土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术探析

贾广征

河南建筑职业技术学院 河南 郑州 450000

1 大体积混凝土特点

大体积混凝土的特点十分明显，而且大体积混凝土工程条件复杂、对施工技术要求较高，如果施工技术不到位，则会出现一些影响建筑质量的问题。混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料，对于现代工程来说，混凝土一般是用水泥作胶凝材料，用砂石作集料，与一定比例的水进行混合并加以搅拌才能得出的。由于大体积混凝土体积较大，混凝土数量较多，所以说就需要就地浇筑、成型、养护，每一步都是必不可少并且必须要做好的。根据大体积混凝土的特点，施工人员一定要把握好施工技术，严格要求大体积混凝土浇筑施工质量，保证结构的整体性，并在浇筑过程中充分进行振捣，浇筑完毕后，要对成型的混凝土进行养护，完成整个施工过程[1]。

2 大体积混凝土工程施工过程中存在的问题

2.1 设计方案或施工操作不当

在施工过程中，由于结构的特殊性和易引起应力集中的部位，如转角处或截面突变处，往往存在设计缺陷，或处理不当等形式的外部约束。针对这些问题，相关设计人员在设计过程中应该更加重视这些特殊的位置。另一个问题是混凝土配合比设计得不合理，往往导致混凝土的收缩变形效果与预期形状相差较大，或抗拉强度偏低。在施工过程中，由于施工和养护技术的不成熟，对检测和养护的重视不够等问题，往往会导致大体积混凝土出现裂缝。

2.2 水泥中水蒸发热的影响

根据混凝土凝结的物理原理和混凝土化学组成原理，混凝土在凝固过程中的水化过程产生大量的水化热，这是混凝土内部温度不断变化和升高的主要原因。而且，由于大体积混凝土体积大，热量很难通过厚混凝土层散发出去，这将导致建筑结构中心温度高，表面温度低。根据力学和热学的相关原理，如果内外温差大，会导致混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力，最终导致大体积混凝土的形状与预定方案不同，混凝土表面容易产生裂缝。

2.3 混凝土收缩变形的影响

混凝土的硬化过程往往伴随着一定的体积收缩，这种收缩过程会在其中产生一定的收缩应力。根据物理力学原理，当混凝土结构的抗拉强度小于收缩应力时，混凝土结构就会产生收缩裂缝。根据相关经验和知识原理，大体积混凝土结构存在五种收缩变形问题，即凝结变形、干缩变形、冷缩变形、自收缩变形和碳化收缩变形[2]。

3 大体积混凝土控制裂缝的措施

3.1 严格控制混凝土配制比例

确定混凝土配合比是大体积混凝土浇筑施工中的关键环节。在混凝土配制过程中，相关人员要严格控制水泥和水的使用量，在满足工程设计强度要求的基础上，抑制水化热反应，改善混凝土的和易性。为进一步加强混凝土配制效果，优选矿渣水泥，并添加适量的粉煤灰，一方面，优化大体积混凝土配合比，另一方面，减轻混凝土泵送压力。总之，优化大体积混凝土配合比设计，可以减少水泥损耗量，增大表层混凝土强度，进而降低混凝土结构发生裂缝的概率，改进大体积混凝土浇筑施工质量，维护整体土木工程质量安全。

3.2 注重温度控制

大体积混凝土的浇筑工艺中，温度起着关键性的影响作用。进行大体积混凝土结构的温控计算的实质，是掌握混凝土结构内部温的具体的变化规律。当然，理论与实际施工操作会存在一定的差异，在实际施工中，由于受到自然环境和人为因素等影响，因而温度控制无法实现百分之百达到某一标准范围。因此在施工过程中，对于温度进行监控制并将监测结果进行实时分析，具有重要意义。能够为有关团队及时采取相应措施，避免结构裂痕的产生提供重要依据。控制施工过程中的温度情况，可以采用降低浇筑温度和水管冷却两种常用的温度控制方法。根据经验，进行混凝土浇筑的环境温度一般不可＞28℃。若混合材料中含有石子和黄沙的成分，应防止浇筑过程受到阳光直射，可以采取棚下浇筑的处理方式。若环境温度较高，则可对原料石子进行浇水进行温度控制，并且混凝土的输送泵上还应设置遮阳泵。由于大体积混凝土构件的体积较为庞大，在浇筑过程中，若缺乏人工冷却的相关措施，令其天然冷却，这一过程将会变得十分缓慢，以理论值计算这一冷却过程可能达到几年时间之长。因此，采用冷水水管方式来对大体积的混凝土结构部件进行降温，可以有效降低基础温差，控制温度应力，防止混凝土裂痕的产生。

3.3 注重材料控制

根据冷凝土的冷凝过程原理可知，混凝土的主要力量来自于水泥的水化热，因此，在选择混凝土原材料时，应优先考虑水化热较低的水泥种类，单位水泥的用量应控制在380kg。关于骨料的选取，应优先考虑膨胀系数，膨胀系数较小的骨料，更能够在混凝土结构中发挥良好性能。以碎石形状为最佳，采用的碎石径粒应大些。有效降低冷凝过程水化热，可以向混凝土中加入优质煤灰粉这一添加加料，煤灰粉的使用用量应高于20%。外加剂也可以选用一些高效减水剂和膨胀剂，外加剂的使用可以改善混凝土的工作性能，并且减少混凝土结构固件中胶凝材料的使用量，能够有效地提高混凝土的整体强度，增强其防水性、抗裂性[3]。

3.4 混凝土浇筑施工

在大体积混凝土浇筑施工过程中，待第一层混凝土浇筑完毕后，根据混凝土凝固状态决定第二层混凝土浇筑施工时间。但是要在第一层混凝土初凝前进行第二层混凝土的浇筑，以加强整体浇筑作业的连续性，降低发生混凝土结构裂缝的概率。无论是采取分层浇筑方式，还是连续浇筑方式，都必须严格控制各浇筑层的间隔时间。通常，多通过试验的方式确定各浇筑层的间隔时间。

3.5 对冷却管实施降温处理

在实际施工中，将冷却管道提前布置在混凝土结构的内部，依靠冷却管道的冷水回流作用，提升混凝土内部结构多余热量的流失率，达到降低温度的目的。与此同时，布置冷却管道还能保证混凝土浇筑结束后通水循环冷却的正常运转。

在降温过程中，相关人员要严格控制冷却管中的流通水量，以及流通介质的温度。如果冷却管内的水温过高，在热传导作用和热压作用下，会增大管内的水流量，加快管内水流速。需要格外注意的是，冷却管的出水不能影响施工作业的正常运转。若混凝土结构已经初步硬化，则施工人员还可以利用冷却管出水的方式对成型的混凝土结构加以养护。待混凝土结构养护结束后，采用正空压浆法实施注浆和压浆，以免冷却管内部水温影响混凝土结构强度。

3.6 水平施工缝处理

分层浇筑是大体积混凝土浇筑施工中的关键环节。客观地说，分层浇筑的操控难度较大，一旦处理不到位，会直接降低施工质量。在大体积混凝土分层浇筑过程中，应及时清理软弱混凝土表层的浮浆、石子和大粒径颗粒物。密切观察粗骨料的状态，确保粗骨料始终保持均匀状态。使用高压水枪对混凝土表面实施清理，为混凝土浇筑施工提供有利条件。同时，确保混凝土表面无明显积水，且始终保持湿润状态。在混凝土浇筑过程中，如果采用非泵送方式运输混凝土，则需选择适宜的接浆方式，且结合建筑工程结构特点，严格遵守标准规范进行浇筑。按照由短边向长边延伸的次序完成浇筑，进一步加强浇筑效果。

3.7 大体积混凝土养护

大体积混凝土结构养护水平直接决定了整体土木工程施工质量。一般来说，对于大体积混凝土结构的养护多采用保温法和保湿法。保温法是通过控制大体积混凝土结构表面的温度来调节温度梯度的。由此，使混凝土结构因内外部温度差异引发的拉应力小于混凝土结构自身的抗拉强度，防止混凝土结构出现裂缝[4]。

4 结束语

综上所述，在土木工程中，大体积混凝土的施工质量极为重要，建筑施工人员一定要根据大体积混凝土的特点控制施工技术，做好浇筑前准备工作，浇筑时要控制好浇筑方式，并且要重点注意浇筑后的养护工作，避免大体积混凝土的裂缝产生。同时，把握好大体积混凝土浇筑施工要点，加强混凝土振捣以及养护工作，保证建筑工程中大体积混凝土浇筑的施工质量。