淺談大體積混凝土的施工技術(shù)

摘要：大體積混凝土具有體積大、表面系數(shù)小的特點，混凝土內(nèi)部溫升過快及內(nèi)外溫差過大而產(chǎn)生的裂縫是影響結(jié)構(gòu)安全與正常使用的重要因素。

關(guān)鍵詞： 大體積混凝土 裂縫 溫差 結(jié)構(gòu)安全 養(yǎng)護

工程中經(jīng)常會涉及到大體積混凝土的施工，如大型橋臺、高層樓房基礎(chǔ)、大型設備基礎(chǔ)、水利大壩等。它主要的特點就是體積大、表面系數(shù)比較小、水泥水化熱釋放比較集中、內(nèi)部溫升比較快。混凝土內(nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來確保工程的質(zhì)量。

一.大體積混凝土的裂縫及產(chǎn)生的原因

大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。出現(xiàn)裂縫并不是絕對地影響結(jié)構(gòu)安全，它都有一個最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3mm;處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2mm。對于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在0.1-0.2mm時，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過一段時間后，裂縫可以自愈。如超過0.2-0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫，如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使用，必須進行化學灌漿加固處理。

分析混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，主要有以下幾個方面：

1.水泥水化熱 水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長；

2.外界氣溫變化 大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達60-65℃，并且有較長的延續(xù)時間。

3.混凝土的收縮 混凝土中約20℅的水分是水泥硬化所必須的，而約80℅的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝等。

二.大體積混凝土的配制

鑒于大體積混凝土易產(chǎn)生裂縫的不利因素，需對大體積混凝土配制應注意以下幾點：

1.粗骨料宜采用連續(xù)級配，細骨料宜采用中砂；

2.外加劑宜采用緩凝劑、減水劑;摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等；

3.大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，應提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量；

4.水泥應盡量選用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。

三.大體積混凝土的澆筑

大體積混凝土的澆筑采用以下幾種方法：

1.全面分層，即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時應使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止；

2.分段分層，混凝土澆筑時，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層；

3.斜面分層，要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。

四.大體積混凝土養(yǎng)護時的溫度控制

在混凝土養(yǎng)護階段的溫度控制應遵循以下幾點:

1.混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于20℃，當結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃-30℃；

2.混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差；

3.采用內(nèi)部降溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差。內(nèi)部降溫法是在混凝土內(nèi)部預埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內(nèi)部最高溫度；

4.保溫法是在結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料，在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃；

5.混凝土表層布設抗裂鋼筋網(wǎng)片，防止混凝土收縮時產(chǎn)生干裂。

五.小結(jié)

大體積混凝土施工過程中，裂縫控制是施工技術(shù)的主要把控點，是保證結(jié)構(gòu)安全的主要因素。通過配制過程中對混凝土的選料、配比及外加劑合理選用；澆筑過程中根據(jù)混凝土的截面區(qū)別對澆筑方法進行合理的選擇；養(yǎng)護過程中采用合適的方法進行有效的養(yǎng)護，可以有效的防治或控制裂縫的產(chǎn)生。