淺談超高層基礎大體積混凝土澆筑質量控制

摘 要：隨著建筑行業的不斷發展，建筑技術的不斷拓展，高層建筑技術的延伸，大體積混凝土施工也越來越普遍，因為混凝土結構施工相對方便，承載能力強，可以說，大體積混凝土已經成為高層建筑的首選材料。然而，在超高層基礎大體積混凝土的施工過程中，因承載的壓力比較大，水泥水化自身的溫度等原因，會造成混凝土開裂的情形出現，影響建筑物的安全與使用壽命，本文將從超高層基礎大體積混凝土開裂的原因入手，探討如何進行一定程度的質量控制。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫控制；

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-08-00-02

什么叫大體積混凝土呢？在人們的傳統印象中，大體積混凝土應該是尺寸比較大的，占地比較廣的混凝土結構，而《大體積混凝土施工規范GB50496-2009》中明確指出大體積混凝土混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于 1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土。

根據國外提供的這種關于大體積混凝土的定義，我們可以清晰地看出，大體積混凝土是存在開裂問題的，造成開裂的原因也比較多。

一、大體積混凝土裂縫形成的原因

大體積混凝土裂縫產生的原因，主要有結構型裂縫和材料型裂縫兩種情況，第一種裂縫形成的原因，可以簡單的理解為外力因素導致，而第二種裂縫形成的原因，則可以理解為內力作用。

（一）溫差裂縫

大體積混凝土的內外部溫差比較大，一般來說大體積內部的溫度要比外部的溫度高，就這容易產生溫度差，溫度差的產生因素，主要是因為水泥水化的過程中，引起的大體積混凝土內部及表面的溫差過大，尤其是大體積的混凝土，內部及外部的溫度差別會更大，產生裂縫的概率也會越高。

大體積混凝土機構在建筑學上，一般采用一次性澆筑，澆筑完成后，水泥在水化的過程中，就容易產生水化熱，這種熱量因大體積混凝土的結構體積比較大，一時半會無法進行散熱，就容易聚集在內部，造成大體積混凝土的內部溫度過高，相比內部，大體積混凝土的外部散熱會很快，這就容易形成內外的溫度差，在大體積混凝土的內部會產生壓應力，而在大體積混凝土的表面會產生拉應力，當這種因溫度差產生的力量，大于混凝土結構自身的力量限度時，混凝土結構的表層上，就會形成裂縫。

（二）收縮裂縫

另外一種裂縫形成的原因，是收縮裂縫。產生收縮裂縫的主要原因是因為混凝土中用水量和水泥量之間的相對比例，一般來說兩個比量的成分越高，混凝土的收縮就會越大。混凝土的用水量和水泥量進行作用時，會有一個散熱和硬化的過程，在這個過程中，就會產生強大的收縮力。這種強大的收縮力如果超過了混凝土自身的拉伸力度，就會形成收縮裂縫。

二、大體積混凝土澆筑質量控制措施

大體積混凝土雖然在承載力、結構型、穩定性上有非常大的優勢，但在使用的過程中，很容易產生一定的裂縫。有效防治大體積混凝土的裂縫，可以充分利用大體積混凝土的優勢。

（一）控制設計措施

在使用混凝土的時候，首先需要精心設計混凝土的配合比，當然這種配合比的前提要求，不是為了防治裂縫，而是充分保證混凝土的有效工作性。在優化設計配合比的時候，應該盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產出高質量，韌性強、拉值大的混凝土。

另外，在結構設計的時候，應該將天氣情況考慮進去，合理安排澆筑的時間和時長。

（二）控制材料的選擇

造成大體積混凝土產生裂縫的原因，是水泥水化過程中產生的大量的熱量，所以在水泥的選擇上，可以選擇低熱量的水泥，并在施工過程中，減少水泥的使用，提高大體積混凝土硬化后的穩定性，當然在降低水泥使用量的時候，可以采用一些活性的原料來置換水泥，保證大體積混凝土的穩定性和可靠性。除了水泥之外，在骨料的選擇上，應該適當地使用直徑比較大的石頭。最后是輔料的選擇，在配比的過程中，還是要較少水泥的用量，摻加適當的粉煤灰。

（三）施工控制措施

在施工的過程中，也需要的一定的控制措施。

首先是控制入模溫度，施工需要考慮天氣情況，如果施工時，外部溫度比較高，那么就需要對施工材料進行一定的遮陽處理，減少太陽光線的照射，同時運用地下水對材料進行降溫處理。相反，如果是在寒冷天氣條件下施工，需要防止施工材料被凍住的問題，在進行混凝土澆筑時，應該在較高的溫度下進行。可以采用蒸汽預熱的方式，也可以采用一些比較保暖的其他措施。

其次是要控制混凝土的澆筑速度，混凝土的澆筑基本都是一次性完成的，在澆筑的過程中，就需要保證被澆筑的混凝土結構不要過厚，這樣能保證溫度的均勻上漲，保證結構之間的密度等。

第三是溫度的控制，為降低大體積混凝土的水化熱，在混凝土的內部通入冷卻循環水，采用循環法保溫養護，以便加快混凝土內部的熱量散發。

最后是組織控制。在混凝土的澆筑過程中，需要根據現場情況，制定一定的組織管理措施及程序，將技術落實到每個人身上，保障技術的層次性和控制性，充分落實合理合規的澆筑技術，保證澆筑順利進行。

三、大體積混凝土的澆筑方案控制

（一）混凝土的配合比設計

混凝土的配合比設計是混凝土澆筑時，非常重要的前提步驟。對配合比設計是有一定的技術要求的，在保證設計強度的同時，還需要考慮到能否降低水化熱，既要使得混凝土保證良好的質量和特性，也要控制水泥和水的用量。

具體的方法如下：可以選用水化熱低的32 .5 MPa礦渣水泥，水泥用量僅為340 kg/ m3，大摻量I級粉煤灰，摻量高達100 kg/ m3 ，占水泥用量的29%，占膠凝材料總量的21%.在大體積混凝土中摻粉煤灰是增加可泵性、節約水泥的常用方法。

（二）預測溫度及養護方案

在大體積混凝土澆筑前，需要對混凝土結構產生的內外溫度進行預測，并在科學預測的前提下，進行適當地降溫處理。另外就是關于混凝土結構的養護，制定比較科學的養護方案，及時觀察并彌補裂縫。

四、總結

大體積混凝土結構的使用越來越廣泛，雖然因承載能力強等原因廣受歡迎，但它同時也存在開裂的情況，因此在混凝土的使用過程中，一定要控制它的溫度差，減少水泥和水的用量，增加適當的其他輔料，來保證混凝土的穩定性和有效性。

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