大体积混凝土的施工过程控制-建筑设计论文
大体积混凝土的施工过程控制
王海军
摘要： 大体积混凝土因为水化热大释放缓慢，内外温差较大，在混凝土凝固过程中容易形成裂缝。裂缝不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对大体积混凝土施工过程进行详尽的研究。从选料到养护都要严格控制。做到整个过程的控制才能确保建筑物的质量安全。
关键字：大体积混凝土、施工过程、裂缝防止
大体积砼指的是最小断面尺寸大于1m以上的砼结构，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的砼结构。（该定义摘录自建筑施工手册 缩印版第二版 建筑施工手册第三版编写组 1999年1月第二版 中国建筑工业出版社）。高层建筑的箱形基础或片筏基础都有厚度较大的钢筋砼底板，高层建筑的桩基础则常有厚大的承台，这些基础底板和桩基承台均属大体积钢筋砼结构。还有较常见的一些厚大结构转换层楼板和大梁也属大体积钢筋砼结构。
不能以截面尺寸来简单判断是否大体积砼，实际施工中，有些厚度达到1m，但也不属于大体积砼的范畴，有些砼虽然厚度未达到1m，但水化热却较大，不按大体积砼的技术标准施工，也会造成结构裂缝。大体积砼与普通砼的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于砼中水泥水化要产生热量，大体积砼内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力可能会使砼开裂。因此判断是否属于大体积砼既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的砼的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25℃时，其所产生的温度应力将会小于砼本身的抗拉强度，不会造成砼的开裂，当差值大于25℃时，其所产生的温度应力在可能大于砼本身的抗拉强度，造成砼的开裂，此时就可判定该砼属大体积混凝土
随着科技进步，高层建筑和大跨径的桥梁得到迅速发展，大体积混凝土结构的应用日益普遍。在施工过程中，如果不采取正确的施工方法和有效的控制措施，很容易造成混凝土大面积裂缝，这些裂缝会给有害物质提供方便的侵入点，使裂缝不断扩大，影响结构的使用，甚至造成结构的破坏。因此，除满足一般混凝土的要求外，大体积混凝土施工过程控制过程中的裂缝控制尤为重要。
一．大体及混凝土产生裂缝的原因有很多，但其中主要大概包含三个方面：
一）收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同，其干缩、收缩的量也不同。
二）温差裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。
三）材料裂缝。材料裂缝表现为龟裂，主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量过多而引起的。
二．大体积混凝土施工过程中裂缝如何防治的问题：
一）混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低混凝土出罐温度等方面的要求，并应符合下列规定：
１.优先选用低水化热的矿渣水泥拌制混凝土，并适当使用缓凝减水剂。
２.在保证混凝土设计强度等级的前提下，适当降低水灰比，减少水泥用量。
３.在拌合混凝土时可以适量掺入微膨胀剂或者膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。
4．当炎热季节浇筑大体积混凝土时，混凝土搅拌场站宜对石骨料采取遮阳、降温措施， 降低混凝土的入模温度，如降低拌合水温度，拌合水加冰屑或者用地下水。
5． 当采用泵送混凝土施工时，混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车，混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。
6． 可以预先埋入冷却水管，通入循环水将混凝土内部热量带出，进行人工导热。
二）混凝土的浇筑方法可用分层连续浇筑或推移式连续浇筑，不得留施工缝，并应符合下列规定：
1.混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不大于600mm；当采用非泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不大于400mm。
2.分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间。层面应按施工缝处理。
三）大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时，水平施工缝的处理应符合下列规定：
1.清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀露出粗骨料；
2.在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有水；
3.对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。
四）在混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水。泵送混凝土的水灰比一般较大，泌水现象也较严重，不及时清除，将会降低结构混凝土的质量。
五）当大体积混凝土平面尺寸过大，在设计许可时，可以适当设置后浇缝，以减少外应力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。
六）大体积混凝土必须进行二次抹面工作，减少表面收缩裂缝。
七）混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合下列规定：
1.保温养护措施，应使混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度满足温控指标的要求；
2.保温养护的持续时间，应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制、确定，但不得少于15d，保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；
3.在保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。
保温养护是大体积混凝土施工的关键环节，其目的主要是降低大体积混凝土浇筑块体的内外温差值以降低混凝土块体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑块体的降温速度，充分利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土块体承受外约束廊力的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。同时，在养护过程中保持良好的湿度和抗风条件，使混凝土在良好的环境下养护。施工人员需根据事先确定的温控指标的要求，来确定大体积混凝土浇筑后的养护措施。
八）塑料薄膜、草袋可作为保温材料覆盖混凝土和模板，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。
九）对标高位于±0.0以下的部位，应及时回填土；±0.0以上的部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。
十）在大体积混凝土拆模后，应采取预防寒潮袭击、突然降温和剧烈干燥等措施。
实践证明，通过采取以上措施，调整混凝土的凝结时间，延缓和降低水化热峰值，抑制了温度快速提升可以有效地减少裂缝的产生。虽然学术界对于混凝土的裂缝成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，同时应做好充分的施工准备、加强现场协调与组织管理，混凝土的裂缝是可以避免的。如果做到能够控制大体积混凝土裂缝，那么大体积混凝土施工过程控制就能达到有效的保障。
参考文献：
1.建筑施工手册 第三版 中国建筑工业出版社
2.全国一级建造师考试用书 第二版 中国建筑工业出版社
