概論建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術

劉靜

摘 要：近年來，在重大工程項目和高層建筑施工中，大體積混凝土結構澆筑技術以其諸多優點在各類建筑工程項目中得到廣泛應用。本文對大體積混凝土施工中的主要技術難點進行了簡要的闡述，提出了混凝土配合比設計、測溫養護的一些可供借鑒的方法。

關鍵詞：大體積混凝土施工 建筑施工 澆筑技術

引 言

建筑施工中大體積混凝土的澆筑問題是防止混凝土表面裂縫的產生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態下的混凝土，出現再大的均勻收縮，也不會在內部產生拉應力。當混凝土處在地基等約束條件下時，內部就會產生拉應力，當拉應力超過當時混凝土的抗拉強度時，混凝土就會開裂。

一、大體積混凝土表面裂紋的具體原因

混凝土中水泥水化用水大約只占水泥重量的20%，在混凝土澆筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸發將使混凝上體積縮小。混凝土干縮率大致在（2- 10）x10- 4 范圍內，這種干縮是由表及里的一個相當長的過程，大約需要4 個月才能基本穩定下來。干縮在一定條件下又是個可逆過程，產生干縮后的混凝土再處于水飽和狀態，混凝土還可有一定的膨脹回復。

值得注意的是早期潮濕養護對混凝土的后期收縮并無明顯影響，大體積混凝土的保濕養護只是為了推遲干縮的發生，有利于表層混凝土強度的增長，以及發揮微膨脹劑的補償收縮作用。大體積混凝土澆筑凝結后，溫度迅速上升，通常經3d～5d 達到峰值，然后開始緩慢降溫。溫度變化產生體積脹縮，線脹縮值符合△L=Lo. a.△T的規律，這里線脹縮值數取1x10- 5 （1/℃）。因為混凝土的特點是抗壓強度高而抗拉強度低，而且混凝土彈性模量較低，所以升溫時體積膨脹一般不會對混凝土產生有害影響。但在降溫時其降溫收縮與干燥收縮疊加在一起時，處于約束條件下的混凝土常常會產生裂縫，起初的細微裂縫會引起應力集中，裂縫可逐漸加寬加長，最終破壞混凝上的結構性、抗滲性和耐久性。

二、建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術研究

通過對以上混凝土澆筑應注意的問題進行分析后，下文將對建筑施工中大體積混凝土的澆筑技術進行詳細研究。筆者結合工作經驗，認為其澆筑技術需從以下三個方面入手：一是混凝土的材料選擇;二是混凝土澆筑方式選擇;三是混凝土配合比控制;四是混凝土溫控和養護。

1.在嚴格遵循設計要求與規范的前提下，合理選擇材料。首先，選用低熱或中熱水泥能有效控制混凝土溫升，進而實現對混凝土溫度應力的優化控制。如選用強度等級合適的礦清硅酸鹽水泥和火山灰硅酸鹽水泥，就能很好得降低水化熱，有效控制大體積混凝土溫升。其次，可在混凝土中摻入粉煤灰。只要摻入量合適，大約為水泥因素的30%-50%，就能通過利用粉煤灰的滾球效應，起到改善混凝土流動性及粘聚性的效果，這也大大降低了水化熱。而在混凝土中摻入粉煤灰的另一個好處是能夠起到節約水泥，降低生產成本的作用。第三，摻入抗裂防滲優質增強劑。這可以有效地降低混凝土水灰比，減少收縮，改善孔結構，提高早起抗拉強度，進而提高混凝土的抗裂防滲性。第四，對混凝土后期強度進行充分利用。筆者在工程實踐中發現，混凝土摻入優質粉煤灰后能獲得較高的后期強度，在適量摻入范圍內能獲得較高的強度增長，因此在大體積混凝土工程中使用較高齡期粉煤灰摻入強度較好，這樣一來不但可以節約單位立方米混凝土上的水泥用量，還可以進一步降低混凝土溫度。

2.選用合適的混凝土澆筑方式。在建筑施工中為了減少大體積混凝土表面熱散發，通常選用磚模或木模。若要采用鋼模，需考慮到它散發熱量較快，會導致混凝土內外溫差變大的特點，還必須要采取額外的保溫措施。大體積混凝土澆筑方案可在遵循整體性設計要求的基礎上，根據混凝土供應，鋼筋疏密，結構大小等具體情況具體分析，采取斜面分層，分層分段等方式進行，保證混凝土厚度均勻上升。在混凝土澆筑時，要保證在澆筑好上一層之后下一層才初凝完畢，這樣就能夠避免在上澆筑層和下澆筑層之間產生施工縫，需采用二次振搗法，保證良好的接搓，從而提高密實度，分層厚度推薦為20-30cm。需安排專人進行混凝土振搗，且最好在振搗前進行相關培訓，并安排專人監督，防止振搗不實或漏振，最大程度保證振搗質量。大體積混凝土澆筑過程中宜在正常振搗環節外，在混凝土初凝前進行二次振搗，可強化混凝土密實性，排除鋼筋下的空氣以及大粒脛骨料，消除干縮裂縫。

3.對混凝土配合比進行良好控制。混凝土配合比科學與否對于大體積混凝土的質量起著決定性的作用。要做到這一點需采取以下措施：對用水量和水泥用量需進行嚴格把關，保證含泥量符合規范要求，骨料級配適當，制定專題方案支設和拆除模板，在混凝土澆筑時必須防止定位筋，鋼筋，模板等的變形和移動。由于大體積混凝土通常是采用泵送澆筑，因此配合比設計需從兩方面進行考慮——降低單位水泥量及泵送要求。水泥用量不能過多，每平方米用量在300kg-320kg之間最為理想，不超過450kg。砂率應嚴格控制在45%-55%上下，采用級配良好的石子。通過采取這些措施，就能保證大幅降低水化熱，確保黃泥塘具有良好和易性，降低水泥和水的用量。

4.做好溫控和養護數據收集工作。大體積混凝土養護主要是保持適當的濕度和溫度條件，合理的保溫措施能有效減少混凝土表面熱擴散，降低溫差，防止出現表面裂縫。而若想取得良好的保溫效果，測溫方法正確與否更是至關重要，測溫工作是在養護階段完成的，混凝土澆筑完畢后就進入養護階段。大體積混凝土的測溫可分為人工方法和計算機方法。人工方法主要是埋設鋼管的人工測溫，而計算機方法主要是由計算機自動記錄電阻傳感器測溫。這兩種方法在實際建筑施工應用中并不沖突，可采用其中任一種，也可以同時采用，應該根據實際工程需要做出決定。具體做法是：在混凝土表面設三個測溫點，使用編號明確每組測溫點，并安排專人負責記錄，保證記錄的準確性。具體測溫次數應該根據氣溫及混凝土溫度變化情況確定，掌握了大體積混凝土溫差變化，便于采取多種措施。

結束語

大體積混凝土施工，一次澆筑量大，厚度大，強度等級高，在夏季炎熱天氣施工，技術難度大。混凝土澆筑后，經過3 個星期保溫保濕養護，效果理想。要施工好超厚、高強度等級的大體積混凝土，關鍵要有一個先進的混凝土配合比，有一套嚴謹的施工組織設計，有一套科學的養護工藝，有一種嚴謹的工作作風。配制大體積混凝土，關鍵在于水化熱要低，大摻量I 級粉煤灰和低用量的礦渣32.5 MPa 水泥相結合是該工程成功的關鍵之一。它有效地降低了水化熱，提高了可泵性，從而提高了表層混凝土的強度。在大體積混凝土的濕熱養護條件下，混凝土早期強度發展得很好，有效地防止了混凝土裂縫的出現。微膨脹劑確實起到了補償收縮作用。根據計算，自降溫開始，混凝土表層就應該出現拉應力。可是在實測中，始終未測到拉應力。除混凝土松弛，養護階段沒發生干縮外，微膨脹劑功不可沒。大體積混凝土施工，養護和澆筑同樣重要。保濕是前提，控制降溫速度是關鍵，監測是根據。