大體積混凝土建筑工程施工技術分析

夏銳

伴隨著建筑行業的不斷發展，建筑工程的種類與規模都在不斷增長，大體積混凝土技術的應用也日益增加。大體積混凝土具有結構厚實、體積大的特點，能夠滿足高層樓房等建筑工程的建設需求，但在實際應用周由于體積過大，其混凝土水化熱情況也比較嚴重，容易造成施工中的裂縫等問題。為了保證大體積混凝土建筑工程的建設質量，在實際施工時需要關注大體積混凝土的特點，圍繞其原材料選擇、配合比設計、澆筑過程管控、養護管理等進行研究，把握施工關鍵點，根據建筑工程的實際需要科學調整施工技術，讓大體積混凝土工程施工更加穩定可靠。

一、大體積混凝土分析

1.大體積混凝土的定義

大體積混凝土是土體結構實物最小幾何尺寸在1m以上的大體量混凝土，也指預計會因為混凝土中凝膠材料水化引起溫度變化、收縮而導致有害裂縫的混凝土。大體積混凝土在現代建筑工程中有著廣泛的應用，高層樓房、大型設備等基礎建設時，都會用到大體積混凝土，水壩等工程建設也會應用大體積混凝土。相較于其他類別的混凝土，大體積混凝土的體積大，最小斷面尺寸大，因此表面系數更小，水化熱釋放相對集中，當內外溫差過大時，更容易出現溫度裂縫，因此在施工中需要格外注意其施工技術的控制。

2.大體積混凝土的特點

大體積混凝土體積大、結構厚實，其工程條件也相對復雜。大體積混凝土具有水化熱大的特點，一般其水化熱溫度高于25℃，容易發生溫度變形，對工程建設產生影響。大體積混凝土的平面尺寸面積較大，因此約束作用產生的溫度力也隨之增加，在實際施工中，若溫度控制措施不當，混凝土結構容易受溫度應力影響而產生裂縫。

二、大體積混凝土施工技術分析

1.混凝土配合比

（1）原材料選擇

原材料關系著大體積混凝土結構的最終質量，在建筑工程施工中必須對原材料質量進行管控，嚴格按照大體積混凝土施工要求選擇原材料類別。大體積混凝土的粗骨料與細骨料選擇需要按照工程建設的級配標準進行選擇，粗骨料適宜選用連續級配，可根據實際施工方式選擇粗骨料粒徑，而細骨料可以選用中砂，細度模數最好在2.3以上。大體積混凝土可以應用緩凝劑、減水劑等作為外加劑調節混凝土性質，也可以配合粉煤灰、礦渣粉等摻和料。需注意摻和料與骨料的數量應在保證混凝土強度與坍落度要求前提下盡可能提高，從而減少水泥用量，降低裂縫的發生率。由于大體積混凝土水化熱溫度較高，因此需要嚴格控制水泥原材料的選擇，大體積混凝土所使用的水泥應保證水化熱足夠低，且凝結時間較長，可以選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等材料。另外，大體積混凝土施工所用的水泥材料應足夠穩定，具有較強的抗裂性能。

（2）混凝土配合比設計

大體積混凝土的配合比設計應與工程項目的要求保持一致，保證混凝土的強度、耐久度、抗滲性等能滿足工程建設要求，此外，需要注意大體積混凝土施工工藝的要求，在配合比設計中應該盡量降低混凝土絕熱溫升值。大體積混凝土配合比要保證其澆筑坍落度在160mm以內，拌和用水量不宜過大，水膠比一般在0.55以內。另外，在混凝土配合設計時，可以適當添加粉煤灰、礦渣粉等摻和料，減少水泥用量，但要注意摻和料總量不宜大于水泥總量的50%。大體積混凝土配合比設計時，還可以添加片石，可以選用厚度15cm以上，無裂縫、無夾層、抗凍性能符合要求的石塊添加到混凝土中，但石塊總量應在混凝土結構體積的20%以內，注意受拉區混凝土或氣溫低于0℃時，不宜填放片石。

2.混凝土澆筑

大體積混凝土澆筑時需要保證其入模溫度控制合理，由于水化熱溫度較高，因此在混凝土入模時應保證其溫度低于28℃，混凝土澆筑體的入模溫度升高不宜超過45℃。大體積混凝土工程施工可以采用分層連續澆筑方式進行施工，也可運用推移式連續澆筑施工，比較常用的分層澆筑方案包括全面分層、分段分層、斜面分層（見圖1）。在使用分層澆筑施工時，工作人員應該注意根據大體積混凝土的設計要求進行澆筑細節的控制，根據其橫截面面積，合理進行分段，通常橫截面積在200m內，分段不宜超過2段，300m內其分段不宜超過3段。另外，在分段施工中還應該嚴格控制段與段之間豎向施工縫的位置，應為其設置模板，保證其平行于結構較小的截面尺寸方向，分段上下鄰層的豎向施工縫應該錯開。在泵送混凝土時，應合理控制澆筑層厚度，避免其厚度超過500mm，非泵送混凝土的澆筑厚度一般不大于300mm。分層間歇澆筑混凝土時，其水平施工縫的設置需要考慮混凝土澆筑中溫度裂縫控制的要求，應綜合混凝土供應能力與鋼筋施工等要求對水平施工縫進行合理管控。另外，需要注意大體積混凝土澆筑中對鋼筋、預埋件等進行有效的管控，避免在澆筑中出現鋼筋或預埋件變形、位移等問題。

圖1 大體積混凝土澆筑方案

3.混凝土養護

大體積混凝土施工容易出現裂縫等問題，因此在施工時需要格外重視其養護技術的管控，工作人員除了要根據混凝土常規養護條件對其進行養護外，還要重視保溫養護，嚴格控制養護中溫度參數。

（1）保濕養護

保濕養護是混凝土施工中常用的養護技術，在混凝土澆筑完成后尚處于凝固硬化階段時，需要為其提供適宜的濕度條件，控制混凝土的水化速度，避免混凝土由于脫水而產生干縮裂縫。混凝土在潮濕條件下可以順利進行水泥水化作用，能夠提高其拉伸強度，進而提高混凝土結構的質量。大體積混凝土施工的保濕養護需要及時，在澆灌后尚未凝固硬化期間為其提供保濕，避免水分蒸發過快，水化不完全，同時降低裂縫的發生率。工作人員還需要注意根據大體積混凝土的實際情況，對濕度條件與養護時長進行管控。大體積混凝土的保濕養護時間一般在28天以上，保濕養護期間要定期檢查塑料薄膜與養護劑涂層的完整性，保證混凝土表面濕潤。

（2）保溫養護

保溫養護是大體積混凝土養護中極為重要的工序，能夠減少混凝土表面的熱擴散，降低混凝土的溫度梯度，減少表面裂縫。通過保溫養護延長大體積混凝土的散熱時間，能夠保證混凝土材料潛力與松弛度的發揮，進一步提升混凝土結構的強度，具有較高的應用價值。在大體積混凝土澆筑成型后，可以利用降溫法或保溫法進行養護。降溫法利用循環冷卻水對混凝土進行降溫，避免大體積混凝土由于內外溫差過大的溫度應力而產生裂縫。保溫法養護則利用保溫材料提高混凝土表面與四周散熱面溫度，通過增加外部溫度，縮小大體積混凝土結構內外溫差，降低溫度應力，能夠讓混凝土緩慢散熱，從而使混凝土獲得必要的強度。大體積混凝土保溫養護中需要進行溫控監測，根據大體積混凝土澆筑體的實際情況，制定溫控監測方案，需遵循相關規定（見表1）。大體積混凝土保溫養護時要格外注意其澆筑體芯部與表層溫差、降溫速率的監測，根據其溫度變化調整養護的策略。

表1 大體積混凝土施工現場溫控監測要求

4.特殊氣候施工

大體積混凝土建筑工程施工期間需注意特殊氣候的防范管理，關注大風、雨雪、炎熱、冬期等特殊氣候條件下的施工技術控制。在炎熱季節進行大體積混凝土施工時，需加強原材料的管理與防護，及時為混凝土原材料提供遮蓋，避免日光曝曬。注意混凝土拌和過程中，應該使用冷卻水、冷卻骨料或者加冰屑的方法降低其入倉溫度，保證混凝土拌和的質量，避免由于高溫影響混凝土的拌和質量。炎熱條件下混凝土澆筑完成后需要進行安全防護，避免模板與混凝土受太陽直射，另外需要注意澆筑后及時采取保濕養護，避免水分蒸發過快導致裂縫。在冬季澆筑混凝土則需要使用熱水、熱骨料條件進行溫度控制，應保證混凝土的入模溫度在5℃以上，并在其澆筑后及時采取保濕、保溫養護。另外若在冬季進行施工，還需要加強大體積混凝土拆模后寒流襲擊、突然降溫等防護，保證其施工質量。在大風天氣澆筑混凝土，需要采取擋風措施，避免風速影響混凝土表面凝固速率，并且注意使用塑料薄膜等材料進行表面覆蓋，避免大體積混凝土表面風干。雨雪天氣一般不適宜進行混凝土澆筑施工，若在澆筑過程中遭遇雨雪天氣則需要采取有效的防護措施，避免混凝土遭雨雪侵襲，并注意預留施工縫。

5.施工方案組織

大體積混凝土建筑工程在施工時為保證其施工質量，需要格外重視施工方案的科學組織，嚴格按照國家現行的規章制度進行模板與支架系統的建設，同時也應該關注大體積混凝土的澆筑與養護要求。在進行建筑工程施工時，為避免大體積混凝土發生傾覆，需要設置臨時固定措施對模板、支架等進行防護。在施工期間根據建筑工程的設計要求，對大體積混凝土溫度應力、收縮應力進行準確計算，嚴格做好施工期間的溫度控制工作。根據建筑工程的規模與工期，合理調整大體積混凝土施工期間的制備、運輸計劃，并制定原材料質量管控、配合比技術管理等方案，保證混凝土結構施工的可靠性。另外，需要注意結合建筑工程現場總平面布置，對混凝土拌和設備等進行安置，做好溫控監測設備的布置。大體積混凝土建筑工程施工時，要嚴格控制其混凝土澆筑順序，把握施工進度，確保混凝土養護時間充足，加強養護期間的保溫、保濕控制，避免大體積混凝土出現裂縫。另外，在大體積混凝土建筑工程施工中，還應明確各部門的崗位職責，執行嚴格的交接班制度，確保大體積混凝土的測溫作業可靠。

三、結束語

大體積混凝土施工技術的應用可滿足各種大型建筑工程的需求，但大體積混凝土因體積過大，若不進行有效技術控制，容易出現裂縫等問題，因此需提高對其施工技術的合理管控。在進行大體積混凝土建筑工程施工中，應該客觀分析混凝土結構的施工特點，根據建筑工程的設計要求，分析國家以及行業標準，科學地進行大體積混凝土的原材料選擇、配合比設計，并且圍繞建筑工程特點完成混凝土澆筑、混凝土養護等工作，提升其施工質量，保證建筑工程的建設水平。