建筑工程大體積混凝土澆筑與養護措施探討

鄭月芳

摘 ?要：目前，建筑工程體系得到優化和完善，其中大體積混凝土技術應用效果良好，能夠滿足高層建筑物及大型基礎施工方面的要求。然而，大體積混凝土具有表面系數小、水熱化釋放集中、內部升溫速度快的特征，在實際施工期間時常出現混凝土溫度裂縫等質量問題，如不及時處置，會給結構造成嚴重的隱患，影響建筑物安全。所以，為充分發揮技術優勢，預防和減少混凝土溫差裂縫等問題的出現，本文對建筑工程大體積混凝土的澆筑與養護技術措施進行探討，為同類工程提供參考。

關鍵詞：建筑工程 ?大體積混凝土 ?澆筑與養護 ?技術措施

中圖分類號：TU755.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2021）04（b）-0050-03

Discussion on Pouring and Maintenance Measures of Mass Concrete in Construction Engineering

ZHENG Yuefang

（The Third Engineering Co.， Ltd. of China Railway 15th Bureau Group， Taiyuan， Shanxi Province， 611700 ?China）

Abstract： At present， the construction engineering system has been optimized and improved. Among them， the mass concrete technology has a good application effect， which can meet the requirements of high-rise buildings and large-scale foundation construction. However， large-volume concrete has the characteristics of low surface coefficient， concentrated hydrothermal release， and high internal heating speed. Quality problems such as concrete temperature cracks often occur during actual construction. If not disposed of in time， it will cause serious hidden dangers to the structure and affect Building safety. Therefore， in order to give full play to the technical advantages， prevent and reduce the occurrence of concrete temperature difference cracks and other problems， this article discusses the technical measures for the pouring and maintenance of large-volume concrete in construction projects to provide references for similar projects.

Key words： construction engineering; mass concrete; pouring and maintenance; technical measures

1 ?建筑工程大體積混凝土澆筑措施

1.1 混凝土制備

首先，為改善大體積混凝土的特征，突破技術應用局限性，可通過調整混凝土配合比方案的方法，全面改善混凝土材料性能，以此來實現大體積混凝土澆筑溫度與降溫速率的控制目的，避免在混凝土結構中形成溫差裂縫、收縮裂縫。因此，在選擇原材料時，應優先使用連續級配粗骨料、緩凝劑與減水劑等外加劑、將礦渣粉或粉煤灰作為摻合料、使用中熱硅酸鹽水泥或火山灰質硅酸鹽水泥等水熱化程度較低的水泥，或是根據工程情況直接采購商品砼。

其次，全面掌握不同結構部位的大體積混凝土施工要求，將其作為制定混凝土配合比方案的主要依據。例如，在所澆筑大體積混凝土具備防水功能時，需要使用低熱或中熱水泥來制備混凝土，并在混凝土中摻入適量的粉煤灰、減水劑、膨脹劑和緩凝劑。

1.2 優化混凝土配合比

首先，技術人員分析現場氣候條件、環境溫度、施工要求等因素，優化混凝土配合比，提高配比方案的可行性，從根源上盡量減少裂縫問題的產生。例如，為改善混凝土的和易性與可泵性，應使用水熱化系數不超過32.5MPa的礦渣水泥，將水泥用量控制在340kg/m3，并加入適量的一級粉煤灰，將粉煤灰用量控制在100kg/m3左右。同時，將骨料用量比例控制在90%～83%范圍內，優先配置低線膨脹系數骨料。其次，開展混凝土試拌作業，將試樣送至實驗室檢測，根據檢測結果與混凝土性能指標的對比分析結果，對混凝土配合比方案進行優化調整，直至制備出性能達標的混凝土為止。

1.3 溫度控制

由于大體積混凝土具有水泥水熱化釋放集中與表面系數小的特征，在混凝土澆筑期間，如果混凝土溫度控制不當，實際產生的溫度應力超過混凝體自身可承受的拉力極限值時，將在混凝土結構中形成裂縫，嚴重破壞了結構整體性，大幅削弱了結構的承載性能、防滲性能。而在我國現行的《混凝土結構工程施工及驗收規范》（GB50204-92）中明確規定，混凝土澆筑溫度不宜超過28℃，如果實際澆筑溫度超過這一數值，將會提高混凝土開裂問題的出現概率[1]。

澆筑過程中要注意溫度因素的影響，一方面，在混凝土澆筑前，對所攪拌混凝土材料的溫度進行測量，如果混凝土出倉溫度過高，則將混凝土靜置一段時間進行冷卻，或是在夜間開展混凝土澆筑作業。同時，在混凝土攪拌前，可以將骨料淋水沖洗，在砂石上方搭建簡易的遮陽裝置，這也將起到降低混凝土出倉溫度的作用。另一方面，應在混凝土澆筑的位置，設置冷卻管，在冷卻管內循環流通冷水，當冷水與混凝土接觸時，將吸收一部分熱量，起到控制混凝土澆筑溫度的作用。與此同時，對冷卻水體循環速率的調整，還將取得靈活調整混凝土澆筑溫度的效果。例如，在大體積混凝土降溫速率過高時，可以下調冷卻水循環速率，或是停止冷卻水循環，以此來控制混凝土的降溫速度，避免降溫速度過快而形成貫穿性冷裂縫[2]。

1. 4 濕度控制

澆筑時要重視內外部濕度問題，其中水泥硬化時需要一部分水分，而混凝土內部另外一些水分在熱化階段蒸發到空氣中，這就導致容易缺少水分。然而，受到外部氣溫與空氣濕度的變化，部分所澆筑大體積混凝土的水分蒸發速度過快，如果沒有采取相應的保濕措施，同時，容易產生干縮裂縫。在混凝土處于干濕交替狀態時，將使得混凝土體積隨之變化，容易形成裂縫。針對上述問題，我們可以采取幾點措施來做好濕度控制工作。第一，考慮到體積混凝土具有散熱水分蒸發速度快的特征，在制備混凝土時，適當增加拌合水用量，給水熱化提供相應的水分保證。第二，盡可量營造出具有適宜潮濕條件的混凝土澆筑環境，將空氣濕度控制在合理范圍內，如此，在較為潮濕的環境中，將起到降低混凝土表面水分蒸發速度、預防混凝土表面脫水、形成干縮裂縫的作用。第三，施工人員可以采取人為延長混凝土凝固時間的方法來降低溫度，這將起到降低混凝土表面水封蒸發速度的作用，但是，禁止在混凝土澆筑、振搗過程中直接加水[3]。

1.5 分層分段澆筑

與普通混凝土技術相比，大體積混凝土技術的局限性在于，澆筑成型的混凝土結構過厚，致使混凝土內部與表層的熱量散失速度不均衡，使得內外溫差超過25℃，所產生溫度應力過大導致混凝土開裂。因此，為突破技術局限性，可選擇采取分層分段的混凝土澆筑工藝，將混凝土結構劃分為若干澆筑層，自下至上分層澆筑混凝土，在上層混凝土初凝前，必須完成下一層混凝土的澆筑與振搗作業。如此，在不形成施工縫的前提下，可以減小混凝土表面與內部的溫度差值，將所產生溫度應力控制在混凝土的極限抗拉值內。

2 ?建筑工程大體積混凝土的養護措施

2.1 灑水保濕養護

在混凝土養護期間，首先，在混凝土表面覆蓋塑料薄膜等材料起到保濕作用，抑制混凝土表面水分蒸發速度。同時，也可選擇在表面覆蓋養護膜，作為一種以可控高分子材料制成的膜體，通過毛細管作用，可以持續吸收混凝土在水熱化過程中產生的蒸發水，保持膜下環境的潮濕狀態，將相對濕度穩定保持在90%以上。其次，養護人員定期在混凝土避免淋灑適量水分，對混凝土內外溫度和表面濕度進行觀測，根據觀測結果來確定灑水頻率及單次灑水量。最后，在混凝土終凝前，可選擇采取滿水法，在板面鋪設平板，將水體通過板面持續流向混凝土面，在滿水條件下將混凝土靜置3～7d[4]。

2.2 混凝土溫控

養護過程要重點把握好溫差問題，將內外溫差、混凝土表面與環境溫差控制在允許范圍內，在大體積混凝土養護期間，為預防和減少混凝土溫差裂縫的出現，必須采取以下溫控養護措施。第一，溫度監測。在混凝土底板等部位設置一定數量的測溫點，定期對混凝土表面和內部溫度進行測量，根據測量結果采取相應的溫控措施。同時，隨著混凝土養護時間的推移，適當持續降低測溫頻次，延長測溫間隔時間。例如，在混凝土澆筑完畢后的4～8d內，每隔4h測量一次混凝土溫度。而在混凝土澆筑完畢后的15～32d內，每隔1d測量一次溫度即可。第二，混凝土保溫。在冬季施工條件下，由于外部環境溫度較低，會加大混凝土表面與內部溫差值，更容易形成溫差裂縫。因此，可以在混凝土四周包裹棉簾進行保溫，延緩混凝土表面溫度流失，在澆筑完畢后的一段時間內，將混凝土表面溫度控制在合理程度。第三，及時采取保溫防護，可以通過覆蓋保溫材料，防止熱量散發過快，維持混凝土表面溫度。同時，混凝土不同部位的表面等效放熱系數有所不同，一般部位等效放熱系數為β≤2.0～3.0w/m2℃，棱角部位與永久暴露面的表面等效放熱系數為β≤1.5-2.0w/m2℃。第四，內部混凝土冷卻。提前在混凝土結構內布置冷卻管，在混凝土內外溫差過大時，在冷卻管內循環流通冷卻水體，冷卻水與混凝土內部接觸時會吸收一部分熱量，起到減小內外溫差的作用。第五，表面溫控。在混凝土表面溫度遠高于內部溫度時，直接向混凝土表面潑灑涼水即可。反之，則在混凝土表面定期噴澆熱水、蓄存熱水，或是包裹保溫材料與防治碘鎢燈。第六，遮陽降溫。在炎熱夏季施工背景下，為減小太陽光照射對混凝土溫度造成的影響，需要在現場搭設遮陽設施，避免陽光直射。第七，蒸汽加熱。在冬季施工背景下，要保證表面溫度，可以采取蒸汽養護法，配置熱交換器、蒸汽管與水箱等裝置設備，利用直接或間接加熱的方法實施養護[5]。

2.3 確定養護時間

在大體積混凝土施工期間，工作人員應綜合分析混凝土厚度、混凝土性能指標、建筑結構部位、養護方法等因素，明確大體積混凝土的養護時間，在混凝土澆筑完畢12h內開展養護作業，將養護時間設定為10d～32d不等。例如，在采取自然養護法時，可以在混凝土澆筑完畢后的10d左右結束養護作業。而在所使用混凝土材料中含有火山灰水泥時，需要將養護時間設定在21d及以上。如果混凝土養護時間設定不合理，或是提前結束養護作業，將對成型混凝土的強度造成影響[6-7]。

3 ?結語

綜上所述，現代混凝土施工工藝及制備工藝不斷完善，大體積混凝土的應用范圍越來越廣，在建筑工程中發揮極大的優勢作用。大體積混凝土澆筑施工及養護作業比較復雜，如處理不當容易發生裂縫等病害問題。所以，施工人員要認真對待澆筑與養護工作，嚴格控制好澆筑時間，控制好溫度及濕度，根據現場條件及氣候環境，及時采取相應的保溫及散熱措施，防止內外溫差過大而影響結構完整。另外，為取得理想的施工成果，克服大體積混凝土施工技術的局限性。因此，建筑企業必須提高對大體積混凝土施工技術的研究力度，綜合采取上述大體積混凝土澆筑與養護技術措施，為建筑工程質量提供技術保障。

參考文獻

[1] 夏玲.大體積混凝土施工的裂縫控制研究[D].武漢：湖北工業大學，2017.

[2] 齊亞麗.大體積混凝土溫度裂縫控制研究[D].長春：吉林建筑大學，2018.

[3] 林清.大體積混凝土施工質量控制[J].居業，2020（12）：104-105.

[4] 梅建北.大體積混凝土的施工裂縫控制措施[J].交通世界，2020（33）：108-109.

[5] 李江燕.大體積混凝土施工工程全過程監測方法[J].科學技術創新，2021（4）：126-127.

[6] 吳小毛.論大體積混凝土施工溫度監測及溫控措施[J].交通世界，2018，（29）：145-148.

[7] 葉大梅，梁國斌.大體積混凝土裂縫控制技術研究與應用[C].建設工程混凝土應用新技術.中國建筑工程總公司.中國交通建設集團有限公司.中國中鐵股份有限公司.《施工技術》雜志社：施工技術編輯部，2009：71-75.