大體積混凝土配比優化設計及裂縫控制技術

戴濤

摘 要：隨著我國社會經濟發展水平的提升以及城市化進程的加快，各種工程的建設規模也越來越大，這就使得大體積混凝土的應用越發廣泛，但是，在實際施工過程中，大體積混凝土很容易出現滲漏、裂縫等質量問題，顯然，這對工程的順利建設來說是非常不利的，因此，攪拌站必須進一步優化大體積混凝土的配比設計，并采取適當的裂縫控制技術。本文就針對大體積混凝土配比優化設計及裂縫控制技術進行了分析和研究。

關鍵詞：大體積混凝土；配比優化；裂縫控制技術

在當前的工程施工實踐中，混凝土結構出現裂縫是比較常見的一種現象，尤其是大體積混凝土，與普通鋼筋混凝土結構相比，大體積混凝土具有原材料用量大、外形體積大、結構偏厚等特點，而且施工技術難度也相對比較大，要求在實際施工中不僅要滿足一般混凝土結構在耐久性、強度等方面的要求，同時也必須加強對混凝土結構裂縫的控制，科學分析其裂縫產生的原因，進而對混凝土配比方案進行適當改進和優化。

1 工程概況

以某工程項目為例，該工程的筏板基礎厚度為2.3米，長度為76.6米，寬度為37.0米，中間部位設有800mm寬度的后澆帶，混凝土結構的整體強度等級為C35，后澆帶部位混凝土的強度等級為C40，整個建筑施工過程中所需用到的混凝土總量為6000m3以上，由于施工時間處于冬季，現場的日平均氣溫約為20攝氏度，為確保施工質量，設計方案中明確要求基礎混凝土部位的施工必須具有連續性和整體性，盡量一次性澆注成型，并注重混凝土結構的防腐、防滲以及抗裂等功能，從本工程中混凝土的基本概況可以看出，其屬于典型的大體積混凝土結構。為了避免本工程施工中大體積混凝土出現裂縫，對混凝土的配比設計方案進行了進一步優化，并制定了科學的裂縫防控技術方案，以下是具體分析。

2 大體積混凝土配比優化設計

（一）優化混凝土配合比設計的基本原則

由于大體積混凝土具有一定的特殊性，因此，不能僅僅將水化熱溫度升高的幅度作為參考標準，同時也不能和一般混凝土一樣，將28D抗壓強度作為單一的參考依據，因為大體積混凝土的構造比較復雜，它不僅需要考慮到短時期內由于水化熱而導致溫度應力的矛盾，同時還需要認識到結構的耐久性和完整性等多方面的問題。所以，在實際設計的時候必須堅持整體性的原則。當前，我國所提出的比較科學的有關大體積混凝土配合比的設計方法是將混凝土的耐久性、絕熱溫升、工作性等多方面的功能綜合在一起進行處理，最終計算出其總功效系數，該系數越大，則說明混凝土的性能越佳。經實際研究發現，各類可能對混凝土的整體性能產生影響的因素，按照其影響程度從低到高依次為水泥類型、添加劑、粗骨料類別、水泥加入量、粉煤灰加入量和水膠比。所以，攪拌站在開展大體積混凝土配比設計工作的時候，必須嚴格堅持下列原則：首先，應適當調整粗骨料的顆粒級配以及骨料粒徑大小，以實現混凝土自身抗裂性能的提升，按照混凝土結構的泵管直徑以及最小斷面特征，盡量采用粒徑較大的粗骨料。比如，在本工程中，選用粒徑為5～25mm 與選用5～31.5mm的連續級配碎石混凝土相比，前者應比后者增加用水量6～8kg/m3，并同時增加水泥用量15kg每立方米，因此，采用粒徑較大的粗骨料最終達到降低水化熱、收縮及泌水等現象的發生幾率。其次，應在符合混凝土強度標準的基礎上，最大限度減少膠凝材料，當膠凝材料的用量保持穩定時，應盡量利用混合材料來代替水泥。最后，應利用科學的方法來說減小水膠比，水膠比應盡量控制在0.5以內，這樣才能有效確保大體積混凝土的綜合性能。

（二）骨料的選取

在進行骨料選取的時候，最好將含泥量較低、熱膨脹系數不是很高的骨料作為優先選擇對象，并注重骨料的連續級配，之所以采用這種方法，主要有兩個方面的原因，第一是因為骨料自身的強度本來就遠遠超出水泥膠體的強度，第二是因為選取連續級配的骨料能大幅提升骨料在混凝土中占據的空間比例，進而減少水泥用量，間接實現減小水化熱的目的。在本工程的大體積混凝土澆筑過程中，必須尤其注重對骨料的選取，嚴格控制好粗骨料和細骨料所占比例，這樣才能確?；炷恋呐浔仍O計質量。

（三）水泥的選取

為確保大體積混凝土的內部最高溫處于合理的范圍之內，就必須將低水化熱的水泥作為優先考慮對象，大幅度地減少水泥用量，同時，還應當添加一些必備的混凝土摻和原料，以延遲混凝土的終凝時間。根據本工程的實際情況，可選擇礦渣水泥作為最主要的水泥類型，但同時必須考慮到礦渣水泥水具有的收縮量偏高等特征，除此之外，必須注重對水泥總量的控制，必要的話可增加粉煤灰的添加量，從而使混凝土的和易性、強度等滿足設計標準。在混凝土的凝結時間方面，考慮到混凝土初凝以前不會因內部熱量而出現溫度應力，所以可適當拖延初凝時間，一般情況下，應將其控制在12小時以上。

（四）外加劑和配合比的確定

總結以往的實踐經驗，攪拌站應在進行大體積混凝土配比設計的時候，適當添加一些礦物外加劑，并注重對水膠比的合理確定，如此一來，便可降低水泥用量，達到減小水化熱的目的，同時還能在一定程度上降低混凝土硬化過程中出現的收縮拉應力，將混凝土的防滲性能提升。在符合施工設計強度的前提下，為了最大限度降低單位用水量，必須添加一定比例的高效減水劑，其主要作用是提升混凝土的早期、后期強度及其和易性。除此以外，還必須注重粉煤灰的添加量，粉煤灰的主要作用是減小混凝土的水膠比，促進早期水化熱的大幅降低，大量實踐已經證明，粉煤灰添加量越大，水泥水化熱也就越低，但添加量不能過多，應把握好度。

3 大體積混凝土的裂縫控制技術

（一）選擇合理的施工方式

在本工程的施工中，考慮到筏板基礎的特征，最終決定采用整體推移連續澆筑法進行施工，在跳倉間距的確定上，應綜合分析混凝土的厚度、溫度應力要求以及筏板基礎的限制條件等因素，嚴格根據計算出的標準數值確定。

（二）加強對施工配比和原材料質量的控制

攪拌站的相關工作人員必須準確把握原材料的所有要求，包括水泥等級、規格、類型等；外加劑、粗骨料、細骨料的相關要求；摻合料的用量、細度、類別和等級等。此外，大體積混凝土的配置還必須滿足溫控指標的相關要求，適當添加摻合料。

（三）嚴格落實混凝土的保溫和養護工作

應按照大體積混凝土的溫控條件，嚴格落實好澆筑完工后的保溫和養護工作，通過保溫養護，可降低混凝土表面的熱量散發，減小內外部溫度的差距，進而提升混凝土的水化程度，增強其抗拉性能，最大限度避免溫度應力可能對其產生的不良影響。

4 結語

綜上所述，大體積混凝土比普通混凝土具有更高的施工難度，在施工過程中很容易受到各種因素的影響而發生滲漏、裂縫等問題，為了避免這些問題的發生，攪拌站就必須對大體積混凝土的設計方案進行改進和優化，嚴格控制水泥、骨料、外加劑的選擇等關鍵環節，在裂縫控制技術方面，應選擇科學合理的施工方式，加強對施工配比以及原材料質量的控制，并嚴格落實混凝土澆筑后期的保溫養護工作，這樣才能從根本上確保大體積混凝土的施工質量。

參考文獻

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