淺談大體積混凝土

摘 要：本文從大體積混凝土的定義、裂縫分類、溫度控制方法、施工措施幾個方面簡要論述大體積混凝土。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；施工措施

中圖分類號：TU755文獻標識碼：A文章編號：1006-4117（2011）08-0313-01

一、大體積混凝土的定義

關于大體積混凝土的定義各國不盡相同，但基本上都是從混凝土的尺寸和溫差兩方面描述的。根據(jù)《GB50496-2009大體積混凝土施工規(guī)范》，大體積混凝土即混凝土結構實體最小尺寸等于大于1m，或預計會因水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致裂縫的混凝土。由此看來尺寸和溫差是界定大體積混凝土的關鍵因素。

相比而言，前者更符合實際。大體積混凝土與普通混凝土的區(qū)別從表面上看是“大”，即尺寸要超過一定的范圍，但其實質的區(qū)別是由于混凝土中水泥水化產生大量熱量，而由于其“大”造成混凝土內部熱量不如表層熱量散發(fā)得快，從而造成內外溫差過大，由此產生的溫度應力會造成混凝土開裂。因此判別是否屬于大體積混凝土范疇既要考慮尺寸因素，又要考慮水泥種類、強度、水泥用量、環(huán)境等因素，當溫度應力大于當時混凝土抗拉強度時就會產生裂縫，但這種計算比較復雜，通常是通過比較水化熱所引起的砼的溫升值與環(huán)境溫度的差值來判定的，一般情況，當溫差小于25℃時，其所產生的應力會小于混凝土自身的強度，不會形成混凝土裂縫，當溫差大于25℃時，其所產生的應力可能會大于混凝土自身的強度，形成混凝土裂縫，此時就可判定該混凝土屬于大體積混凝土。《GB50496-2009大體積混凝土施工規(guī)范中》有詳細的計算方法，這里就不再累述。實際施工中，不能簡單的以截面尺寸來判斷是否大體積混凝土，有些混凝土厚度達到1m，但由于其溫差所產生的應力不足以使混凝土產生裂縫，其也不屬于大體積混凝土的范疇，有些混凝土雖然厚度未達到1m，但水化熱卻較大，不按大體積混凝土的技術標準施工，也會造成結構裂縫。

二、大體積混凝土的裂縫

大體積混凝土裂縫按深度不同可分為貫通裂縫、深度裂縫和表層裂縫。貫通裂縫貫通了混凝土的整個斷面，會減弱混凝土結構的強度和耐久性，其危害較大；深度裂縫是裂縫以蔓延到混凝土深處單位形成貫通斷面，有一定的危害，如繼續(xù)發(fā)展會形成貫通裂縫；表層裂縫一般危害較小。大體積混凝土裂縫按產生的原因主要分為溫度裂縫和收縮裂縫。溫度裂縫是由于水泥水化熱引起的混凝土內外溫差過大而造成的，尤其是大體積混凝土內部的熱量不易散發(fā)就更易產生此種裂縫。混凝土在澆筑初期會產生大量的水化熱，雖然此時混凝土內部的溫度沒有達到峰值，但由于澆筑初期混凝土的強度也比較小，水化熱形成內外溫差所產生的溫度應力很容易打破混凝土自身束縛而形成裂縫。隨著混凝土內部溫度不斷升高，內部溫差所產生溫度應力也會裂縫。在混凝土拆模前后，由于混凝土內部溫度還比較高，而外界的氣溫相對比較低，由此行成內外溫差加大，也會導致裂縫產生。收縮裂縫是混凝土在硬化過程中產生的收縮應力超過混凝土自身的強度而產生的裂縫。

三、大體積混凝土的施工措施

首先，在進行大體積混凝土施工時要做好充分的準備。設計混凝土配合比時要在保證混凝土強度的情況下盡量減少水化熱，在保證混凝土易和性的情況下盡量減少水泥用量。因此施工中我應選擇粉煤灰水泥、礦渣水泥等低熱水泥，同時摻加粉煤灰、磨細礦渣粉等摻合料，摻入減水劑、緩凝劑等外加劑控制水灰比減少水泥用量。此外，我們在選擇骨料時盡量采用連續(xù)的級配。在細骨料級配中，我們盡量采用粗砂。因為相同體積的砂子，粗砂的邊面積要比細砂小很多，這樣拌合同樣易和性的混凝土，粗砂所需要的水泥量和水量要少一些。同樣的道理，保證密實度的情況下，可以適當提高砂子的細度模數(shù)，增大粗骨料的粒徑，同時可以考慮在混凝土澆筑時才入一些強度好、清洗干凈的大石塊，一般直徑為200mm～300mm。這樣不僅有利于減少混凝土用量，大石塊自身也可以從新澆混凝土中吸收熱量從而降低整個砼結構的水化熱。為了降低混凝土的出倉溫度，我們可以降低骨料和水的溫度，對混凝土的出倉溫度影響由大至小依次是石子、水、砂子和水泥，施工中我們通常采用水冷、風冷、氫冷等方法以及一些輔助方法來降低骨料和水的溫度。

其次，在混凝土澆筑過程中我要采取有效措施加快水化熱的散發(fā)。通常選擇溫度較低時澆筑混凝土，較低的氣溫有利于混凝土水化熱的散發(fā)。同時采用分層澆筑的方法，即將所需澆筑混凝土的整個高度分成若干個層來澆筑而不是一次澆筑到整個高度。這樣使新澆的混凝土盡可能多的暴露在空氣中與大氣進行熱量交換，有利于混凝土水化熱的散發(fā)。分層澆筑的厚度可根據(jù)具體的施工情況而定，以有利于熱量散發(fā)且不至形成冷縫為準。最后，在混凝土澆筑完成后要及時進行養(yǎng)護并采取有效的溫控措施。大體積混凝土養(yǎng)護，可根據(jù)具體的工程情況，采用薄膜草袋和蓄水等養(yǎng)護方法。在保證內外溫差的前提下，應盡可能推遲保溫開始時間，這樣可以使混凝土早期產生的水化熱盡可能多的散發(fā)。采取保溫保濕養(yǎng)護使砼中心溫度與表層溫度差值不大于25℃，砼表層溫度與大氣溫度差值不大于25℃，當砼中心溫度與表層溫差小于20℃，且表層溫度與大氣溫度差小于20℃，可以逐漸拆除保溫層。大體積混凝土養(yǎng)護時的溫度控制一般有降溫發(fā)和保溫法。降溫法是在混凝土澆筑完成后，通過預埋的冷卻水管，降低澆筑物的內部溫度從而控制混凝土內外溫差。保溫法是混凝土澆筑完成后，通過保溫材料覆蓋、加熱、蓄存熱水等方法，提高混凝土表面及四周散熱面的溫度從而控制混凝土內外溫差。不管采取哪種方法都應確保混凝土內外的溫差。

結束語：隨著科技的發(fā)展和施工工藝的進步，大體積混凝土越來越多應用到各種建、構造物中，但隨之出現(xiàn)的質量問題也層出不窮，同時，大體積混凝土都是結構的關鍵部位，其施工質量好壞直接影響到整個工程的安全問題和施工功能。許多大型項目出現(xiàn)的質量事故都是由大體積混凝土的施工質量引起的，因此，我們在大體積混凝土的施工過程中要引起高度重視，合理采用施工措施，嚴格控制溫度應力，防止表面裂縫杜絕深度裂縫和貫穿裂縫，確保大體積混凝土的施工質量。

作者單位：西北電力建設集團公司