建筑工程大體積混凝土施工技術

王素卿

（長治市建筑工程總公司 山西長治 046000）

1 大體積混凝土定義

所謂的大體積混凝土，指的是有著較大的幾何尺寸，需要采取一定的措施避免混凝土澆筑中初始水熱化導致裂縫問題的結構都可以成為大體積混凝土。（混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體積混凝土，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，稱之為大體積混凝土）。

2 大體積混凝土裂縫問題

2.1 水化作用導致裂縫

在初始階段（凝時間里），混凝土會產生大量的水化熱。混凝土溫度會因水泥水化反應中產生的大量熱量而升高，水化熱作為主要的熱量來源導致了大體積混凝土內部溫度升高。在相應試驗中得出，500J為每克硅酸鹽水泥釋放的熱量。大體積混凝土有著較大的截面尺寸，在混凝土結構內部不容易散發大量的水化熱聚集的熱量，從而使混凝土結構內部的溫度上升較快。相關試驗中，得出在1～3d內，水泥水化熱散發最多的熱量，這幾天散發的熱量與總體熱量相比，其占到了一半。在澆筑完成后，內部溫度最高是在其后的3～5d。

在升溫階段，混凝土有著較小的彈性模量，因此有著較小的抗拉應力，也就只能使得混凝土表面裂縫出現。混凝土的彈性模量和抗壓、抗拉強度會隨著時間推移不斷變大，會不斷增加對混凝土降溫收縮變形的約束，從而抗拉應力也會變大。當抗拉應力大于混凝土抗拉強度時，就會產生溫度裂縫。

2.2 外部負荷重導致裂縫

在實踐中約束會在各種結構中存在，因此約束也會影響混凝土結構的變形變化，在自由變形就會收到阻礙，一般將約束條件當成阻礙變形的因素。對此已經有著大量的資料進行研究，其中也表明了在全約束條件下，溫差與混凝土膨脹系統（數）的乘積ε=·α為混凝土結構的變形。因此在ε比混凝土的極限拉伸值大時，裂縫就會出現。通常10×10-6/℃為混凝土溫度膨脹系數a，通常在50～100×10-6之間為極限拉伸值，此時5～10℃就是混凝土內外溫差的容許值，但在實際工程當中，混凝土結構的溫差在20～25℃時，其開裂現象并沒有出現。在相關研究中發現主要是因為結構物處于絕對自用狀態，約束并不存在，混凝土徐變與塑性變形也不可能不存在。

在結構物裂縫中有60～70%為非貫穿的表面裂縫。而變形變化導致的自約束應力是其開裂的主要原因。當混凝土結構有著大于或者等于500mm的厚度時，就會形成水化熱降溫與收縮的不均勻性，從而自約束應力就會明顯出現，從而混凝土表面開裂的現象就會出現。

2.3 混凝土收縮導致裂縫

混凝土水化作用產生的體積變形稱為自生體積變形。膠凝材料性質是影響這種變形的主要因素。而普通水泥混凝土中，膨脹變形較為少見，而收縮變形較為常見。

混凝土有著較為復雜的收縮機理，毛細管引力因混凝土內部空隙水蒸發變化而出現，其是收縮的主要原因。在很大程度上是可以逆轉收縮現象的，若是混凝土收縮出現，將其置于水飽和狀態，使其發生膨脹，從而原來的體積也可得到很大程度上恢復。

一般采用“收縮當量溫差”來計算大體積混凝土溫度裂縫，就是通過換算用引起同樣混凝土溫度變形需要的溫度值來表示混凝土的收縮值，從而混凝土的應力計算就可以用溫差來計算。在大量的研究中，可以證明不能夠忽略混凝土收縮引起的溫度應力。

2.4 溫度差導致的裂縫

在大體積混凝土結構施工中，為了有效的避免混凝土結構裂縫的出現就一定要重視外界氣候氣溫的變化。若是外界溫度較高就會有著較高的混凝土澆筑溫度。若是外界溫度降低而混凝土降溫幅度增加，尤其是外界氣溫突然降低，就會使混凝土表面與內部的溫差增大，從而溫度應力就會增加，大體積混凝土裂縫現象也就容易出現。水化熱的絕熱溫升、澆筑溫度以及結構物的散熱溫度這三部分疊加形成了混凝土結構的內部溫度，溫差帶來的溫度變形導致溫度應力的出現，因此溫度應力隨溫差的變化而變化。大體積混凝土有著較大的截面尺寸，其散熱較差，尤其是在高溫的條件下，一般60～65℃為其內部溫度，甚至90℃以上的溫度在一些工程中出現，并且這個溫度持續的時間較長。因此必須對混凝土內部溫差進行控制，防止溫度應力過大，為此本文主要對混凝土溫度及控制措施進行了分析和研究，從這個方面對大體積混凝土溫度裂縫進行有效的控制。

3 提高建筑工程大體積混凝土施工技術應用質量的措施

3.1 大體積混凝土的配制

大體積混凝土的配合比并不是固定的，需要根據建筑工程的實際設計需求，并且結合施工現場的環境條件進行合理的確定。施工單位對于影響大體積混凝土配比的各種因素要進行全面的考慮，嚴格把控大體積混凝土的配合比。具體的配制要點如下：①粗骨料注意連續級配，細骨料盡量選擇中砂；②選擇水化熱較低的水泥，例如熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸等；③根據工程的實際需求，適當的鍵入減水劑，從而減少混凝土的用水量。

3.2 混凝土的運輸

在進行混凝土的裝料之前應該盡量排出商混車罐內的積水；在混凝土的運輸過程中，應該盡量將混凝土攪拌罐控制在3～6r/min的速度，避免運輸過程中出現混凝土的不均勻性以及離析狀態。如果在運輸過程中出現了離析應該進行快速的攪拌，攪拌時間控制在120s以上；如果即使采取了快速攪拌仍然無法將混凝土拌合物的工藝性能進行有效恢復，則不能將混凝土澆筑以及入模工作，應該將混凝土選作另外的應用方式。按照施工區段進行有效劃分，一次澆筑最大混凝土澆筑量在6408m3。

3.3 混凝土澆筑與振搗

（1）首先，應當充分攪拌混凝土。

（2）在澆筑過程中，盡量保證其連續性，從而保證澆筑效果。水平澆筑是常用的澆筑方式。澆筑方形以長向為主，澆筑面以短向為準，澆筑大約需要25～30cm左右的厚度，將每次澆筑的體積控制在大約66m3左右。澆筑的時間和速度受到飽和能力高低的決定，衡量澆筑速度中，通常將其控制在每層3h左右澆筑時間。工程師應當對混凝土澆筑的位置、布料點等進行合理設置，通常港大體積混凝土澆筑施工需要布置八個點。混凝土的振搗方案應當合理設計，充分把我號振搗深度、寬度，一般將振搗深度控制在5～15cm之間。

（3）在澆筑混凝土時要注意做好溫度控制，一般控制在13～30℃之間。由于大體積混凝土澆筑中溫度裂縫比較常見，所以夏季要做好灑水降溫處理，如果日照過于強烈還要做好遮陽措施。

3.4 大體積混凝土的養護

超高層建筑大體積混凝土澆筑作業完成后，混凝土會進行自我伸縮，從而提高自身的強度，不過這個過程需要采取合理的養護措施，才能夠保證大體積混凝土施工完成后的質量。在大體積混凝土的養護中，要根據超高層建筑工程的規模和澆筑面積確定混凝土灑水養護的次數和時間，如果有必要可以在混凝土表面覆蓋一層薄膜紙，起到防護的作用。同時在養護期間要禁止人員及設備從混凝土上方通過，以免造成混凝土的損壞。

4 結語

施工企業也要不斷提高自身的施工水平，不斷引進新技術以及先進的管理理念方法，提高大體積混凝土的施工技術水平，在施工中加強管理，有效的解決目前超高層建筑大體積混凝土中的問題，從而提高超高層建筑工程的整體施工進度和質量，是我國建筑行業技術以及管理水平能夠得到長遠的進步和發展。

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