基于土木工程大體積混凝土施工技術的研究

于侃　靳云

摘要：建筑業發展過程中，隨著建設項目規模、技術、功能等多層次要求的提升，大體積混凝土施工技術逐步受到關注和重視。保證施工技術的專業性和適用性，從各個細節層面進行全面保障，是保證建設項目質量的重要舉措。文章對土木工程大體積混凝土施工技術進行研究探討。

Abstract： During the development of the construction industry， with the enhancement of the multi-level requirements of construction project scale， technology， function， etc.， the construction technology of mass concrete has gradually attracted attention. To ensure the professionalism and applicability of construction technology and the comprehensive guarantee from all levels of detail is an important measure to ensure the quality of construction projects. This article studies and discusses the construction technology of mass concrete in civil engineering.

關鍵詞：土木工程;混凝土;施工技術;應用;控制措施

Key words： civil engineering;concrete;construction technology;application;control measures

中圖分類號：TU755? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）12-0107-02

0? 引言

工程項目建設過程中，大體積混凝土施工技術的應用是較為廣泛的，不僅滿足了建筑業發展的需求，也是建筑業發展的技術支持和質量保證。但是在實踐過程中，大體積混凝土施工技術依然會出現裂縫等問題，對工程外觀、工程質量、工程建設進度等等都有一定程度的影響。因此有必要對土木工大體積混凝土施工技術產生裂縫原因進行研究，同時優化施工技術，實現土木工程質量保障。

1? 大體積混凝土概念及特點

1.1 大體積混凝土概念? 大體積混凝土（Concretein Mass），在現行的施工標準[1]中規定，混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土，稱之為大體積混凝土。

1.2 大體積混凝土的特點? 目前，大體積混凝土施工已經應用于建筑業各個領域，大體積混凝土在工程施工過程中的應用過程中，除了體積大、水泥水化熱較大等特點外，還具備結構厚實、工程條件復雜、施工技術要求高等特點。在大體積混凝土應用過程中，需要考慮到水泥水化熱、體積變形、開裂等問題，增強大體積混凝土施工技術的可控性，以保證施工質量安全穩定。

2? 大體積混凝土結構產生裂縫的原因

2.1 水泥水化熱? 水泥水化過程，是一個放熱的過程。在施工過程中，對于大體積混凝土施工最小斷面、平面尺寸、內外溫度都有一定的規定。由于體積較大，表面系數偏小，在實際應用過程中，水泥水化過程易出現熱集中釋放的情況，大體積混凝土內部升溫速度快，當存在較大內外溫差時，如果沒有提前進行溫度控制或控制措施不當，造成溫度應力過高，混凝土拉力無法承受時則容易產生裂縫，這對于建筑結構、工程質量安全都有著直接的影響。在單位時間內，混凝土釋放的水泥水化熱主要與水泥材料、用量以及齡期有關，一般在混凝土澆筑厚的第三至第五天其內部溫度將達到最高。

2.2 外部氣溫變化? 由于水泥水化過程放熱，因此對于混凝土的溫度控制是非常重要的，施工過程中大體積混凝土內部水化過程延續時間較長，如果外部氣溫過低或短時間內降低，都可能增加大體積混凝土的內外溫差，溫度應力不斷增加，進而造成混凝土裂縫的出現。溫差的存在會引發溫度應力的作用，溫度應力的大小與溫差成正相關。如果外部氣溫較高，會造成大體積混凝土更難散熱，其內部最高溫度可能會達到60℃左右，因此外部氣溫變化也是大體積混凝土裂縫產生的重要影響因素。

2.3 混凝土的收縮? 混凝土的組成是水和水泥，其中水泥硬化所需的水分僅占全部水分的20%，而內部剩余水分的蒸發過程就是混凝土收縮的過程。混凝土具有較好的吸水能力，收縮后如果再次處于水飽和狀態則依然可以進行恢復性膨脹。因此混凝土會由于干濕情況的不同進行體積的變化，這對于混凝土質量穩定是不利的。在先進研究情況下，混凝土收縮情況的主要影響因素包括：水泥品種、配合比、外加劑、摻合料以及養護條件等諸多方面。

2.4 施工工藝原因? 大體積混凝土施工過程中，對于施工工藝的要求是較高的，對于施工工藝的保障不僅需要施工技術達到要求，還需要施工人員具備相應的專業技術能力水平。目前一部分大體積混凝土裂縫問題的產生，是由于施工工藝不足的情況造成的。

3? 基于土木工程大體積混凝土施工技術應用研究

3.1 提升混凝土抗裂性性能? ①水泥材料的選擇。大體積混凝土施工過程中，水泥品牌種類的選擇對于混凝土配置性能有著直接的影響。

普通硅酸鹽水泥的優點是凝結硬化快，抗凍性好，耐磨，但是其缺點是水化熱反應較大、不耐腐蝕、耐熱性差。

礦渣水泥的優點是保水性好，水化熱反應程度較低，但是干縮、滲水、硬度收縮較嚴重。

火山灰水泥前期強度較低，后期強度逐漸增大，這使得其需要較長時間的養護過程，對水的需求量較大，干縮程度大，造價較高。

目前而言，在水泥選擇方面要注意實際需求情況，針對不同的水泥材料，選擇針對性的施工工藝和控制措施。

推薦使用由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰，加適量石膏混合后磨細而成的粉煤灰硅酸鹽水泥，其具有水熱化底、需水量小、干縮性小、抗裂性好、抗腐蝕能力強的諸多特點，對大體積混凝土施工能夠起到很好的防控補償效果。

②控制混凝土材料配比。混凝土材料配比需要進行嚴格控制，砂漿和其他材料進行配比時，需要在配比時遵循核心技術內容，配比比例需要進行相應的材料比例試驗和測試，并比較分析數據結果，使混凝土材料配比率更加科學合理。混凝土材料的配比需要以工程施工要求為基礎，在強度方面達到要求，并且保證材料之間的相互融合，避免離析現象的發生。

③使用添加劑。混凝土結構具有熱脹冷縮、水化過程放熱的特性，因此要對混凝土膨脹收縮進行合理控制，這就需要合理的使用混凝土材料添加劑來進行改善，保證大體積混凝土結構在體積變化過程中膨脹、收縮都在可控及允許范圍內。例如，為了能夠更好的提高混凝土抗裂性能，需要在設計時摻加膨脹劑，可以選擇FH復合膨脹劑、FN-M明礬石膨脹劑等。添加膨脹劑能夠在混凝土體積變化過程中，對冷縮、干縮情況進行補償，有效避免裂縫產生。在混凝土材料中添加減水劑，能夠在維持混凝土坍落度不變的情況下減少混凝土拌和用水量。此外，緩凝劑的添加，能夠有效降低混凝土水化速度，凝結時間延長以保證水化放熱時間足。

④適當配置配筋。在的大體積混凝施工過程中，控制由溫度應力造成的裂縫情況，可以適當配置配筋，增強混凝土粘結強度，增加溫度傳遞分布筋。具體配置配筋時，不改變配筋率為基礎，增設細直徑、小間距的溫度筋，可以采取上下錯位的搭接焊連接方式，有效減緩混凝土收縮程度，又能及時將溫度進行傳遞出去，加快了大體積混凝土的散熱，裂縫現象自然會減少。

3.2 溫度應力控制的技術

①外部溫度控制。在混凝土澆筑過程中，需要注意外部溫度的影響，炎熱的夏季，混凝土澆筑溫度的急劇上升會產生溫度應力，從而造成混凝土穩定性的變化。因此在澆筑時，要注意外部溫度，選擇適宜的天氣情況，進行混凝土作業。②做好混凝土用量的控制工作。混凝土水泥水化現象較為常見，在大體積混凝土澆筑過程中，需要把握水泥用量情況，通過合理的計劃安排，實現混凝土作業的連續性，避免由于混凝土施工進度較慢，造成混凝土堆積等待。③外部約束力的控制。土木工程施工時，為了能夠減緩地基、滑動層之間的約束力，需要合理設計滑動層，設置砂墊層、瀝青墊等措施，以保證混凝土韌性，合理控制大體積混凝土裂縫的產生。在澆筑之前，要確認好澆筑方案，可以根據實際要求以及溫度應力情況，選擇符合的澆筑方式，分段澆筑、整體澆筑是當前普遍的兩種方式。澆筑過程中，要對澆筑工作進行區域劃分，循序漸進的進行澆筑，一次性澆筑到頂，保持澆筑坡度。振搗過程中可以在混凝土卸點、混凝土坡腳處進行分別振搗，以保證上部和下部混凝土振搗密實。混凝土澆筑過程中是呈現扇形流動方式，連續澆筑過程中需要注意在坡面作為移位澆筑點。澆筑結束后要對混凝土初凝區域進行二次振搗，保證混凝土密實，有效排除積水情況，提升防水性、美觀性的同時防止表面裂縫出現。大體積混凝土澆筑可以選擇在夜間進行，夜晚溫度差距較小，可以防止溫差造成混凝土性質不穩定情況，影響澆筑質量。④內部約束力的控制。溫度是造成大體積混凝土結構內部約束力的關鍵因素，因此需要注重對溫度的控制，重視溫度應力的影響。大體積混凝土溫差變化較大的時間是澆筑結束后的72小時內，因此在此時間段內，要積極進行混凝土養護工作，實行現場值班的管理制度，對混凝土情況進行周期性測量，對測量過程進行詳細記錄，保證養護措施的跟進與及時。具體在大體積混凝土養護過程中，主要是為了保證混凝土的濕度、溫度情況處于適宜狀態，控制內外溫度差在允許范圍內，這樣才能夠保證混凝土強度的有序增強，有效防治裂縫產生。養護過程中，應做到“勤保濕、緩降溫”。大體積混凝土在夏季和冬季的養護措施由于氣溫的不同而不同。夏季施工由于氣溫較高，一般采用蓄水或流水保護形式，而冬季則適宜采用麻袋覆蓋、碘鎢燈照射的養護形式。希望要根據混凝土材料以及添加劑的不同選擇適宜的養護時間。養護過程中要根據混凝土實際情況進行方案的選擇和調整。

3.3 大體積混凝土施工的驗收? 大體積混凝土施工驗收主要是通過外觀質量、內在質量、幾何尺寸等方面進行質量的確認。大體積混凝土施工結束后，通過檢查外觀是否存在裂縫、麻面、蜂窩、露筋、錯位、空洞等缺陷，判斷施工質量情況，如有以上情況需要進行返工或加固，以避免影響后續施工質量造成其他問題。內在質量的驗收是非常關鍵的，需要檢閱施工記錄、原材料化驗單、混凝土檢測報告單，通過綜合評定，保證混凝土的強度符合設計及規范要求。還需要進行幾何尺寸的測量，保證混凝土結構符合建設項目功能要求。各方面驗收合格，方可交付使用。

4? 結束語

大體積混凝土質量的保證，需要專業施工技術的支持和保障，分析存在裂縫的成因和有效處理措施，關注水泥水化熱情況，對外部溫度情況、混凝土收縮、施工工藝等影響因素進行重點分析，研究改進措施，從提升大體積混凝土性能、外部溫度控制、施工驗收等做起，把握細節，做到大體積混凝土施工全過程動態管理，才能夠更好的實現工程質量的保證。施工人員在進行大體積混凝土施工質量控制時，也要明白為什么要進行防裂措施和溫度控制，以為今后的施工技術提升，為土木工程質量穩定安全提供技術保障。

參考文獻：

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