土建施工中關于混凝土施工技術的應用

任勇

【摘 要】水泥在水花的過程當中都會有大量的熱產生，因此會產生一定的溫度應力，以及再其遇冷的時候收縮，產生一定的收縮應力。可以說這方面的原因是大體積混凝土裂縫的最主要的原因，因此針對這種情況需要采取不同的措施，來控制大體積混凝土裂縫的現象發生。本文主要從實際工程案例進行分析，大體積混凝土產生列分的原因，及針對這些問題提出了相應的解決措施，這些對于預防大體積混凝土防止裂縫具有重要的意義。

【關鍵詞】大體積混凝土 裂縫 控制

1 引言

對大體積混凝土裂縫進行控制是一項重要的工作，混凝土中水泥在進行水化釋放出水化熱產生了溫度應力，混凝土在受冷、養護過程中發生收縮，進而產生的收縮應力是產生大體積混凝土裂縫的主要原因。針對不同類型的大體積混凝土應該采用不同的控制裂縫的措施，主要控制其內部的溫度，避免混凝土出現收縮。下面結合工程實例，分析其裂縫的產生原因及相應的控制措施。

2 基礎的大體積混凝土產生裂縫的原因

2.1 水化熱導致的內外溫差變化

大體積混凝土由于其尺寸大，混凝土用量大等特性，容易導致結構變形，當混凝土水泥水化時，所產生的水化熱及周圍的溫度約束會對大體積混凝土產生影響，進而出現溫度應力。在溫差超過25℃時，混凝土所承受拉力超過其抗拉強度極限值，便形成了塑性變形，甚至是永久變形，就產生了裂縫。

第一個階段是在大體積混凝土的澆筑初期。初凝時，需要的水泥量大，而大量的水泥水化必然會釋放巨量的水化熱，由于水化熱的產生，使其內部的溫度上升速度很快。而混凝土表面由于散熱性較好，表面溫度很快降低，低于混凝土內部溫度。這樣混凝土形成了一個內部溫度高，表面溫度低的梯度，根據熱脹冷縮的原理，混凝土內部便出現了壓應力，但是外部表現為拉應力。當混凝土表面的拉應力大于混凝土自身抗拉強度時，便出現了裂縫。第二個階段的界限是從混凝土自身澆筑了72個小時之后。在這個第二階段當中，混凝土自身的水化熱之后并且釋放完畢，混凝土結構的內部開始進行進一步的降溫，使得整個的混凝土結構從開始的膨脹開始慢慢轉為自身的收縮，再加上混凝土自身結構當中的一部分的水分逐漸散失，最終使得混凝土自身的體積進行收縮并且變形，不過還是因為其有外部的一定程度的約束，其自身是不可能發生特別大的變化的，由此其自身就很有可能出現從混凝土的結構自身的約束面而向上產生的一些溫度裂縫，而這些裂縫的存在對于混凝土自身結構的整體性以及耐久性都帶來了壞處。

2.2 混凝土的收縮

混凝土結構自身也會出現一些導致混凝土產生的裂縫的情況，其主要原因是鋼筋配置不夠或者鋼筋為粗大鋼筋，使混凝土和鋼筋的粘結面積不夠，由于承受結構拉力而混凝土收縮產生裂縫。還有一種可能是，混凝土的配合比不合理，混凝土結構在施工過程中也會產生裂縫，比如混凝土強度過低，坍落度過大或過小，混凝土初凝時間不夠等諸多原因均會導致混凝土因收縮變形而產生裂縫。

2.3 工程案例

某地區要建造一座商業大樓，其建筑面積為六十五萬平方米，該項目工程的主樓建造，是由兩座塔樓、基座以及裙樓組成的，本工程的基礎采用直徑為1.5m的鉆孔灌注樁，兩個塔樓位于樁基礎之上。針對此工程可以采取的防裂縫措施論述見下文。

3 基礎結構的大體積混凝土防裂縫措施

3.1 把握好混凝土材料配合比

一般來說我們可以嘗試通過在混凝土的鑄造的時候進行合理的配置鋼筋成分來進一步的控制在一般的混凝土的結構當中容易出現的裂縫，這其實對于一些大體積的混凝土也能夠起到一些效果。要想控制混凝土制造時水泥水自身化熱所可能產生的一些裂縫，我們可以嘗試在設計當中，在一些有可能會出現混凝土的裂縫的相關部位進行大量鋼筋的配置。混凝土結構的主要材料為混凝土和鋼筋，前面已經提到控制配筋來控制裂縫，對于混凝土材料，要注意選用性能良好的原材料并不斷優化其材料配合比，使其具有較強的抗裂能力，使混凝土結構的溫度升高小，通過優化材料和配比，獲得“低溫、低熱”的混凝土，從而降低溫差，減少結構的裂縫。對于混凝土材料的選擇可以參照一下條例進行：

（1）水泥：根據大體積混凝土的特點，可以選用低水化熱的水泥品牌，在滿足大體積混凝土各方面要求的情況下，比如質量要求、泵送要求等，盡量減少水泥的用量。（2）砂石：選用級配比較好的砂石，石子的粒徑最好在10～30mm的區間，其含泥量不宜大于1%，而且不能含有有機雜質。砂子最好為中粗砂，細度模數不宜大于2.6，含泥量不宜超過2%。在滿足泵送的要求下，盡量選擇粒徑較大的石子，降低砂率，級配較好的砂石，以減少單方的混凝土水泥用量和用水量。（3）外加劑：混凝土摻用外加劑時，可以保證混凝土的泵送條件和控制混凝土的坍落度損失，使混凝土的初凝時間不少于6小時。（4）配合比：混凝土的配合比選用應滿足以下要求：水灰比控制在0.3～0.4，膠凝材料控制在530kg/m3以下，砂率控制在40%～50%范圍內，硂的初凝時間控制在12h以上。

3.2 注意對混凝土的升溫和降溫進行控制

對于控制混凝土結構的升溫、降溫速率，主要是減小內外溫差，可以采用的具體措施有以下幾點：

（1）合理使用高效的緩凝減水劑。其不僅能夠改善混凝土的和易性，還可以降低約10%的用水量和水泥用量，從而達到降低水化熱，控制施工過程中可能出現的溫度裂縫的目的。（2）摻入粉煤灰。在混凝土中摻入粉煤灰可以頂替部分水泥的作用，可有有效的降低水化熱，但值得注意的是，只能在采用普通硅酸鹽水泥的混凝土中摻入粉煤灰。（3）粗細骨料的選擇。施工中應該優先選擇級配較好的粗骨料進行配置混凝土，由于工程中常采用商品泵送混凝土，因此花崗巖碎石作為粗骨料只能取粒徑為10-30mm。（4）注意對混凝土的出機、澆筑溫度進行控制。主要對其升溫值和溫差進行有效控制。一般采用降低混凝土骨料的溫度來進行對混凝土溫度的控制，比如當工程在夏季施工，由于天氣溫度本身較高，可以搭設一些遮陽的設備來降低砂石溫度，并可以采取沖水降溫的方法。采取一些夜間澆筑等合理有效的施工流程和機械來控制混凝土的澆筑溫度。（5）當混凝土自身澆筑進行完畢之后，如果要盡快的減少混凝土降溫階段所帶來的內外之間的溫差，我們有必要采用相應的保溫以及保濕養護相關的措施，進而保證混凝土自身的水化過程，同時還需要進一步的確保其混凝土自身的抗拉的強度，同時還能夠延緩水化熱等相關的降溫的速率積極的作用。

3.3 控制混凝土收縮，提高抗拉極限強度

大體積混凝土的混凝土澆筑施工，可以采用分階段分層振搗密實的方法，并進行二次振搗，主要目的是排除混凝土中部分可能出現的水分和空隙，提高鋼筋和混凝土之間的粘結力，避免由于混凝土坍落度過大，因為塌落度過大很容易出現結構裂縫，這種方法可以有效的改善混凝土結構內部出現的微裂的現象，提高混凝土結構的密實度，從而增強混凝土結構的抗裂性能和抗壓強度，同時有助于內部熱量的散發，減低內外溫差。

3.4 大體積混凝土施工監測控制

在其進行溫控施工過程中，不僅要測點水化熱，而且對于混凝土澆筑也要進行詳細的溫度的監測，可以澆筑混凝土的一些主張要的位置埋設一些傳感器，對混凝土結構的內外溫度變化進行有效的監控。而且區域的氣候情況、基礎的結構構造、基礎的約束形式及結構的配筋情況均會影響其應力狀態。在各項降溫措施實施之后，通過實時監控的手段，在一定范圍內，能準確的采取保溫保濕措施來防止其產生裂縫。界面粘結劑乳液確保存放溫度保持在40℃以下，可使用塑料水塔進行存儲。進行界面粘結防水層施工時，是利用混凝土拌和樓進行后場攪拌，利用拌和站的稱量系統進行稱量。稱量過程中，攪拌缸要求不間斷進行攪拌，直至最后一次稱量攪拌完成。攪拌過程中專人負責觀察混合料狀況（主要是干濕狀況和施工性），防止水泥倉內水泥出現大塊結團現象，粗集料中混入大塊碎石或磚頭等，設專人負責原材料狀況檢查，保證水泥的連續、正常供應，且稱重正確；防止料斗內有其他不同種大顆粒材料混入后影響路面攤鋪質量。

4 結語

大體積混凝土產生裂縫的主要原因是由水泥水化熱產生的內外溫差，而產生的溫度應力和混凝土的收縮產生的收縮應力。驗算底框砌體結構進行時，對于多層結構剛度比較均勻的話可以適用底部剪力法，而一些架構比較復雜的多層結構的抗震墻的方式不能完全適用于底層框架混合結構的剪力分配。對于這種情況應該采用剪力按比例山框架按剛度承擔，抗震墻承擔全部剪力的雙保險的方法。當電算化已經普及在工程設計的今天，如何做出正確的評價和分析就顯得非常的重要。對于點算結果的分析和判斷需要從多方而進行考慮，尤其是電算結果的實際應用上能否滿足實際的要求。針對這些原因本文提出了注意對混凝土材料配合比進行控制，以期降低其用量的同時提高其抗拉強度；控制混凝土的溫度升高和降低混凝土的溫度降低速率，以控制內外溫差；在大體積混凝土施工過程中對溫度進行實時監控，信息化施工。經過工程實踐證明這些措施可以有效的控制大體積混凝土施工產生的裂縫。

參考文獻：

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