大體積混凝土施工技術(shù)研究

董秋孌

【摘要】當(dāng)前，隨著城市化進(jìn)程的加快，在工業(yè)與民用建筑中，建筑物的高度越來(lái)越高，規(guī)模越來(lái)越大，大體積混凝土的應(yīng)用越來(lái)越普遍。大體積混凝土由于截面大、水泥用量大、內(nèi)外溫差大、溫度收縮應(yīng)力很容易導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫，如何在施工過(guò)程中采取有效措施，防止有害裂縫顯得尤為重要，本文就影響大體積混凝土施工質(zhì)量的因素進(jìn)行了分析，并提出了質(zhì)量控制措施。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土材料施工養(yǎng)護(hù)措施

1、前言

1.1 研究背景

大體積混凝土是指厚度大于或等于1m，且施工過(guò)程中必須采用的一定的技術(shù)來(lái)處理水化熱引起的內(nèi)外溫差以及體積變形等問題，并防止溫度應(yīng)力導(dǎo)致裂縫加劇的一種混凝土結(jié)構(gòu)。由于其具有結(jié)構(gòu)體積大、水泥水化熱大且內(nèi)部受力較為復(fù)雜等一系列特點(diǎn)，故在施工中很易出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫。因此，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫是建筑工程長(zhǎng)期困擾的一個(gè)技術(shù)難題。

1.2 研究目的和意義

大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)厚大、澆筑量大，工程條件復(fù)雜的特點(diǎn)，除了必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性以外，還應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)物的整體性和耐久性要求。大體積混凝土的施工較小體積混凝土施工技術(shù)復(fù)雜程度大大增強(qiáng)，如不加以重視，必將影響工程結(jié)構(gòu)的正常使用和耐久性能。因此，如何切實(shí)有效的解決好大體積混凝土施工問題，做好必要的施工技術(shù)及質(zhì)量控制工作，是業(yè)內(nèi)人士應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重要課題

2、裂縫種類及成因

2.1 裂縫種類

一種是微觀裂縫；另一種是宏觀裂縫。微觀裂縫是混凝土本身就有的，它的寬度僅2～5pm，微觀裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)中的分布是不規(guī)則、不貫通的，并且肉眼看不見。寬度不小于0.05mm的裂縫稱為宏觀裂縫，宏觀裂縫是由微觀裂縫擴(kuò)展而來(lái)的。

2.1 裂縫成因

混凝土的宏觀裂縫一般可分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三類。混凝土表面裂縫一般是在干縮變形和混凝土自身溫度場(chǎng)變化的內(nèi)部約束或由于氣溫驟降而引起的。深層裂縫是出現(xiàn)在脫離基礎(chǔ)約束范圍以外的表面裂縫，在經(jīng)歷一個(gè)較長(zhǎng)降溫的過(guò)程以后，如果內(nèi)部溫度較高，在混凝土塊內(nèi)部將形成一個(gè)溫度梯度比較陡的復(fù)雜溫度場(chǎng)，從而使裂縫向縱深發(fā)展，形成深層裂縫。基礎(chǔ)貫穿裂縫是切斷混凝土結(jié)構(gòu)的大裂縫。基礎(chǔ)貫穿裂縫是混凝土變形受外界約束而發(fā)生的，它的整個(gè)斷面均受拉應(yīng)力，只要產(chǎn)生裂縫，就會(huì)形成貫穿裂縫。

微裂縫是所有混凝土結(jié)構(gòu)都具有的，它的存在是正常的現(xiàn)象，本文不另加研究。

3、大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原理

3.1 水泥水化熱

水泥水化過(guò)程中要放出一定的熱量。而大體積混凝土結(jié)構(gòu)物一般斷面較厚，水泥放出的熱量聚集在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部不易散發(fā)。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大，引發(fā)裂縫。

3.2 外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段，外界氣溫的變化影響是顯而易見的，因?yàn)橥饨鐨鉁赜撸炷恋臐仓囟纫灿撸欢饨鐪囟认陆担衷黾踊炷恋慕禍胤龋@對(duì)大體積混凝土是極為不利的。混凝土內(nèi)部的溫度是水化熟的絕熱溫度，澆注溫度和結(jié)構(gòu)物的散熱降溫等各種溫度疊加，而溫度應(yīng)力則是由溫差引起的溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。

3.3 混凝土的收縮變形

混凝土的塑性收縮一般發(fā)生在施工過(guò)程中、混凝土澆筑后4～5小時(shí)左右，此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時(shí)骨料因自重下沉，因此時(shí)混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大，可達(dá)1%左右。

4、大體積混凝土溫度裂縫控制

由以上分析，大體積混凝土裂縫主要是由溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體措施如下

4.1 選用中低熱的水泥品種

混凝土升溫的熱源是水泥水化熱，在施工中應(yīng)選用早期水化熱較低的水泥以及在保證強(qiáng)度等級(jí)的條件下盡量降低單位水泥用量。

4.2 摻加外加劑

1.減水劑：摻加減水劑后，不僅能降低水灰比，而且能使混凝土拌合物中的水泥更為分散，從而使硬化后的空隙率及孔隙分布情況得到進(jìn)一步改善。

2.膨脹劑：在混凝土中摻入膨脹劑，混凝土在硬化過(guò)程中產(chǎn)生體積膨脹，這部分膨脹可以部分或全部補(bǔ)償硬化過(guò)程中冷縮和干縮，減少或避免混凝土的開裂。

3.粉煤灰：把粉煤灰摻入混凝土中，就制成粉煤灰混凝土因?yàn)檫@種混凝土能夠節(jié)約礦物資源和能源，減少環(huán)境污染，改善混凝土性能，因此它是一種經(jīng)濟(jì)的改性混凝土。在混凝土中摻入粉煤灰可以提高混凝土的密實(shí)性。齡期越長(zhǎng)，反應(yīng)越完全，混凝土越密實(shí)，混凝土的強(qiáng)度也越高。

4.3 粗細(xì)骨料選擇

盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑，因?yàn)榇止橇狭皆酱螅?jí)配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有利。細(xì)骨料宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因?yàn)槠淇紫堵市。偙砻娣e小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少。

5、結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的，在大體積混凝土施工中，合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，采用科學(xué)的施工方法，加強(qiáng)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)，加強(qiáng)溫度控制措施，就可以降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能，保證工程質(zhì)量。

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