論土木工程中大體積混凝土結構施工技術

陳佳潤

（福建江夏學院 福建福州 350108）

目前很多新型的建筑技術已經在建筑工程中得到了廣泛應用，這些技術不僅保障了建筑施工的質量，也推動了建筑行業的進一步發展。對于土木工程建筑施工而言，大體積混凝土結構施工技術是必不可少的環節，因此，需要合理控制施工流程，科學選擇施工技術，降低裂縫出現的概率，有效保障施工質量。

1 大體積混凝土結構的簡介

在土木工程建筑實際施工過程中，由于大體積混凝土結構具有面積大、施工費用高、工序結構復雜等特點，因此，在施工過程中需注意以下三點事項：首先，注重混凝土原材料的配比比例，合理控制混凝土澆筑時間，因為混凝土澆筑的時間直接影響著后期裂縫；其次，科學實施養護工序。混凝土澆筑是第一步，及時養護是第二步，只有兩個環節都未出現問題，混凝土才不會出現裂縫；再次，由于混凝土澆筑會產生內外溫差，在施工過程中，要嚴格按照規范標準進行澆筑，以防混凝土出現裂縫，影響建筑質量[1]。

2 土木工程中大體積混凝土結構施工技術的重要性

土木工程建筑建設中的大體積混凝土結構施工是不可或缺的環節之一，其施工質量與整個土木工程建筑的質量息息相關。由于土木工程中的大體積混凝土結構容易受外部環境的影響而引發裂縫問題，尤其是潮濕的環境會加快其裂縫的出現，影響建筑的質量和安全，嚴重的還會對人們的生命造成威脅。因此，大體積混凝土結構施工只有選用科學的技術，并掌握技術要點，這樣才能從根本上保障建筑施工的質量，推動城市和建筑行業的進一步發展[2]。

3 大體積混凝土結構施工技術的特點

大體積混凝土結構施工技術的特點主要包括以下兩個方面：①大體積混凝土結構施工的面積和澆筑量都比較大，混凝土在澆筑過程中會與水發生反應而釋放熱量，這便是水化熱，水化熱會讓混凝土內部和外部形成溫度差，如果混凝土內部的水化熱溫度超出標準范圍，就會導致混凝土出現收縮裂縫。如果外界的溫度和水化熱產生溫度值偏差過大，所引起的裂縫問題也會隨之增加。所以，水化熱所釋放的熱量問題應引起技術人員的重視；②在進行土木工程大體積混凝土結構施工時，要尤其重視混凝土澆筑環節，需不間斷的完成所有澆筑工序，因為，如果期間間斷澆筑，便會引發后期裂縫問題。同時，科學選用施工材料，嚴格按照標準調配混凝土比例，進而降低澆筑過程中產生的水化熱問題[3]。

4 大體積混凝土結構出現自縮的原因

4.1 水泥因素引起的自縮

水泥在混凝土原材料中占據著非常重要的地位，水泥質量與混凝土質量是相互相承的，但由于水泥的型號各式各樣，每種型號的水泥都有其各自特性和使用性能，不同型號的水泥自縮能力也千差萬別，有的水泥自縮值偏大，如早強水泥、鋁酸鹽水、泥廢渣水泥等，有的水泥自縮值偏小，如中熱水泥、低熱水泥等。此外，水泥的細度也與自縮速度有很大關系，即細度越細，自縮速度越快。

4.2 礦物摻和比例引起的自縮

在混凝土的配制過程中，通常會在水泥中添加廢渣，而廢渣的添加量越多，自縮值也會隨之變大。尤其是廢渣中含有硅灰時，混凝土的自縮值也會增大。另外，自縮值有也減小的情況，即向水泥中添加煤灰，煤灰添加越多，自縮值減少越快。由此可見，不同的摻和物對混凝土的自縮值會產生不同的影響。

4.3 外加劑因素引起的自縮

外加劑因素主要有減水劑、膨脹劑等，減水劑可以有效增加混凝土的流動性，減水劑性能越高，自縮值就越小，是因為減水劑能降低混凝土表面毛細水的張力，張力減小，自縮值自然也會降低。而膨脹劑尤其是氧化鈣型的膨脹劑能極大降低混凝土的自縮值。

4.4 其它因素引起的自縮

一般情況下，水泥的自縮值大小與溫度變化存在一定的聯系，當溫度發生變化，其也會隨之變化。尤其是溫度處于16℃～41℃之間時，混凝土的自縮值和自縮速度都會發生較大的變化。當減少水灰的比值時，也會增大混凝土的自縮值和自縮速度。另外，在完成混凝土澆筑后，如果沒有及時養護，在外部環境的影響下也會產生不同程度的自縮。還有就是混凝土中骨料的含量也會影響自縮，而骨料的類型不同，自縮程度也各異，但它們都有一個同理，即骨料含量越高，混凝土的自縮值就越小。

5 大體積混凝土結構出現裂縫的原因

5.1 水泥水化熱引起的裂縫

混凝土在澆筑后的8d左右，水泥會因水化熱過程會釋放大量的熱量，通過實踐發現，平均每克水泥釋放的熱量大約在600J左右，如果混凝土需380kg/m3的水泥，那么混凝土釋放的熱量高達18500kJ作用，對于大體積混凝土而言，由于結構厚、截面尺寸大，熱量就會不易擴散，致使混凝土內部和外部產生溫度梯度，在混凝土的內部產生壓應力，外部產生拉應力，當混凝土的抗拉強度小于外部拉應力時，就會引發混凝土裂縫問題。

5.2 溫差變化引起的裂縫

土木工程中大體積混凝土結構在進行澆筑施工時，澆筑溫度容易受外部環境的影響，如果外界溫度波動值較大，就會使混凝土內部和外部產生溫差階梯，形成溫度應力，導致混凝土出現裂縫。可以說，溫差是造成混凝土出現裂縫問題主要因素。

5.3 混凝土自縮引起的裂縫

水泥硬化是大體積混凝土結構施工的重要環節，水泥在硬化過程中需要大約30%的水分，正常情況下，剩余的水分就會被蒸發掉，如果水分蒸發過程出現異常情況，就會產生自縮值，引起混凝土收縮，混凝土的收縮程度與自縮值存在很大的聯系。而導致混凝土產生自縮值的主要原因是材料，如在使用后期，由廢渣制成的混凝土自縮值會增大，在使用早期，由細材料制成的混凝土的自縮值較大。此外，還有大體積混凝土材料中礦物摻和比例、外加劑，如減水劑和膨脹劑，水灰的比例、骨料的類型及含量都會對混凝土的自縮產生影響。

5.4 約束力引起的裂縫

在進行大體積混凝土結構施工時，由于其面積大、結構重，而澆筑又需要連續整體澆筑，此時，地基會對混凝土形成一股外部約束力，進而引發混凝土裂縫問題。同樣，約束力還有來自混凝土內部，即溫度應力產生的約束力，使混凝土出現裂縫。

6 優化土木工程中大體積混凝土結構施工技術的措施

6.1 科學使用施工技術

科學使用施工技術包括以下三個方面：①合理控制水泥用量。由于水泥是混凝土重要的原材料，但其由于會產生水化熱現象而釋放大量的熱量，導致混凝土內外部出現溫差值引發裂縫，因此，為了減少水泥水化熱放出的熱量，合理控制水泥用量是關鍵。除此之外，還可以根據實際情

況選擇攪拌技術，充分攪拌混凝土，使其內部熱量散發出來。②合理控制建筑溫度。由于氣溫對混凝土澆筑的溫度影響較大，澆筑溫度的波動會直接影響混凝土的溫度應力。大體積混凝土澆筑應盡量避免在高溫天氣施工，如切實需要在高溫天氣進行澆筑，那么一定要做好原材料的降溫措施，將澆筑溫度合理控制在規定范圍內。③針對特殊情況進行強制降溫，這種方式主要是對埋在混凝土內部的水管所采取的降溫措施。

6.2 注重混凝土抗裂性能的提高

要想提高混凝土的抗裂性能，需要從以下四個方面入手：①科學加入添加劑。在混凝土原料中增加添加劑是控制其自縮值的有效方式之一，目前常用的添加劑有減水劑和膨脹劑，需注意的是，添加劑的摻加需要嚴格按照混凝土外加劑的規范標準進行，這樣才能確保自縮值在規定范圍內，增強其抗裂性；②與時俱進，關注新型混凝土材料。目前新型混凝土材料主要有活性微粒混凝土、纖維增強混凝土、輕質混凝土等，這些新型混凝土都具有抗拉強度高、抗裂性能好的優勢；③注重添加配筋合理性。合理添加配筋也是提升混凝土抗裂性能的有效途徑之一；④注重混凝土原材料的調配比例。科學配比混凝土原材料是提升其抗裂性的前提和基礎。因此，在進行大體積混凝土結構施工前，技術人員應該嚴格按照規定的比例進行原材料配比，如有條件可以先提前實驗，準確計算各種原料的比例。這樣才能保證混凝土的強度達到施工要求。此外，還需重視混凝土的攪拌工作，均勻攪拌，防止出現離析問題。

6.3 減少約束力

減少約束力主要包括兩個方面：即減少內部約束力和減少外部約束力。首先，內部約束力的減少方法。溫度應力是大體積混凝土結構產生內部約束力的主要原因，溫度應力會隨著內部約束力的增加而增大。而產生溫度應力的原因是混凝土內外部溫差形成的。所有減少內部約束力的有效方式是要合理控制混凝土內部溫度，盡量縮小與外部溫差值。混凝土內部溫度的控制可以通過采用覆蓋、暖棚等保溫方式。其次，外部約束力的減少方法。在進行大體積混凝土結構施工時，由于其面積大、結構重，而澆筑又需要連續整體澆筑，此時，地基會對混凝土形成一股外部約束力，進而引發混凝土裂縫問題。因此，減少地基對混凝土的約束力是降低外部約束力的解決之道。目前，主要是通過在大體積混凝土與地基接觸面之間設置滑動層，以此減少外部約束力，使混凝土免受裂縫的損壞。

7 結束語

總而言之，土木工程中大體積混凝土結構施工技術具有一定的復雜性，其中涉及到很多的施工細節。大體積混凝土結構施工是土木工程必不可少的環節，二者在質量方面的作用是相互相承的。因此，只有大體積混凝土結構施工質量得到了保障，才能提高土木工程建筑的整體質量，這就需要科學、有效解決大體積混凝土施工過程中出現的所有問題，為保障土木工程建筑質量奠定堅實的基礎。