房屋建筑工程大体积混凝土施工技术探讨

王文强

（甘肃方圆工程监理有限责任公司，兰州730000）

1 前言

随着城市化进程的不断推进，房屋建筑工程的规模和复杂性不断增加，对混凝土的性能和施工技术提出了更高的要求。在一些大型建筑工程中，如高层建筑、大跨度桥梁、重要基础设施等，常常需要使用大体积混凝土。大体积混凝土相较于常规混凝土，在施工过程中面临更多的技术挑战，例如温度控制、混凝土坍落度的保持、硬化收缩的控制等问题。因此，深入研究大体积混凝土施工技术，总结经验，解决实际问题，对于提高工程施工效率和工程质量具有重要意义。

2 大体积混凝土的定义和特点

大体积混凝土，英文是concreteinmass，主要特点就是体积大，其结构物实体最小几何尺寸不小于1m。这种混凝土常用于现代大型建筑项目中，如高层楼房基础、大型设备基础和水利大坝等场合。此外，由于其体积大，水泥水化热释放较为集中，内部升温比较快，导致混凝土内外温差较大。当这个温差达到一定程度时，会使混凝土产生温度裂缝，从而影响结构的安全性和正常使用。因此，针对这种情况，在施工过程中必须进行严格的温控措施以避免有害裂缝的产生。根据《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018 以及其他相关行业规定，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，也都被定义为大体积混凝土。因此，对大体积混凝土的施工和管理需要高度重视，以保证工程的质量和安全。

3 房屋建筑工程大体积混凝土施工技术要点

3.1 配合比例设计

首先，配合比设计是混凝土施工中的重要环节。大体积混凝土由于其体积大，对配合比要求也更为严格。因此，在设计配合比时，不仅要考虑强度和密度这两个关键指标，还需要注意内部温度的控制。一般来说，采用的配比为水泥：砂：石子=1：2：3，这种比例能够确保混凝土有良好的工作性和易性，同时也能保证混凝土具有足够的强度。然而，这并不是固定不变的，实际施工中还需要根据具体条件进行调整。例如，如果混凝土需要更高的强度或者更小的密度，可以适当增加水泥的比例；反之，如果需要降低混凝土的内部温度，则可以适当减少水泥的比例。其次，水灰比也是影响混凝土性能的重要因素，一般情况下，选择的水灰比为0.5-0.6。这样的水灰比既能保证混凝土的流动性，又能防止水分过多导致混凝土强度下降，具体需要根据实际施工条件进行适当的调整。

3.2 原材料质量控制

原材料的质量对混凝土的性能和质量有着直接的影响，在施工中，要严格控制原材料的质量，以确保混凝土的质量和性能。首先，选择低热水泥作为主要的胶凝材料。低热水泥如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，其水化热较低，可以有效降低混凝土内部的温度。例如，矿渣水泥的水化热只有普通硅酸盐水泥的1/3 左右，可以显著减少混凝土内部的热量产生，从而避免因温度过高导致的裂缝等问题。其次，可以添加适量的外加剂来改善混凝土的工作性能和提高其强度。例如，减水剂可以减少混凝土中的用水量，从而提高混凝土的流动性和工作性；膨胀剂可以在混凝土硬化过程中产生微膨胀，有助于防止混凝土收缩开裂。具体来说，可以通过以下表格对比进行分析：

表1 水泥选择对比表

可以看出，虽然矿渣水泥的早期强度较低，但其长期强度增长较快，且水化热较低，更适合用于大体积混凝土的施工。此外，还可以通过添加适量的膨胀剂来改善混凝土的性能。例如，可以添加0.5%-1%的膨胀剂到混凝土中，这可以使混凝土在硬化过程中产生微膨胀，有助于防止混凝土收缩开裂。同时，膨胀剂还可以提高混凝土的密实度和耐久性。

3.3 浇筑与振捣

在实施大体积混凝土浇筑时，推荐采用分层浇筑的方法，这种方法可以有效防止由于混凝土内外温差过大而导致的裂缝。每次浇筑的厚度最好控制在300mm 以内，这样既可以保证混凝土的充实度，又可以防止因浇筑厚度过大而导致的温度应力过大。在浇筑过程中，应适时使用合适的振捣设备对混凝土进行振捣。振捣的目的是为了使混凝土充分密实，消除混凝土内部的空洞和蜂窝，提高混凝土的强度和耐久性。振捣的力度和时间需要根据混凝土的具体情况进行调整，一般来说，振捣时间过短会导致混凝土不充实，而振捣时间过长则可能会导致混凝土过度振动，影响其强度。此外，还需要注意控制好混凝土的浇筑速度。浇筑速度过快会导致混凝土内部的温度升高过快，可能引发裂缝；而浇筑速度过慢则可能会导致混凝土表面干燥，影响其强度和耐久性。因此，应根据具体的施工条件和混凝土的性能，合理控制好浇筑速度。

3.4 温控措施

在大体积混凝土施工中，由于水泥水化过程中产生的热量较大，内部温度升高较快，而外部温度相对较低，这就会导致混凝土内部和外部产生较大的温差。过大的温差会使混凝土产生裂缝，严重影响其强度和耐久性，因此，必须采取严格的温控措施进行监控和调控。具体的温控措施包括：首先，选择合适的浇筑时间，尽量避免在高温季节进行混凝土浇筑；其次，采用低热水泥或者添加粉煤灰等掺合料来降低混凝土的水化热；再次，合理分块、分层进行浇筑，以减小每次浇筑的混凝土体积，降低内外温差；最后，及时进行覆盖保湿，减缓混凝土的内外温差。以一个实际工程为例，该工程采用了上述温控措施。工程中的大体积混凝土设计厚度为0.8 米，体积约为200 立方米。在施工过程中，选择了春季进行浇筑，避免了夏季高温的影响。同时，采用了矿渣水泥作为胶凝材料，其水化热较低。分块浇筑时，每次浇筑的厚度控制在300mm 以内，混凝土浇筑完成后，及时进行了覆盖保湿。通过这些温控措施的实施，最终使得混凝土内外温差控制在了20℃以内，有效防止了裂缝的产生。

3.5 养护技术

混凝土浇筑完成后，尽管其硬化过程主要发生在28天以后，但早期的养护工作对于防止混凝土过早失水和温度过高而产生裂缝至关重要。首先，应尽可能早地进行养护。混凝土在早期（一般指浇筑后的1～2 天）处于塑性状态，失水过多会导致混凝土内部水分不足，从而影响其硬化和强度发展。早期温度过高会使混凝土内部的水分过快蒸发，导致混凝土表面出现裂缝。其次，养护方法的选择也至关重要。不同的养护方法能够有效地减缓混凝土水分的蒸发，有助于维持适当的湿度和温度环境。以下是常见的养护方法：（1）湿麻布覆盖：这是一种简单而有效的养护方法。在混凝土表面覆盖湿润的麻布，可以减缓水分的蒸发速度，有效保持混凝土表面的湿润状态，有助于提高混凝土的强度和耐久性。（2）喷涂养护剂：使用专用的养护剂进行喷涂，形成一层保护膜覆盖在混凝土表面。这层膜可以有效减少水分的蒸发，提供一定的保湿效果，适用于各种气候条件下的施工。（3）蓄水养护：在混凝土表面形成薄层水体，通过水的蒸发来降低混凝土的温度。这种养护方式适用于气温较高的环境，能够有效降低混凝土的温度，减缓水分的蒸发速度。通过合理选择和结合上述养护方法，可以最大程度地减少混凝土在早期阶段的裂缝风险，确保混凝土的质量和结构完整性。在实际施工中，应根据具体工程条件和气候特点选择适宜的养护方案。

4 大体积混凝土施工过程中存在的问题

4.1 容易产生温度裂缝

在混凝土浇筑后的2-5d 内，水泥水化过程中会释放出大量的热量，导致混凝土内部温度急剧升高。对于大体积混凝土来说，由于其体积大、结构厚实，内外表面系数较小，热量散发困难，因此内部温度升高更为严重。这种内部和外部的温差会导致混凝土内部产生较大的热应力，如果这个应力超过了混凝土的抗拉强度，就可能导致混凝土产生裂缝。这种裂缝通常被称为温度裂缝，对混凝土的耐久性和安全性构成威胁。

4.2 内外温差过大

大体积混凝土由于其体积大、结构厚实，内外表面系数较小，内外温度可能较高，进而造成较大的内部应力，也可能导致裂缝的产生。当混凝土内部的温度高于外部温度时，混凝土内部的水分会蒸发到空气中，导致混凝土收缩，从而产生裂缝；反之，当混凝土内部的温度低于外部温度时，混凝土内部的水分会凝结成冰，导致混凝土膨胀，也可能产生裂缝。

4.3 施工技术要求高

大体积混凝土施工过程中，由于其体积大、结构厚实，对施工技术的要求比较高。首先，需要选择合适的混凝土配合比，以保证混凝土的强度和工作性。其次，需要采取有效的温控措施，以防止混凝土产生裂缝。此外，还需要采取有效的施工工艺，以保证混凝土的均匀性和密实性。如果忽视这些技术要求，往往难以确保工程质量，导致质量问题发生。

5 房屋建筑工程大体积混凝土施工质量控制措施

5.1 施工过程质量控制

在大体积混凝土施工过程中，对原材料进行严格的检测和控制是确保混凝土质量的关键步骤。这包括水泥、骨料、粉煤灰等材料的检测，要确保这些材料的质量符合设计要求，特别是水泥的品种和强度等参数，采用质量稳定、可追溯的原材料有助于提高混凝土的整体性能。在大体积混凝土施工中，需要根据具体工程要求和环境条件，对混凝土的水灰比、骨料粒径分布等进行精确控制。通过实验室试验和现场检测，及时调整配合比例，确保混凝土的强度、耐久性等性能达到设计要求。此外，混凝土的坍落度和温度是施工过程中需要特别关注的参数。在大体积混凝土的浇筑中，通过实时监测坍落度，可以调整混凝土的流动性，保证其在浇筑过程中的均匀性。同时，对混凝土温度的监测可以帮助预防温度裂缝的发生，采取相应的降温措施。

5.2 质量检测手段

采用超声波检测、钢筋探伤、温度监测等手段对大体积混凝土进行质量检测，及时发现可能存在的质量问题，采取有效的措施加以修复和改进。超声波检测是一种常用的非破坏性检测方法，可以用于评估混凝土的质量和结构。通过超声波检测，可以检测混凝土中的空洞、裂缝等缺陷，及时发现并修复存在的质量问题，确保结构的安全性和稳定性。对混凝土结构中的钢筋进行探伤是保证结构强度和耐久性的重要手段。通过磁粉探伤、超声波探伤等技术，可以发现钢筋的腐蚀、断裂等问题，及时进行修复或更换，确保混凝土结构的稳固性。在大体积混凝土的施工中，温度的控制直接影响混凝土的强度和耐久性。通过温度监测系统，可以实时监测混凝土的温度变化，采取有效的措施来降低温度，防止温度裂缝的产生。

5.3 施工记录和经验总结

在大体积混凝土施工过程中，建立详细的施工记录是质量控制的重要环节。要记录混凝土的配合比例、施工参数、材料使用情况等信息，以便在后期进行质量溯源和问题分析。同时，记录施工中遇到的问题及时采取的解决措施，为今后类似工程提供经验借鉴。通过对每个施工阶段的经验总结，不断优化施工工艺和质量控制措施。经验总结可以涵盖施工中的技术难点、质量问题及解决方案，为未来大体积混凝土工程提供更为精准的指导。同时，建立起一套完善的质量管理体系，提高施工团队的专业水平和应变能力。

6 结论

综上所述，房屋建筑工程大体积混凝土施工技术的应用对于推进房屋建筑工程质量的全面提升具有重要意义。在大体积混凝土施工过程中，需要关注配合比设计、原材料质量控制、浇筑工艺、温度控制和养护等方面的技术要点，以确保混凝土的质量和性能。同时，针对施工过程中可能出现的问题，如温度裂缝、内外温差过大和施工技术要求高等，采取相应的处理措施，提高工程施工效率和工程质量。通过对大体积混凝土施工技术的研究和实践，相信房屋建筑工程将更加安全、耐久、环保，为人们创造更美好的居住环境。