建筑工程大体积混凝土施工技术

王素卿

（长治市建筑工程总公司 山西长治 046000）

1 大体积混凝土定义

所谓的大体积混凝土，指的是有着较大的几何尺寸，需要采取一定的措施避免混凝土浇筑中初始水热化导致裂缝问题的结构都可以成为大体积混凝土。（混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体积混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土）。

2 大体积混凝土裂缝问题

2.1 水化作用导致裂缝

在初始阶段（凝时间里），混凝土会产生大量的水化热。混凝土温度会因水泥水化反应中产生的大量热量而升高，水化热作为主要的热量来源导致了大体积混凝土内部温度升高。在相应试验中得出，500J为每克硅酸盐水泥释放的热量。大体积混凝土有着较大的截面尺寸，在混凝土结构内部不容易散发大量的水化热聚集的热量，从而使混凝土结构内部的温度上升较快。相关试验中，得出在1～3d内，水泥水化热散发最多的热量，这几天散发的热量与总体热量相比，其占到了一半。在浇筑完成后，内部温度最高是在其后的3～5d。

在升温阶段，混凝土有着较小的弹性模量，因此有着较小的抗拉应力，也就只能使得混凝土表面裂缝出现。混凝土的弹性模量和抗压、抗拉强度会随着时间推移不断变大，会不断增加对混凝土降温收缩变形的约束，从而抗拉应力也会变大。当抗拉应力大于混凝土抗拉强度时，就会产生温度裂缝。

2.2 外部负荷重导致裂缝

在实践中约束会在各种结构中存在，因此约束也会影响混凝土结构的变形变化，在自由变形就会收到阻碍，一般将约束条件当成阻碍变形的因素。对此已经有着大量的资料进行研究，其中也表明了在全约束条件下，温差与混凝土膨胀系统（数）的乘积ε=·α为混凝土结构的变形。因此在ε比混凝土的极限拉伸值大时，裂缝就会出现。通常10×10-6/℃为混凝土温度膨胀系数a，通常在50～100×10-6之间为极限拉伸值，此时5～10℃就是混凝土内外温差的容许值，但在实际工程当中，混凝土结构的温差在20～25℃时，其开裂现象并没有出现。在相关研究中发现主要是因为结构物处于绝对自用状态，约束并不存在，混凝土徐变与塑性变形也不可能不存在。

在结构物裂缝中有60～70%为非贯穿的表面裂缝。而变形变化导致的自约束应力是其开裂的主要原因。当混凝土结构有着大于或者等于500mm的厚度时，就会形成水化热降温与收缩的不均匀性，从而自约束应力就会明显出现，从而混凝土表面开裂的现象就会出现。

2.3 混凝土收缩导致裂缝

混凝土水化作用产生的体积变形称为自生体积变形。胶凝材料性质是影响这种变形的主要因素。而普通水泥混凝土中，膨胀变形较为少见，而收缩变形较为常见。

混凝土有着较为复杂的收缩机理，毛细管引力因混凝土内部空隙水蒸发变化而出现，其是收缩的主要原因。在很大程度上是可以逆转收缩现象的，若是混凝土收缩出现，将其置于水饱和状态，使其发生膨胀，从而原来的体积也可得到很大程度上恢复。

一般采用“收缩当量温差”来计算大体积混凝土温度裂缝，就是通过换算用引起同样混凝土温度变形需要的温度值来表示混凝土的收缩值，从而混凝土的应力计算就可以用温差来计算。在大量的研究中，可以证明不能够忽略混凝土收缩引起的温度应力。

2.4 温度差导致的裂缝

在大体积混凝土结构施工中，为了有效的避免混凝土结构裂缝的出现就一定要重视外界气候气温的变化。若是外界温度较高就会有着较高的混凝土浇筑温度。若是外界温度降低而混凝土降温幅度增加，尤其是外界气温突然降低，就会使混凝土表面与内部的温差增大，从而温度应力就会增加，大体积混凝土裂缝现象也就容易出现。水化热的绝热温升、浇筑温度以及结构物的散热温度这三部分叠加形成了混凝土结构的内部温度，温差带来的温度变形导致温度应力的出现，因此温度应力随温差的变化而变化。大体积混凝土有着较大的截面尺寸，其散热较差，尤其是在高温的条件下，一般60～65℃为其内部温度，甚至90℃以上的温度在一些工程中出现，并且这个温度持续的时间较长。因此必须对混凝土内部温差进行控制，防止温度应力过大，为此本文主要对混凝土温度及控制措施进行了分析和研究，从这个方面对大体积混凝土温度裂缝进行有效的控制。

3 提高建筑工程大体积混凝土施工技术应用质量的措施

3.1 大体积混凝土的配制

大体积混凝土的配合比并不是固定的，需要根据建筑工程的实际设计需求，并且结合施工现场的环境条件进行合理的确定。施工单位对于影响大体积混凝土配比的各种因素要进行全面的考虑，严格把控大体积混凝土的配合比。具体的配制要点如下：①粗骨料注意连续级配，细骨料尽量选择中砂；②选择水化热较低的水泥，例如热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸等；③根据工程的实际需求，适当的键入减水剂，从而减少混凝土的用水量。

3.2 混凝土的运输

在进行混凝土的装料之前应该尽量排出商混车罐内的积水；在混凝土的运输过程中，应该尽量将混凝土搅拌罐控制在3～6r/min的速度，避免运输过程中出现混凝土的不均匀性以及离析状态。如果在运输过程中出现了离析应该进行快速的搅拌，搅拌时间控制在120s以上；如果即使采取了快速搅拌仍然无法将混凝土拌合物的工艺性能进行有效恢复，则不能将混凝土浇筑以及入模工作，应该将混凝土选作另外的应用方式。按照施工区段进行有效划分，一次浇筑最大混凝土浇筑量在6408m3。

3.3 混凝土浇筑与振捣

（1）首先，应当充分搅拌混凝土。

（2）在浇筑过程中，尽量保证其连续性，从而保证浇筑效果。水平浇筑是常用的浇筑方式。浇筑方形以长向为主，浇筑面以短向为准，浇筑大约需要25～30cm左右的厚度，将每次浇筑的体积控制在大约66m3左右。浇筑的时间和速度受到饱和能力高低的决定，衡量浇筑速度中，通常将其控制在每层3h左右浇筑时间。工程师应当对混凝土浇筑的位置、布料点等进行合理设置，通常港大体积混凝土浇筑施工需要布置八个点。混凝土的振捣方案应当合理设计，充分把我号振捣深度、宽度，一般将振捣深度控制在5～15cm之间。

（3）在浇筑混凝土时要注意做好温度控制，一般控制在13～30℃之间。由于大体积混凝土浇筑中温度裂缝比较常见，所以夏季要做好洒水降温处理，如果日照过于强烈还要做好遮阳措施。

3.4 大体积混凝土的养护

超高层建筑大体积混凝土浇筑作业完成后，混凝土会进行自我伸缩，从而提高自身的强度，不过这个过程需要采取合理的养护措施，才能够保证大体积混凝土施工完成后的质量。在大体积混凝土的养护中，要根据超高层建筑工程的规模和浇筑面积确定混凝土洒水养护的次数和时间，如果有必要可以在混凝土表面覆盖一层薄膜纸，起到防护的作用。同时在养护期间要禁止人员及设备从混凝土上方通过，以免造成混凝土的损坏。

4 结语

施工企业也要不断提高自身的施工水平，不断引进新技术以及先进的管理理念方法，提高大体积混凝土的施工技术水平，在施工中加强管理，有效的解决目前超高层建筑大体积混凝土中的问题，从而提高超高层建筑工程的整体施工进度和质量，是我国建筑行业技术以及管理水平能够得到长远的进步和发展。

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