淺淡大體積混凝土施工技術

【摘 要】隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，大體積混凝土廣泛應用于橋梁和高層建筑，大體積混凝土的質量與結構安全、工程造價息息相關，大體積混凝土常見的質量問題就是混凝土結構產生裂縫。為了防止裂縫，不僅要控制大體積混凝土內部最高溫度和內外溫差，還要從改善結構約束條件，混凝土性能等方面進行控制。筆者結合多年的施工經驗，談談有關橋梁大體積混凝土施工應關注的幾個問題。

【關鍵詞】大體積；混凝土；施工

1.大體積混凝土施工中的質量問題

1.1大體積混凝土結構特點

大體積混凝土具有結構體積大、承受荷載大、水泥水化熱大、內部受力相對復雜等特點。在施工上，結構整體性要求高，一般要求整體澆筑，不留施工縫。

1.2大體積混凝土特有的質量問題

大體積混凝土特點的存在，導致在工程施工中，質量問題常有以下幾種類型：

早期溫度裂縫。在混凝土澆筑后，由于內外溫度差大25℃以上的影響，大體積混凝土會產生裂縫：

一是表面裂縫。由于體積大，水化熱聚集在內部，混凝土內部溫度較高，而表面溫度較低，導致內外溫差，因而出現(xiàn)裂縫。裂縫只在接近表面的范圍內發(fā)生，表面層以下結構仍保持完整。因為這種溫差一般僅在表面處，離開表面就減弱。另一種是貫穿性裂縫，由于結構溫差較大，拉應力超過混凝土的極限地抗拉強度而收起，是在約束接觸處產生貫穿性裂縫。

二是施工冷縫。因大體積混凝土的混凝土澆筑量大，在分層澆筑中，前后分層沒有控制在混凝土的初凝之前；混凝土供應不足或遇到停水、停電及其它惡劣氣候等因素的影響，致使混凝土不能連續(xù)澆筑而出現(xiàn)冷縫。

三是泌水現(xiàn)象。上下澆筑層施工間隔時間較長，各分層之間產生泌水層，它將導致混凝土強度降低、脫皮、起砂等不良后果。

四是凝土表面水泥漿過厚。因大體積混凝土的量大，且多數是用泵送，因此在混凝土表面的水泥漿會產生過厚現(xiàn)象。

2.大體積混凝土施工方法與質量控制

2.1施工前大體積混凝土原材料選擇方法與質量控制

大體積混凝土中，原材料的選定應注意以下幾個方面：

2.1.1使用低熱水泥，并盡量降低水泥用量

大體積混凝土產生溫度裂縫的主要原因是水泥水化產生的水化熱。由于礦物成分及摻加混合材數量不同，水泥的水化熱差異比較大，鋁酸三鈣和硅酸三鈣含量高的，水化熱亦高，而混合材摻量多的水泥水化熱則較低。為降低水化絕熱溫升、減小體積變形，大體積混凝土一般應使用水化熱較低的中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。同時，在滿足強度的要求下，盡量降低水泥用量，通常有多種方法可以達到這個目的，如選用級配良好的骨料、采用后期強度作為設計強度、摻入混合料和減水劑等。因此，使用低熱水泥和降低水泥用量能有效控制大體積混凝土的內部最高溫度，降低混凝土的內外溫差。減少大體積混凝土的裂縫。

2.1.2骨料選擇

粗骨料宜優(yōu)先選用自然連續(xù)級配和碎石，連續(xù)級配骨料配制混凝土具有較好的和易性，可以適當減少水泥用量，達到相應的強度，使混凝土均勻、易密實。而用碎石拌制的混凝土有較高的強度、良好的抗裂性能。

細骨料宜選用中粗砂。通過試驗表明每立方混凝土能夠減少水泥用量20－25kg，通常，每立方混凝土減少10kg水泥，在絕熱溫升中，溫度就會降低1℃。

2.1.3摻加粉煤灰

摻加粉煤灰可以有效改善混凝土的干縮性和脆性，也可以降低混凝土的水化熱。粉煤灰是大體積混凝土中防裂效果最好的一種外加劑。但粉煤灰的摻量不宜過大。否則會出現(xiàn)早期強度低、低溫泌水大的缺點。

2.1.4優(yōu)化配合比

大體積混凝土配合比的原則是在滿足強度要求的同時，盡量減少水泥用量，提高混凝土的流動性，改善混凝土的和易性。尤其是對混凝土和易性中的流動性和保水性，要反復進行試驗，以選出比較合適的配合比。

2.1.5發(fā)展特種混凝土

在大體積混凝土常用的特種混凝土有：纖維混凝土、微膨脹混凝土等。纖維混凝土通過縱橫交錯分布的高強度的細長纖維來增大混凝土的抗裂能力，從而達到限制裂縫發(fā)展，阻止其擴大的目的。微膨脹混凝土實質上就是膨脹應力對由溫差和收縮產生拉應力的補償。利用這種溫差補償效應，取得了防滲抗裂的效果。

2.2大體積混凝土的澆筑

2.2.1混凝土的澆筑控制

大體積混凝土澆注常采用的方法有全面分層、分段分成、斜面分層。首先是全面分層，即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，施工時從短邊開始，沿長邊推進比較合適；其次是分段分層，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；最后是斜面分層，要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結構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。

2.2.2混凝土的溫度控制

降低澆筑溫度可以降低溫差從而減小溫度應力，其措施主要有預冷骨料(水冷法、氣冷法等)和加冰攪拌等。澆筑時間最好安排在低溫季節(jié)或夜間，若在高溫季節(jié)施工，則應采取減小混凝土溫度回升的措施，譬如盡量縮短混凝土的運輸時間、加快混凝土的入倉覆蓋速度、縮短混凝土的暴曬時間、混凝土運輸工具采取隔熱遮陽措施等。對于泵送混凝土的輸送管道，應全程覆蓋并灑以冷水，以減少混凝土在泵送過程中吸收太陽的輻射熱，最大限度地降低混凝土的人模溫度。在橋梁大體積混凝土的施工中比較實用的措施是做好水泥散熱工作、對骨料澆水冷卻、采用冷卻拌和水和減小運輸距離等。

2.2.3混凝土養(yǎng)護

要盡量長時間保持混凝土濕潤狀態(tài)，避免干縮，使混凝土能夠增長強度以抵抗開裂應力。當表面可能干燥很快時，必須連續(xù)充分濕潤養(yǎng)護以求獲得好的表面強度。目前，大體積混凝土常用的養(yǎng)護方法是保溫隔熱法。采用的表面保溫材料包括：保溫被、不吸水的泡沫塑料板、聚苯乙烯泡沫塑料板、草袋、砂層保溫及噴涂保溫層等。在盡量減少混凝土內部溫升的前提下，大體積混凝土的養(yǎng)護是一項關鍵的工作，必須切實做好。

保溫的目的主要是為了減少混凝土表面的熱擴散，減小混凝土表面的溫度梯度，延長散熱時間，充分發(fā)揮混凝土強度的潛力和材料松弛特性，防止產生表面裂縫。保濕養(yǎng)護的作用是：一是澆筑不久尚處于凝固硬化階段的混凝土，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止混凝土表面的脫水而產生收縮裂縫：二是混凝土在保溫及潮濕條件下可使水泥的水化作用順利進行，提高混凝土的抗拉強度。

3.施工中應注意的問題

(1)混凝土澆筑不應留冷縫，保證澆筑的交接時間，應控制在初凝前。

(2)保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振。

(3)及時發(fā)出溫控警報，做好覆蓋保溫及保溫工作，得覆蓋層也不應過熱，必要時應揭開保溫層，以利于散熱。

(4)保證混凝土供應，確保不留冷縫。

(5)做好現(xiàn)場協(xié)調、組織管理，要有充足的人力、物力、保證施工按計劃順利進行。

4.結束語

在橋梁大體積混凝土施工過程中，采用合理的設計措施，正確選擇原材料，采用科學的施工措施，嚴格施工管理，就可以提高混凝土本身抗拉性能，減少大體積混凝土裂縫的產生，保證工程質量，避免因出現(xiàn)裂縫而影響工程的質量甚至導致結構垮塌的事故的發(fā)生。

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