土木工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探析

左森

摘 要：在土木建筑工程中，經(jīng)常遇到大體積混凝土結(jié)構(gòu)，例如：高層建筑大型基礎(chǔ)底板、深梁、大型設(shè)備基礎(chǔ)等等，由于混凝土的體積大，聚集的水化熱大，在混凝土內(nèi)外散熱不均勻以及受到內(nèi)外約束的情況時(shí)，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。避免裂縫問題是大體積混凝土施工技術(shù)的關(guān)鍵，文章針對(duì)此問題進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：土木；建筑工程；大體積；混凝土結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)

1 前言

隨著建筑施工技術(shù)飛速發(fā)展，混凝土大體積施工得到了廣泛應(yīng)用，混凝土體積由幾百立方米逐漸增大到幾千立方米，甚至上萬立方了，對(duì)于大體積混凝土施工技術(shù)提出了更高的要求。本文探討了土木建筑工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)。

2 大體積混凝土施工中的質(zhì)量問題及影響因素

2.1 混凝土的體積穩(wěn)定性

混凝土的體積穩(wěn)定性是指混凝土在抵抗物理、化學(xué)作用下產(chǎn)生變形的能力。體積穩(wěn)定性不好致使混凝土的抗?jié)B性性能降低，溶液性的物質(zhì)滲透糾混凝土中，造成混凝土的耐久性能下降。

2.2 混凝土的收縮

收縮是混凝土本身所固有的一種重要特性。在沒有負(fù)載的情況下，混凝土的開裂往往由于收縮變形而導(dǎo)致。

2.3 混凝土的徐變

在任意荷載作用下，混凝土結(jié)構(gòu)除了發(fā)生彈性變形外，還產(chǎn)生一種隨時(shí)間緩慢增加的非彈性變形，稱為“徐變變形”。徐變能降低大體積混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力，減少收縮裂縫，但結(jié)構(gòu)的徐變也有不利的一面，比如徐變會(huì)不斷加大結(jié)構(gòu)的變形。在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，徐變會(huì)還會(huì)引起預(yù)應(yīng)力的損失等，所以應(yīng)綜合考慮徐變的影響。

3 土木建筑工程中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)措施

3.1 大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)

混凝土的配合比設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是：采用雙摻技術(shù)，減少單方水泥用量，降低水泥化熱；采用低水膠比；提高混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，延長(zhǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間。配合比設(shè)計(jì)主要考慮以下幾方面。

（1）水泥品種，盡量選用水化熱較低的32.5或42.5礦渣水泥，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)選用。盡管礦渣水泥早期強(qiáng)度較低，但由于大體積混凝土內(nèi)溫度較高，水泥水化速度較快，基本不影響混凝土早期強(qiáng)度。另外根據(jù)設(shè)計(jì)部門對(duì)混凝土強(qiáng)度發(fā)展的要求，也可選用普硅水泥甚至硅酸鹽水泥。

（2）水泥用量，盡最大限度減少水泥用量，同時(shí)參照水泥廠的水泥強(qiáng)度歷史資料，充分利用水泥強(qiáng)度的后期發(fā)展，減少水泥用量。減少水泥用量既可以降低混凝土內(nèi)最高溫度又可以減少混凝土的收縮。

（3）水灰比（水膠比），低水灰比可減少毛細(xì)孔，增強(qiáng)界面，提高混凝土的致密性，降低混凝土的內(nèi)部溫升。具體配制過程中要考慮到混凝土的輸送方式是泵送還是現(xiàn)場(chǎng)拌制，泵送混凝土需較大的坍落度。如混凝土配合比設(shè)計(jì)中需摻人微膨脹劑，太低的水灰比會(huì)影響膨脹即補(bǔ)償收縮效果，所以確定水灰比要綜合多方面的因素。

3.2 控制混凝土入模溫度

根據(jù)由攪拌前混凝土原材料的總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理，可求得混凝土的出機(jī)溫度，說明出機(jī)溫度與原材料的溫度成正比。為此對(duì)原材料采取降溫措施。對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子的溫度，砂的溫度次之，水泥溫度影響較小。為了降低混凝土的出機(jī)溫度，其最有效的辦法就是降低砂、石的溫度。可采取以下措施：（1）用冷水沖洗石子在夏季氣溫高時(shí)，為防止太陽的直接照射，在砂石堆料場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易的遮陽裝置，砂石溫度可降低3-5℃。（2）在攪拌混凝土用的貯水池內(nèi)加入冰塊，可使水溫降低5-6℃。（3）對(duì)混凝土泵管進(jìn)行覆蓋，保溫，減少混凝土泵送過程中的升溫。（4）由攪拌、運(yùn)輸?shù)交炷寥肽＃?dāng)氣溫不高于25℃時(shí)，持續(xù)時(shí)間不宜大于90min，當(dāng)氣溫高于25℃時(shí)，持續(xù)時(shí)間不宜大于60min。混凝土的入模溫度不宜高于30℃。從而使入模溫度大為降低。

3.3 加強(qiáng)混凝土的支護(hù)模板、澆筑和振搗

大體積混凝土一般選用木模或磚胎模，以減少混凝土表面熱量的散發(fā)。如果采用鋼模板，必須采取保溫措施，因其散發(fā)熱量較快，會(huì)加大混凝土內(nèi)外溫差。混凝土和澆筑方案可根據(jù)整體性要求、結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密，以及混凝土供應(yīng)等具體情況，采取分層分段！斜面分層等方式進(jìn)行，使混凝土沿著高度均勻上升。澆筑時(shí)，要在下一層初凝之前澆筑上一層，避免上下澆筑層之間產(chǎn)生施工縫，宜采用二次振搗法，以保證良好的接槎，提高密實(shí)度，分層厚度一般為20～30cm，且采用踏步式方式分層推進(jìn)。混凝土宜專人振搗，振搗前進(jìn)行交底培訓(xùn)，邊角部位安排專人看護(hù)模板，防止漏振或振搗不實(shí)。混凝土澆筑過程中除進(jìn)行正常的振搗外，在混凝土初凝前宜進(jìn)行二次振搗，排除大粒徑骨料和鋼筋下的空氣，增強(qiáng)混凝土的密實(shí)性，并進(jìn)行二次抹壓消除混凝土的干縮裂縫。

3.4 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度控制

一般情況，在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則。

（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(yīng)小于20℃；當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時(shí)，不大于25～30℃。通常我們采用覆蓋一層塑料薄膜上面敷設(shè)一層保溫草簾的方法，塑料薄膜下預(yù)設(shè)補(bǔ)水軟管，補(bǔ)水軟管沿管長(zhǎng)度方向每100mm開5mm水孔，根據(jù)底板表面濕潤情況向管內(nèi)注水，由專人負(fù)責(zé)覆蓋及灑水養(yǎng)護(hù)，確保7天的養(yǎng)護(hù)期，可達(dá)到保溫和保濕的目的，保證混凝土表面溫度不至過快散失而產(chǎn)生表面裂縫，同時(shí)可避免拉應(yīng)力所產(chǎn)生的貫穿性裂縫。

（2）混凝土拆模時(shí)，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應(yīng)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(yù)埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內(nèi)部最高溫度，冷卻在混凝土剛澆筑完時(shí)就開始進(jìn)行。或者采用留置散熱孔方法，均可以有效地控制因混凝土內(nèi)外溫差而引起的混凝土開裂。

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

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

（6）混凝土泌水結(jié)束、初凝前為了防止面層起粉及塑性收縮，要求進(jìn)行多次搓壓。最后一次搓壓時(shí)采用“邊掀開、邊搓壓、邊覆蓋”的措施。對(duì)底板面不能連續(xù)覆蓋的部位，如墻、柱插筋部位、鋼柱等采用掛草簾、塞聚苯板等方式，盡可能進(jìn)行覆蓋，避免出現(xiàn)“冷橋”現(xiàn)象。混凝土澆筑完成12h內(nèi)，嚴(yán)禁上人踩踏，澆筑完成24h內(nèi)，除檢測(cè)測(cè)溫設(shè)備及覆蓋材料外，不得踩踏。保溫層在混凝土達(dá)到要求強(qiáng)度且表面溫度與環(huán)境溫度差要小于20℃時(shí)方可拆除。

4 結(jié)束語

隨著建筑施工技術(shù)飛速發(fā)展，混凝土大體積施工得到了廣泛應(yīng)用，混凝土體積由幾百立方米逐漸增大到幾千立方米，甚至上萬立方了，對(duì)于大體積混凝土施工技術(shù)提出了更高的要求。大體積混凝土的施工技術(shù)與措施直接關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的使用性能，若在大體積混凝施工過程中不能很好地控制施工技術(shù)，那么就很難保證建筑工程施工質(zhì)量。以上就是筆者對(duì)大體積混凝土施工技術(shù)的一些淺見，希望能對(duì)大體積混凝土施工起到一些積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 曹洪. 淺析大體積混凝土的施工技術(shù)[J].科技資訊，2009（17）.