对大体积混凝土施工技术的探讨-建筑设计论文发表

张春玉
一、大体积混凝土的概念
大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热而引起的混凝土内外温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。大体积混凝土结构的施工特点：一是整体性要求较高，一般不允许留设施工缝，往往都要求连续浇筑；二是结构的体量较大，浇筑后混凝土产生的水化热量较大，并积聚在内部不易散发，从而形成内外较大的温差，引起较大的温差应力。这些大体积混凝土工程具有钢筋密、结构厚，体形大、混凝土数量多(有的混凝土量已超过10000m3)、施工条件复杂和施工技要求高等特点，除了必须满足刚度、强度、整体性和耐久性要求外，还存在如何控制和防止温度应力，变形裂缝产生等问题。
二、施工前的技术
大体积混凝土施工前的关键技术主要是混凝土配合比的配制。因为配合比的合理性不仅仅影响到混凝土强度，还会影响混凝土的泵送要求、和易性、坍落度以及混凝土浇筑后的水化热产生的多少等，特别是大体积混凝土的水化热将直接影响到混凝土的裂缝继而影响整个大体积混凝土的质量。根据笔者的工程经验，要保证大体积混凝土施工的质量，配合比应满足以下这些要求。
水泥品种选择及数量要求。在大体积混凝土施工中，混凝土温度升高的主要原因是水泥产生的水化热，但由于不同品种水泥的水化热差异较大。因此，对大体积混凝土的水泥往往采用低水化热和凝结时间较长的水泥，如火山灰质硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。此外，除了采用水化热低的水泥外，要减少温度变形，还应千方百计地降低水泥的用量。
砂石料的级配要合理。一般情况下，采用级配好的碎石作为粗骨料。粗骨料选用l0mm~40mm天然连续级配碎石，这种级配经实践验证在相同水灰比情况下，每立方混凝土的水泥可减少22kg左右。细骨料采用细度模数为218～310的中砂，它比采用细砂每立方米混凝土减少用水量20kg左右，水泥则相应减少20kg~25kg，从而降低混凝土的干缩。另外，砂、石含泥量控制在1％以内，并且不得混有有机质等杂物。
合理掺加混凝土用掺和料(如粉煤灰)、外加剂(如减水剂、缓凝剂)，不仅可以改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，还可减少水泥水化热。
三施工过程的技术
(一)混凝土的振捣
混凝土振捣时要布置三道振捣，第一道设在混凝土的坡角，第二道设在混凝土的坡中间，第三道设在混凝土的坡顶。每道设2台振捣器，三道振捣相互配合，保证能够振捣覆盖整个坡面。使用中50振捣棒振捣，振捣棒插入下层混凝土中的深度宜>50mm，振捣棒移动的间距以400mm左右为宜，振捣棒要快插慢拔，以混凝土面泛浆为准。混凝土表面要用刮杠刮平，再撒5mm～25mm碎石，用木抹拍实抹平。
(二) 混凝土的养护
混凝土浇注后的1小时内，表面要及时覆盖一层塑料薄膜，再覆盖三层棉毡和一层塑料膜，这样既能有效的保温，也能保证混凝土表面的湿度。依据浇筑混凝土时实测的混凝土表面温度和内部中心温度，随时调整覆盖保温材料的层数。养护时间应不小于14天。
大体积混凝土的浇筑量过大，整体要求性较高，在浇捣和养护过程中水泥水化放出大量的水化热，但因其体积厚大，大量水化热得不到有效的散发，混凝土内部温度会高于外层混凝土温度，产生较大的温度差，因表里体积膨胀不—致，便会产生温度裂缝，所以大体积混凝土保温养护是施工技术的要点。
四、大体积混凝土在施工实践中易发生的问题
大体积混凝土基础的特点是混凝土浇筑面和浇筑量较大；当混凝土浇筑完毕后，由于水泥水化热的作用，使混凝土内部最高温度3-5d后。达到峰值，此时若混凝土内部最高温度与外界气温之差超过25℃，在升温阶段和降温阶段；很容易发生表面裂缝和收缩裂缝。
大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝这三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，从而最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的，在工程实践中要绝对避免其发生；而深层裂缝也部分地切断了结构断面，也有一定危害性，但在工程实践中的危害要比贯穿裂缝小的多；表面裂缝一般危害性较小。
大体积混凝土在施工阶段所产生的裂缝一般为温度裂缝，一方面是混凝土的内部因素影响：大体积混凝土由于水泥水化热导致混凝土内部温度较高，当混凝土表面温度与气温相差过大时，会产生温度收缩裂缝。混凝土线膨胀系数约为0.00001／℃，即温度每升高或降低10℃，混凝土会产生0.01％的线膨胀或收缩。以C30混凝土为例，其净弹性模量约为30000MPa，当混凝土的线收缩为0．01％时，混凝土的受拉应力将达3MPa，这种应力大约相当于C30混凝土28d的抗拉强度。另一方面是混凝土的外部因素影响：如大气或环境温度的变化情况等。结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止了混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗拉能力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土所能承受的抗拉强度时，就会出现裂缝。
五、结语
大体积混凝土结构的施工技术与相关预防措施直接关系到混凝土结构的使用性能；若不能很好的了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施，那么实际生产当中就很难保证施工质量。因此，施工中除了要做好上述施工要领外，更应积极的加大对大体积混凝土外加剂；掺和料的研发工作，最大程度的弥补大体积混凝土施工工艺的不足之处，尽最大可能的提高大体积混凝土的结构安全使用寿命，以期达到造福于民的目的。