建筑工程大體積混凝土施工技術研究

摘要：大體積混凝土具有使用方便、成本較低、耐用性好、方便滿足各種結構工程需要等優點，因而被廣泛地應用于各種建筑施工過程當中。文章簡要地介紹了大體積混凝土的特點及影響大體積混凝土的指標，并基于工程實踐，分析了大體積混凝土的施工技術和施工要點，以供業界交流探討。

關鍵詞：建筑工程；大體積混凝土；施工

隨著社會經濟的不斷發展，一系列的高層建筑不斷興起，不僅滿足了現代化經濟建設的需要，而且還滿足了人民群眾日益提高的生活質量的需要。體積混凝土具有使用方便、成本較低、耐用性好、方便滿足各種結構工程需要等優點，因而被廣泛地應用于各種建筑施工過程當中，成為高層建設中最重要的部分之一。大體積混凝土施工的好與壞直接影響著建筑工程的質量，其結構在溫度應力的作用下，特別容易產生裂縫，對建筑結構的安全性、受力性、使用耐久性造成嚴重不利的影響。因此，為了確保高層建筑大體積混凝土工作的施工質量，有必要針對高層建筑中大體積混凝土的施工技術進行研究。

一、大體積混凝土的概述

（一）大體積混凝土的特點

大體積混凝土（mass concrete）一般為一次澆筑量>1000m3或混凝土結構實體最小尺寸≥2m，且混凝土澆筑需研究溫度控制措施的混凝土。相對于普通體積混凝土結構而言，大體積混凝土具有以下幾個方面的特點：①體積相對較大，且塊體相對較厚；②為了更好地降低水化熱對大體積混凝土結構所帶來的不良影響，若混凝土的厚度>1.5m，則必須對水平分層施工的設置進行考慮；③混凝土結構所需連續澆筑量相對較大，且其結構對整體性方面的要求也相對較高，相對于普通混凝土來說，大體積混凝土水化熱會導致混凝土的內部溫度更高；④對于高層建筑結構而言，其大體積混凝土結構通常埋于地下，主要用于基礎結構中，因而其所受外界環境溫度改變的影響相對較小，然而對于抗滲方面的性能要求相對較高。所以，在高層建筑大體積混凝土的施工過程中，必須重點考慮對水化熱的影響以及混凝土結構自防水等相關問題的分析。

（二）影響大體積混凝土施工的指標

在建筑工程施工中，影響大體積混凝土施工的指標較多。主要有：溫度裂縫、收縮應力、溫度應力、里表溫差、降溫速率、入模溫度以及有害裂縫等。其中，大體積混凝土的溫度裂縫是由于混凝土溫度內高外低，形成了溫度的梯度，在混凝土內部產生壓應力，其表面產生拉應力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗內部的溫度應力時，會在混凝土表面產生裂縫。一旦受到地基或者是其他約束條件時，產生的拉應力超過混凝土強度時，就會形成貫通的裂縫。大體積混凝土施工技術要求相對于常規混凝土施工技術較高，其主要因素就是因為水泥水化熱形成的混凝土溫差、混凝土收縮引起的溫度應力裂縫。在進行施工控制時，要關注收縮應力指標，通過測量混凝土澆筑體中心和澆筑體表層的溫度差，計算里表溫差；在散熱條件下，計算混凝土內部溫度達到溫升峰值后，在單位時間內溫度下降的數值，計算大體積混凝土的降溫速率；嚴格控制混凝土拌合物澆筑入模時的溫度，掌握入模溫度；同時要防止影響結構安全和使用功能的有害裂縫。溫度應力是由于混凝土中水泥在水化過程中需要產生熱量，在大體積混凝土內部形成較為集中的熱量，同時由于大體積混凝土的截面厚度較大，水化熱都聚集在混凝土結構內部，導致大體積混凝土內部溫度升高。而在混凝土表面，由于表面散熱條件較好，熱量散發較快，溫度較低。當大體積混凝土內部熱量與表面的溫度差異較大時，會在混凝土內部形成溫度應力作用，形成溫度裂縫，影響建筑結構。

二、建筑工程大體積混凝土施工技術

（一）施工準備工作

（1）施工材料準備：①水泥：選用穩定性較高、可靠性強的水泥生產商，進入施工場地后，要按要求對水泥進行抽樣檢查，一旦發現有不合格產品，要及時進行更換，再次檢測合格之后方可投入使用；②骨料：為了降低水泥和水的使用量，在保證鋼筋間距和泵送要求的基礎上對于碎石的粒徑要盡量選擇粒徑較大的材料。粗細骨料要選擇強度高、針片狀小、干凈的材料，混凝土中粗細骨料的使用量要控制在不超過l%的數量中，并且其中不能有其他的有害物質、有機物質等；③摻合料：為使水泥用量最大化的節約，將混凝土的性能改善，在混凝土的拌制過程中應適當加入粉狀礦物材料。常用的摻合料有沸石巖粉、硅粉以及粉煤灰等；④外加劑：外加劑能有效確保大體積混凝土工程的施工質量，還能有效控制開裂問題，提高大體積混凝土的耐久性和穩定性。在混凝土攪拌過程中加入外加劑，可以提高混凝土的整體性能。外加劑的品種、摻量應根據工程所用膠凝材料經實驗確定。

（2）施工器具準備：鋼筋切斷機、鋼筋彎曲機、鋼筋調直機、電動套絲機、混凝土震動器、電渣壓力焊、混凝土震動棒、手提電鋸、木工圓盤鋸、平板震動器、潛水泵、交流電焊機。

（3）施工技術準備：①混凝土申請：澆筑混凝土前，預先與混凝土供應單位辦理預拌混凝土委托單及澆灌申請，委托單的內容包括：混凝土強度等級、方量、坍落度、初凝終凝時間以及澆筑時間等；②所有機具均應在澆筑混凝土前進行檢查，同時配備專職技工，隨時檢修；③在混凝土澆筑期間，要保證水、電、照明不中斷。為了防備臨時停水停電，為了防出現意外施工縫，事先應在現場準備一定數量的人工攪拌和振搗用工具；④根據施工方案準備必要的塑料布、保溫材料及測溫用具等。

（二）配合比設計

大體積混凝土的配合比應該滿足下面的設計數據：（1）根據混凝土60或者是90d的后期強度作為大體積混凝土強度等級的判定依據；②攪拌后的混凝土應該使澆筑時的塌落度要≤160±20mm；水泥的使用應該保持在230～450kg/m3，此時的強度應該保持在C25～C40；③攪拌時水的使用量不應該高于190kg/m3；④添加的礦物摻合料的量要根據工程的耐久性以及具體的情況予以確定，以水泥用量為參照，礦渣粉以及粉煤灰的使用量分別不應該超過其水泥用量的50%、40%，并且礦渣粉和粉煤灰總的質量不能超過水泥總用量的50%；⑤砂率應控制在38%～45%，水膠的使用比要≤0.55，混合物的泌水量要≤10L/m3。

（三）混凝土澆筑

混凝土的澆筑一直以來都是建筑工程施工過程中必不可少的關鍵環節之一。混凝土澆筑環節，可以將混凝土面積等效分成若干個工作區，然后結合工作區的不同選擇分層退波澆筑的方法，并控制混凝土澆筑的順序，且澆筑過程中應該嚴格保持連續性，間歇時間應控制在6h之內，以保證澆筑的質量。墻體澆筑時應確保其厚度維持在5cm，而高度宜維持在45cm， 澆筑的間隔時間盡量保持在2h之內。對于柱的澆筑過程而言應進行鋼絲網片的設置。梁、板混凝土的澆筑時應注意采取相同的坡度，待筏板凝固后再進行二次澆筑，以確保澆筑環節的質量。

混凝土澆筑過程中，有時會在構件邊角處的構件表面上出現蜂窩麻面，此時最好是將模板進行振動。嚴格控制振搗棒插入點之間的間距，一般是控制在0.4m以內，并且振搗棒應該插入到下層0.1m位置處。每個孔處的振搗時間則要依據混凝土表面情況，當出現泛漿情況即可。為了不影響混凝土具有的密實性，應該將振搗棒在最短的時間內迅速插入混凝土中，而振搗完成后則需要緩慢的拔出來。澆筑完成后，在混凝土完成最后凝固之前需要將混凝土進行抹壓成型，最好是分三次進行，并且最后一次需要借助鐵抹子將其表面搓平，可以達到混凝土表面不產生塑性裂縫的效果。當混凝土已經完成澆筑時，需要在其表面插入長度為一米的φ12短插筋，每根短插筋之間要保持0.5m的間距，并且以梅花形方式呈現出來。

（四）混凝土的養護

混凝土養護的主要目的是為了實現對混凝土溫度的有效控制，以降低其內外溫差，并滿足混凝土抗力方面的相關要求。大體積混凝土的養護方式主要有保溫法和保濕法。混凝土保溫法的用途就是為了保持混凝土表面溫度在一定時間段內維持恒定，不至于過快散失，減小混凝土表面的溫度梯度，也是為了防止產生裂縫，注意使混凝土的平均總溫差所產生的拉應力要小于混凝土拉強度，從而防止產生貫穿裂縫；在保濕的過程中，主要的作用就是使尚在混凝土強度的發展階段內，這種潮濕的條件可以有效地防止混凝土表面因脫水而產生的干縮裂縫，另外可以使得水泥的水化能夠順利的進行，減少水化熱的熱量的產生而有效的提升混凝土的抗拉伸強度。還有就是為了確保混凝土有適宜的硬化條件，避免其在早期由于干縮而產生裂縫，可以在混澆筑工作完畢之后的12h內加以覆蓋澆水。

結束語

總之，在大體積混凝土的施工中，必須堅持規范的、科學的施工理念，對每個施工環節進行監督，并且認真細致地做好澆筑后混凝土的保溫和養護工作，確保施工的效果和施工質量，確保建筑物的穩固性和安全性，從而使工程質量具有高質量、高水準。

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