建筑工程中大體積砼結構施工技術研究

特文志

摘 要：從目前我國建筑工程實際施工情況來看，大體積砼施工技術的應用已經(jīng)比較普遍，這種施工技術的應用有效提升了建筑的穩(wěn)定性與整體性。對此，需要相關的施工企業(yè)和施工人員結合具體的施工情況，對出現(xiàn)的問題進行合理解決，最大限度地避免施工技術應用不合理所產生的質量問題。

關鍵詞：建筑項目;大體積;砼結構

1 溫度裂縫的影響因素

1.1 水泥水化熱

水泥水化作用產生的大量水化熱導致砼內部溫度急劇上升，實際工程中該溫升一般達到20℃～30℃甚至更高，截面最小尺寸大于2.5m的大體積砼內部基本處于絕熱狀態(tài);但是由于與空氣直接接觸，砼表面散熱更快、溫度更低;此外，大體積砼各部位的散熱速率也不盡相同，這導致大體積砼內外溫度分布極不均勻，溫度梯度較大。通常來講，大體積砼較高的內部溫度使得其內部膨脹率較大，進而導致結構內部壓應力以及結構表面拉應力的產生，當表面拉應力超過砼本身可承受的極限時，就會出現(xiàn)溫度裂縫。

1.2 環(huán)境溫度

在不同季節(jié)或不同地理區(qū)域等環(huán)境溫度差異較大的情況下進行大體積砼的澆筑時，一般環(huán)境溫度的變化對大體積砼的內外溫差具有顯著影響。較高的環(huán)境溫度可間接導致砼過高的內部溫度。例如，在夏季的高溫條件下，砼的內部溫度可達到60℃～65℃，而當環(huán)境溫度突然下降時，大體積砼的內外溫差將進一步加劇，導致溫度應力增大，從而促進溫度裂縫的產生。因此在酷熱、嚴寒等極端溫度條件下，環(huán)境溫度變化更容易導致大體積砼溫度裂縫的產生。

1.3 外部約束及砼收縮變形

外部約束條件會限制由于溫度變化引起的大體積砼的變形，進而導致溫度應力的出現(xiàn)，導致砼開裂的可能性。另外，大體積砼本身的收縮變形也會影響溫度裂縫的產生。在砼結構中，80%的水將被蒸發(fā)，水泥水化只需要約20%的水分。如果由水分蒸發(fā)引起的砼的收縮變形受到外部約束的限制，則易產生裂縫。

2 溫控防裂基本措施

2.1 優(yōu)化材料選擇及配比設計

2.1.1 水泥及骨料的選擇

水泥的單位用量每增加或減少l0kg，砼的絕熱溫度將升高或降低1℃。此外，大體積砼的配制應選擇連續(xù)級配、熱膨脹系數(shù)小、含泥量較低（一般來說，砂、石的含泥量應控制在1%以內）的骨料。這主要是因為采用連續(xù)級配的骨料和易性更好，且其在砼拌合物中所占體積比相對較高，因此可以在確保砼強度的條件下減少水泥用量，起到間接控制水泥水化放熱量的作用。對于粗骨料，應根據(jù)實際配合比設計要求和施工工藝條件確定粗骨料最大粒徑;對于細骨料，應選擇優(yōu)質中砂和粗砂，細度模數(shù)應控制在2.6～2.9，并在滿足各方面施工要求的條件下減小砂率。

2.1.2 外加劑的選擇

在滿足大體積砼施工和易性和強度的條件下，可以摻加必要的礦物摻合料和化學外加劑。其中，礦物摻合料包括粉煤灰、礦渣、燒黏土等，化學外加劑包括防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等。在實際工程中，通常采用粉煤灰和高效減水劑雙摻技術進行大體積砼的溫度控制。粉煤灰的摻入可以改善砼拌合物的工作性，同時顯著降低其早期水化熱。實驗表明，摻加15%（與水泥的質量比）的粉煤灰可以使水化熱降低約15%，且水泥的水化熱隨著粉煤灰摻量的增加而逐漸降低。但粉煤灰摻量過多會降低砼早期強度、促進砼的收縮變形，因此實際應用中的粉煤灰最佳摻量應通過試驗進行確定。減水劑具有減水和增塑的功能，可以在保證砼坍落度和強度的條件下，減少拌合水用量，從而在一定程度上降低水化熱。此外，為了補償砼的收縮變形，可以摻入適量的膨脹劑以引起砼的微膨脹，或者延緩砼自身的收縮過程，使其抗拉強度及抗壓強度得到充分發(fā)展，從而在降低水化熱的基礎上增強砼結構的致密性。

2.2 改善施工工藝

2.2.1 合理選擇澆筑方法

為了有效降低大體積砼的內外溫差，針對大體積砼澆筑體量較大的特點，應該采用薄層澆筑技術，遵循“分段定點、斜坡自流、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的原則。采用薄層澆筑技術將大體量的砼拌合物逐層分解澆筑，不僅便于施工，而且增大了砼散熱面積，加速了結構內部熱量向外散發(fā)的速率，從而可以在一定程度上降低溫度應力，減小溫度裂縫出現(xiàn)的可能性。值得注意的是，采用分層澆筑時應合理選擇間隔時間。如果間隔時間過長，下層砼對新澆筑層的約束作用將增大，因此在兩層接縫面上容易產生施工冷縫;間隔時間過短則不利于下層砼的充分散熱，甚至導致下層溫升過高，加劇裂縫的產生。合適的間隔時間應使得由于新澆筑層覆蓋引起的下層砼的溫度升高幅度小于其被覆蓋之前的最高溫升值。

2.2.2 控制澆筑溫度及內外溫差措施

當環(huán)境溫度較高，尤其在炎熱夏季進行大體積砼的澆筑時，應采取相應措施降低砼拌合物的出罐、入模溫度。例如，對砂石等原材料堆場進行適當?shù)恼陉柼幚恚诎韬享胖安捎盟浞ɑ驓饫浞ǖ阮A先冷卻骨料，甚至加冰水攪拌等。同時，應盡可能縮短砼拌合物的運輸時間、加快入模速度，并對砼泵送管道采取覆蓋隔熱、循環(huán)水冷卻等措施。此外，應該合理安排澆筑時間，宜選擇環(huán)境溫度適宜的季節(jié)或夜間。在澆筑過程中，可以采用預埋水管冷卻法降低砼的內部溫度，也可將冷卻水管內的循環(huán)水用于砼的表面養(yǎng)護，從而進一步降低砼的內外溫差。

2.2.3 改進澆筑振搗工藝

對于加筋的大體積砼，鑒于鋼筋附近容易產生較大的溫度梯度，增加裂縫出現(xiàn)的可能性，因此在施工過程中，應加強鋼筋所在位置的振搗，以消除初始裂縫。澆筑完成后，砼表面應根據(jù)標高用長標尺刮平，并用鐵輥滾動碾壓數(shù)次，再使用木抹子將砼表面壓實抹光，以提高施工質量、減少表面裂縫。

2.3 合理安排后期養(yǎng)護及溫度監(jiān)測

2.3.1 后期保溫保濕養(yǎng)護

大體積砼澆注完畢后需要通過加強后期保溫保濕養(yǎng)護措施來降低砼的內外溫差，常用的方法包括保溫法和蓄水法。保溫法是在砼澆筑體的表面和周圍覆蓋保溫隔熱材料（如塑料膜、濕砂、鋸末、草袋、泡沫海綿等），防止表層溫度驟降引起開裂。在采用保溫法時，應根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇合適的保溫隔熱材料，并及時調整保溫隔熱材料的覆蓋厚度，從而有效降低溫度應力。對于大體積砼地下工程，砼脫模后應及時回填，利用地下土層充當保溫材料覆蓋在砼的表面，起到保溫和保濕的作用。蓄水法是采用蓄水的方式進行砼的保溫保濕養(yǎng)護，可以防止砼表面發(fā)生龜裂，蓄水深度需要根據(jù)實際溫度控制要求進行計算。

2.3.2 后期溫度監(jiān)測

溫度監(jiān)測工作在確保砼內部和表面溫差滿足施工要求的同時，也可以用來確定結束后期養(yǎng)護的安全溫度。實際工程中，應根據(jù)設計要求預先布置測溫點，嚴格控制測溫時間和測溫次數(shù)，并做好記錄，同時根據(jù)測溫數(shù)據(jù)采取措施調節(jié)砼散熱速率、控制內外溫差，比如增減表面覆蓋的保溫材料、升降冷卻水循環(huán)速率等，從而有效降低溫度應力、防止溫度裂縫的產生。

3 結語

大體積砼的溫度控制和防裂技術一直是一個復雜的問題，受到諸多因素的影響。大體積砼的溫度控制和防裂技術措施應該從誘發(fā)溫度裂縫產生的各種因素入手，進一步優(yōu)化各個施工環(huán)節(jié)，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況及時調整溫控措施，以減少或避免溫度裂縫的出現(xiàn)、強力保障最終的施工質量。

參考文獻：

[1]《大體積混凝土施工標準》GB50496-2018

[2]《混凝土結構工程施工規(guī)范》GB50666-2011

[3]高琛琛.試論土木工程中大體積混凝土結構施工技術[J].赤峰學院學報：自然科學版，2016（5）：79-80.

[4]丁一.試論土木建筑工程中大體積混凝土結構施工技術[J].四川水泥，2017（6）：220-220.