大体积混凝土结构施工技术在土木工程建筑中的应用探析

高鑫

摘要：随着社会发展，工程建筑中大体积混凝土应用的频次持续增多，国家及行业针对大体积混凝土的施工质量控制发布了多项设计、施工技术规范、规程。大体积混凝土的主要胶凝材料是水泥，水泥与水发生化学反应才能起到胶凝作用，同时会产生大量热量，造成混凝土结构整体温度升高，结构内外会出现较大的温差，产生的温度应力极易使混凝土结构出现贯穿裂缝，直接影响结构的质量、安全及使用寿命。文章结合工程案例及特点，从前期设计、配合比优化设计、施工组织管理及冷却水降温动态监测调整措施等方面进行阐述，供交流参考。

关键词：大体积混凝土结构施工技术;土木工程建筑;应用探析

引言

大体积混凝土施工技术是影响整个建筑质量的重要因素，因此，在施工过程中必须选择适当的施工技术，并严格按照标准操作，以防止施工过程中出现混凝土裂缝。同时，要积极引进先进施工技术，提高大体积混凝土结构的施工技术水平，确保高效、优质、安全地完成土木工程施工，促进土木工程的可持续发展。

1大体积混凝土定义及温控标准

相关规范术语明确表述，大体积混凝土是指混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土，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。另有表述为，浇筑块体尺寸较大，需要考虑采取温度控制措施以减少裂缝发生概率的混凝土。从规范的规定来看，大体积混凝土较易因水泥水化热产生温度变化，内外温差较大会产生结构性贯穿裂缝，是结构的质量、安全及使用功能要求所不允许的。大体积混凝土不仅是厚度与其他普通混凝土存在不同，关键是由于混凝土中水泥水化反应产生的热量，因结构断面大，混凝土材料导热系数低，结构表面与内部散热降温速度不同步，出现结构内部与表面存在较大温差，同时混凝土表面与周围环境气温间的也会存在较大温差，因温差过大，混凝土结构体积发生变形不同步，其产生的温度应力可能使混凝土结构出现破坏，出现结构性贯穿裂缝。经参考业内相关论著，本工程大体积混凝土温度控制采用的标准是：混凝土结构内部温度与混凝土表面温度的差值不超过25℃、混凝土外表面和当时施工环境最低温度间差值也不超过25℃，混凝土结构内部最大降温速率控制在小于2.0℃/d。在对工程相关区域的承台混凝土内外温度进行验算时，发现最终的结构温差并未达到理想状态，故将本工程按大体积混凝土标准要求采取温度控制措施，防止因水化热产生温度应力致使混凝土出现结构贯穿裂缝。结合现场施工条件及外部环境，针对性地采用了以下温度控制措施。

2大体积混凝土产生裂缝的种类

2.1温度裂缝

大体积混凝土产生裂缝的主要原因之一是施工过程中的温度应力问题。在施工过程中，如果温度发生显著变化，则混凝土结构会膨胀或收缩，在混凝土结构内部产生温度应力。混凝土的内外温度差越高，温度应力水平越高。当浇注大体积混凝土时，混凝土结构的内部水泥会发生水合反应，产生大量热能使混凝土内部温度急剧上升。但由于混凝土外部温度变化不大，内部与外部之间的温差变大，如果该温度差超过25℃，则会出现混凝土裂缝。

2.2收缩裂缝

裂缝本身会因为温度变化而自行收缩。如果在浇筑混凝土后未正确固化混凝土，水合作用会消耗大量水分，使水泥凝胶孔减少，干燥效果随之降低，出现严重的自收缩现象。浸没混凝土内部的水分不断减少，会在结构孔隙中产生很大负压，导致混凝土出现裂缝。大体积混凝土在硬化完成后，表面水分的挥发快于内部水分，混凝土结构内部和外部的收缩率和变形率不同，产生特定的张应力，导致收缩开裂现象。

3建筑工程大体积混凝土结构管理优化策略

3.1合理选择混凝土原料

为保障大体积混凝土结构的结构性能，施工过程中，专业人员应该加强各种材料的质量控制。在原材料选择时，为保障大体积混凝土结构的稳定性与安全性，应该从材料使用标准出发，确保各类原材料的质量达标，并适当在混凝土混合料中使用一定量的添加剂，优化混凝土性能。大体积混凝土的水、水泥、骨料和粉煤灰选择应注意3个要点：（1）水泥与水。混合料配制时采用的水应符合饮用水标准，严禁使用含有杂质和污染物的水作为混凝土配制水。因为水泥存在水化热现象，而水化热反应对混凝土结构产生的危害是非常大的，市场上的水泥种类非常多，不同种类的水泥，水化热反应程度存在差异，因此，在水泥选择时应注重对水泥细度、水化热等性能的考察，应尽量选择低水化热的水泥，比如，矿渣水泥或者硅酸盐水泥。（2）骨料。混凝土混合料中的骨料选择也非常重要。在骨料选择时，最好选用级配好、岩石弹性小、质量达标和清洁度好的骨料。混凝土中的骨料有粗细骨料之分。大粒径粗骨料的使用，可以有效减弱水泥水化熱对混凝土结构造成的不利影响，预防和控制混凝土裂缝，而使用细骨料时，通过砂石粒径的控制可以对水泥水化热效率实现良好的控制。（3）粉煤灰。粉煤灰是重要的添加剂，其在混凝土混合料中的使用，可以取代部分水泥。

3.2科学配制混凝土

大体积混凝土的配制阶段，要根据建筑工程的结构施工要求来确定混凝土的配合比。配合比设计结果最终反映的是混凝土中各种原材料的使用量。配合比设计需考虑的因素非常多，除了基本的结构需求，还需要充分考虑各种原材料的特性等，保障配合比更加科学合理。建筑工程都有其独特的结构要求，在利用大体积混凝土结构施工时，应根据结构特殊性选择恰当的配合比，不可直接照搬其他工程的配合比。混凝土配合比设计时，应做好配合比试验，经过多次试验来确定各种材料的用量和比例。

3.3合理运输大体积混凝土

在施工作业开展的过程中，工程企业应根据建筑工程大体积混凝土结构的施工要求，进行混凝土材料的规范化运输。在配制结束以后，应根据运输地点、运输时间，来选择最为恰当的运输方式，科学有效地控制运输时的砂浆流出、泌水等问题。大体积混凝土结构施工作业中的混凝土需求量大，混凝土配制地与施工地之间的距离较远时，在施工作业中，应注意对运输路线的科学规划，选择最优的路线和恰当的运输工具。

3.4科学应用水汽加热技术

水汽加热技术在混凝土施工作业中的应用，可以为大体积混凝土结构质量提供技术支持。混凝土搅拌作业中，施工人员要对混凝土温度加以科学控制，做好搅拌时间的控制，保障搅拌工序顺利实施。如果混凝土搅拌量较大，可以利用蒸汽炉设备开展混凝土搅拌作业，从而有效控制混凝土内外部温差，减小了内外部的温度差值，提升混凝土的性能。

结语

综上所述，大体积混凝土结构的施工质量非常重要，要加强对大体积混凝土结构的技术研究，选择适合当地情况的技术方法，避免开裂现象的发生。只有保证大体积混凝土结构的稳定性和安全性，才能为建筑物的稳定性和安全性奠定良好基础。确保建筑物在使用后可以更加安全，同时保证其功能不受影响。通过对本工程大体积混凝土的识别，从配合比设计、原材料控制、施工组织安排、冷却措施应用、温度监测手段及保温保湿等多项措施的联合应用，结构未出现贯穿性裂缝及表面裂缝，保证了结构质量，保证的结构的安全和使用功能，取得了良好的效果。

参考文献：

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