建筑工程中大体积混凝土结构施工技术与要点分析

文／隗艳 北京格林雷斯环保科技有限公司 北京 100000

引言：

在当前建筑工程建设中，大体积混凝土结构施工是很重要的一项内容，这与新时代下的建筑工程需求有着紧密联系。与其他工程建设相同，大体积混凝土结构施工技术也是获取较好施工效果的关键，结合实际工程经验发展，在应用大体积混凝土结构施工技术进行施工时，各环节技术要点需要得到很好把握，同时也需要尽可能多地考虑到外部因素带来工程施工的不利影响。规避风险与不利因素，被视为提升施工质量的关键要素，同时也是把握施工技术要点的重要元素。文本所探讨的大体积混凝土结构施工技术应用，其要点不仅仅来自于技术本身，也有因操作方式不当所引发的质量问题，比如温度参数、对外添加剂的选择与使用等。

1、建筑工程大体积混凝土结构施工概述

1.1 大体积混凝土结构

大体积混凝土结构在当前建筑工程中应用较多，因为施工所需要的混凝土量非常多，所以被称作大体积混凝土结构，体积大和结构厚实是它的主要特点。为确保工程质量，施工中对混凝土配比、浇筑和振捣等操作要求会很好，养护也是很重要的一个环节。基于以往普通混凝土结构施工经验，裂缝、结构性能、结构强度等问题，在大体积混凝土结构施工中会更多受到关注。除了要有适合的施工方法和施工技术做支持外，各种参数也是很值得去注意，比如温度参数、材料参数等。因此，目前人们所总结出的大体积混凝土结构施工要点包括：混凝土配比、混凝土浇筑、混凝土振捣、混凝土养护、施工温度、材料质量、技术应用情况等。

1.2 大体积混凝土结构材料特点

通过前面分析我们知道，体积大和结构厚实是大体积混凝土结构施工的主要特点，对整个施工工艺要求也比较高。结合实际施工经验我们发现，致使大体积混凝土结构发生变形的主要因素之一是过高的水泥水化热温度，界限温度为25℃，只要不超过这个温度，混凝土结构发生变形的概率就会很低。混凝土结构发生变形会直接导致裂缝产生，裂缝产生除了与温度有关外，也与结构平面尺寸大小有关。深层裂缝、表层裂缝和贯穿裂缝是比较常见的三种裂缝类型，相比较而言，表层裂缝所带来的危害较小，深层裂缝和贯穿裂缝所带来的危害较大。深层裂缝会给混凝土结构的完整性造成破坏，贯穿裂缝较容易使大体积混凝土形成断面，严重影响其可靠性。

2、大体积混凝土结构施工质量影响因素

2.1 混凝土体积变化的影响

在物理作用下，混凝土本身的形状会发生一定的变化，同时会产生体积的变化。通常来说，这种变化具有明显的不确定性，体系变化的量也无法提前进行预测。而在化学作用下，混凝土材料会发生侵蚀作用，也会造成体积变化的情况。这种变化通常与外界环境条件、材料特征之间具有密切的联系。

在大体积混凝土结构施工的过程当中，施工人员通常会在材料当中加入一定量的抗渗材料来提高混凝土整体的抗渗性能。如果没有加入该材料的话，大体积混凝土在使用的过程当中就会出现抗渗性差的情况，导致一些具有腐蚀性和渗透性的溶液进入到混凝土内部，导致混凝土本身的质量发生变化，进而出现体积的变化。具体来说，这个过程中大体积混凝土的体积变化主要会经过三个阶段。第一个阶段是在初凝期；第二个阶段则是从初凝期到终凝期；第三个阶段则是在终凝期之后和养护期。

2.2 混凝土收缩的影响

无论是大体积混凝土结构还是其他的材料，都会出现热胀冷缩的特性。这也说明了混凝土材料会随着温度的变化而出现变化，当混凝土内部温度不断下降之后，该结构就会出现收缩，从而产生开裂。常见的收缩主要包括以下五种。

（1）干燥收缩

在施工的过程当中，如果环境的湿度比较低，空气比较干燥的话，大体积混凝土的内部与外界环境之间就会形成毛细渗透压，在该渗透压的影响下，混凝土内部的水分会通过凝胶孔散发出来，导致混凝土当中水分的快速蒸发，使其出现干缩的现象。研究发现，大体积混凝土的干缩率与其自身的孔隙率具有直接的关系，孔隙率越高、干缩率也越高。

（2）自收缩

这种收缩是由于混凝土材料自身而导致的。在这个过程当中，水泥在水化过程当中会产生一定的热量，温度的升高使得混凝土内部的水分在较短时间内被蒸发，从而出现自干燥的问题。在自干燥的影响下，混凝土内部会产生一定的空隙负压，从而导致其出现自收缩的问题。

（3）塑性收缩

具体来说，大体积混凝土在硬化之前，通常会经历一个塑性比较强的阶段，这个阶段的特点是混凝土当中水胶比例低、自由水分少。大体积混凝土结构当中所使用的高强度混凝土材料不会出现泌水的问题，但也正是这样导致大体积混凝土在塑性阶段失水速度高于普通混凝土，进而会引发较强的收缩作用。

（4）化学收缩

对于物体来说，存在形态发生变化之后，体积通常会出现相应的变化。大体积混凝土由液体状态转变为固体状态之后，质量不会发生变化，但是体积会有所增加。这使得混凝土内部会出现以下细小的毛孔。对于大体积混凝土来说，为了增加强度、减少水化热量，会在材料当中加入其他材料、减少水泥含量，因此大体积混凝土所产生的化学收缩作用通常会比较小。

（5）温度收缩

如果大体积混凝土当中使用水泥数量比较多的话，在水泥水化的过程当中就会释放出大量的热量，使混凝土结构的温度快升高，最高可以达到75 摄氏度。在如此高温的情况下，混凝土就会发生严重的热胀冷缩现象，温度收缩也更为严重。在温度下降、回归正常温度的过程当中，大体积混凝土就会出现裂缝的问题。

2.3 混凝土徐变的影响

混凝土徐变指的是结构随着时间变化而发生的形变情况。对于大体积混凝土来说，在经过徐变之后通常可以达到3 倍左右的变化量。这会导致混凝土分子之间的相互约束力降低，从而产生应力松弛的情况。虽然徐变可以有效降低水泥水化所产生的热量，但是它也会导致混凝土新变量的快速增加。在自重的作用下，混凝土的形变量也会进一步被加剧。

3、大体积混凝土施工技术要点分析

3.1 施工原材料质量控制

对混凝土原材料进行严格选择和购买，是保证施工原材质量得到有效控制的关键。为了不使后续施工因混凝土材料质量问题而受到影响，高质量混凝土供应的连续性需要在施工准备阶段便得到确定。合格商品混凝土原材料见表1。

表1 混凝土原料质量控制

在试配混凝土时，水泥类型选择很重要，除了地热水泥和中热水泥可以用来作为施工原料外，收缩性较小的水泥和微膨胀水泥也可以作为考虑重点。

在外添加剂使用方面，结合被选择施工材料和施工要求来挑选外添加剂，可进一步提升工程质量。原因在于，在大体积混凝土机构施工中，加入一定量添加剂于混凝土，可有效改善原始混凝土特性，控制其温度变化，减缓使其水化热释放速度，延缓温度峰值出现的时间。另外，也可一定程度减少水泥用量，比如向混凝土中掺加足量粉煤灰，既能够改善混凝土特性，又降低了水泥用量，同时也减少了水化热。但需要指出的是，粉煤灰会对混凝土早期强度造成消极影响。

为避免因材料质量问题而导致的工程质量问题发生，与大体积混凝土施工有关的所有材料，都应经过质量监督体系认证。大体积混凝土施工的温度把控情况见表2。

表2 混凝土的温度控制

3.2 施工技术控制

降低入模温度和有效控制内外部温差，是大体积混凝土施工技术控制的主要内容。实际施工中，需要将伴合水温度控制在合理区间内；做好冲水工作和防晒保湿措施，可有效实现对骨料的降温，以及解决混凝土暴晒问题。在预防裂缝问题上，降低温度是主旋律，一般需要借助冷水循环模式来完成，可明显提升混凝土冷却效果，从而减小内外温差应力作用。除此之外，还需要努力做好混凝土成品养护工作和保温保湿工作。结合大体积混凝土实际工程具体的施工质量要求和性能标准，选择合适的覆盖材料。

3.3 浇筑技术

混凝土浇筑时大体积混凝土结构施工中很重要的一个环节。施工中，首先需要对结合总体施工要求和工程内容，对工程结构与钢筋疏密程度等方面进行全面综合分析，选择相适应的措施和方式来进行浇筑，要保证每个施工位置都能应用到最适宜的施工技术，从而取得比较理想的浇筑效果，进而实现对施工技术的不断优化和创新。

底板浇筑施工适合采用斜面分层浇筑技术，平面分条与斜面分层操作见图1。

图1 分层浇筑示意图

在通过底板下口进行浇筑操作时，需要坚持循序渐进的原则，保证每一层的操作过程都要按照从下到上、找坡浇筑的模式来进行。同时，在层间浇筑的间歇过程中，如果间歇时间过长或者超过了混凝土初凝时间，则需按照施工缝进行处理，这会使浇筑可靠性得到保证，进而提升施工质量。

通过不断提高施工要求来获得更好的工程质量是当前大体积混凝土结构施工的主要任务之一，过程中，工程质量控制手段和施工方法也会得到相应优化与改进，而这些内容的实现都需要在基础要求被满足的前提下来完成，比如按照60天的强度来进行施工。另外，还需要重视水泥使用情况，如前文所提到的地热水泥和中热水泥，以及粉煤灰等外添加剂，这对提升水泥防水性能时很有帮助的。在夏季施工时，要科学的降低大体积混凝土的原材料温度，在内部预埋管道，要善于使用水冷散热的方法来实现降温，这样可以有效提升大体积混凝土的浇筑效果。

3.4 混凝土振捣

密实与平整是混凝土振捣操作的理想效果。具体操作时，需要将插入式振捣器插入进浇筑带，然后根据混凝土自然形成坡度形状，按照前、中、后三部分区域来对全部振动器进行布置，这样会使钢筋混凝土的密实性得到保证。在夜间进行振捣操作时，照明灯是必不可少的工具，其所释放出的光线应能够照射到底层钢筋位置。混凝土进行振捣时振动棒需要上下抽动，把混凝土上下振动均匀，每次振捣效果达到混凝土表面均匀、平整，以不再出现显著沉落和气泡为准（如图 2所示）。需要指出的是，为了避免使振捣器与结构钢筋、管道和各种预埋件发生不必要的碰撞，振捣作业时需注意使振捣器与钢筋、管道和各种预埋件保持一定距离。

图2 混凝土振捣示意图

结语：

通过对大体积混凝土结构施工技术与要点进行分析和研究，施工单位、施工管理者和施工人员能够对相应环节的施工技术应用方式有着更加清楚和详细的了解。结合实际工程经验看施工效果会发现，施工技术与应用要点在很多时候并不是充分衔接在一起的，了解施工技术并不代表一定能把握好应用要点，这也就解释了为什么应用相同施工技术的不同工程作业会收获到不同施工效果。

本文通过对具体大体积混凝土结构施工技术进行分析，进一步明确出了技术应用要点，这将有助于施工单位收获到比较理想的施工效果，进而提升整体工程质量，带给企业更多经济效益。