝胶孔减少，干燥效果随之降低，出现严重的自收缩现象。浸没混凝土内部的水分不断减少，会在结构孔隙中产生很大负压，导致混凝土出现裂缝。大体积混凝土在硬化完成后，表面水分的挥发快于内部水分，混凝土结构内部和外部的收缩率和变形率不同，产生特定的张应力，导致收缩开裂现象。

5 大体积混凝土产生裂缝的原因

由于大体积混凝土结构的特殊性，在施工过程中容易出现裂缝，从而影响混凝土的结构质量并影响整个建筑物。在土木工程中，混凝土结构施工产生裂缝的主要原因有以下几个方面。

5.1 地基因素

如果地基中存在不稳定因素，施工过程中将难以保证大体积混凝土结构的质量。混凝土施工中使用的材料通常较重，如果地基下沉，一定会影响混凝土结构，导致其产生裂缝，致使施工受阻，影响施工进度。

5.2 温度因素

土建工程中应用大体积混凝土结构施工技术时，施工质量容易受到温度的影响。在大体积混凝土施工过程中，温差较大时，温度应力会增加，出现混凝土裂缝。

5.3 技术因素

在施工过程中，影响大规模施工质量的重要因素：

（1）选择适当的、详尽可靠的施工技术。

（2）相关技术人员通过专业技能测试。如果施工技术不符合当地的地质条件或未按照标准流程进行施工，都会影响大体积混凝土的质量。

5.4 混凝土自收缩因素

在土建工程大体积混凝土施工过程中，必须确保水分蒸发时内外温度差小于20℃，以保证浇筑后硬化混凝土的质量，但在实际施工中，施工人员无法有效地蒸发水分，从而抑制了混凝土的收缩，出现混凝土开裂现象。同时，由于在建筑中使用大体积混凝土，通常需要添加一定量的添加剂和矿渣以提高混凝土的强度，使得施工人员更难控制混凝土水分的蒸发，导致混凝土开裂。

6 大体积混凝土结构施工技术及分析

6.1 温度应力控制技术

大体积混凝土施工过程中，相关技术人员必须实时测量和记录混凝土温度，作为施工依据。技术人员需要根据统计的温度数据对大体积混凝土进行正确处理，以获得最佳的质量和强度。在测量混凝土温度时，必须准确计算各层的温度差，并将温度特性与短期变化记录下来。在温度应力控制的过程中主要有如下两种方法。

（1）减少水泥掺加量。由于大体积混凝土结构中的裂缝主要是受水泥水化热的影响而引起的，因此，适当减少混凝土材料中水泥材料的用量可以有效降低水泥水化热，并避免内部和外部的温差过大。有效控制温度应力，防止混凝土裂缝的出现。但减少水泥的添加量会对混凝土的强度产生一定影响，因此，必须添加其他材料，以使混凝土的强度满足设计和标准要求。例如，可以添加减水剂，不仅使混凝土的强度满足要求，且显著降低了混凝土的水化热。

（2）控制浇筑温度。在混凝土浇筑过程中，浇筑温度与外部环境有很大相关性。如果浇筑温度过高，混凝土的水化速度就会过快，温度应力也会增加。在大体积混凝土浇筑过程中应尽可能避免高温，如避免混凝土浇筑工作在夏季中午进行。另外，可用冷水降温，以有效降低浇筑温度，降低温度应力，有效防止混凝土裂缝的出现。

6.2 材料控制技术

大体积混凝土的材料控制技术主要有两个方面：

（1）确保材料的质量。建筑工人必须在施工前合理有效地混合大体积混凝土，以使其在使用的过程中能满足各种强度和硬度要求。

（2）施工中注意控混凝土的温度。为了在建造立柱混凝土时有效地控制混凝土温度，应尽可能减少水泥和水的用量，并进行有效的通风，防止混凝土开裂。

6.3 混凝土浇筑技术

混凝土浇筑采用无缝施工技术，主要表现在以下几方面：

（1）充分了解工程设计后，结合施工经验实施项目，为确保项目质量，提前计划、制定并严格执行科学的操作规范。

（2）缩短混凝土运输时间，防止运输环节的性能变化。

（3）在材料进入施工现场之前，必须进行科学测试，分析其性能是否符合使用要求，一旦发现问题必须及时更换，从源头上消除风险。在运输混凝土时，最好选择泵送以确保现场浇筑的质量。

（4）选择合适的高度和厚度并控制细节，确保符合项目要求，降低潜在的安全风险。

6.4 混凝土振捣技术

混凝土浇筑后，必须对其进行振动和防裂处理。无缝施工技术的应用优势更为明显。采用振动棒使混凝土结构振动更充分，振动过程中严格控制振动时间，防止振动过大而影响混凝土的性能。根据需要适当地引入预应力，充分发挥预应力作用，有效防止主体结构开裂。不断地研究、开发新技术，有效地处理裂缝，使建筑物更耐用、更安全、满足使用要求。

6.5 抗裂性能提高技术

为避免大体积混凝土出现裂缝，应合理配置各种原材料，从源头上提高混凝土质量。随着科学技术的不断发展，大体积混凝土施工技术方法也在不断更新。在大体积混凝土施工过程中，为了更好地保证施工质量和混凝土强度、满足建筑设计的具体要求和标准，一定要注意混凝土的搅拌，保证各种材料充分融合，减少施工过程中因原材料引起的裂缝。可以使用检测设备进行质量检查和维护，通过在混凝土中插入钢筋来提高抗裂性。在使用钢筋时，要掌握好分布间距，以提高抗裂性。

6.6 应力释放技术

应力释放技术即采用跳仓法施工。该施工技术可以有效防止混凝土温差收缩开裂。应力释放技术的应用效果非常好，但是缺点是应用范围有限，如果大体积混凝土浇筑面积在40m2以上，则无法使用该技术。

6.7 养护与测温技术

在浇筑完成后，必须加强温度测量，最常用的方法是在混凝土中嵌入测温线，每个测量点通常有3个温度测量线。通常使用JDC-2电子测温仪进行测温。专业技术人员测量时，需要连续测量并记录，绘制混凝土温度测量曲线图。随着内外温度差的缩小，可以适当减少测量次数。根据温度测量数据的分析并结合大体积混凝土的强度要求，采取合适的混凝土养护措施。混凝土养护采用洒水和潮湿覆盖的养护方法，时间不得少于7d；对掺用缓凝剂或有抗渗要求的混凝土养护不得少于14d。对于竖向混凝土结构，养护时间宜适当延长。大体积混凝土，养护不得少于14d，养护过程应进行温度控制，混凝土内部和表面温差不宜超过25℃，表面与外界温差不宜大于20℃。