建筑工程中大體積混凝土施工技術要點探析

家曉東（山西建筑工程集團有限公司，山西 太原 030000）

目前建筑行業對于大體積混凝土的定義并沒有十分統一的標準，一般來說，澆筑量超過1000m3或斷面尺寸在1m以上或結構厚度超過5m或內外溫差最高超過5℃的均可稱為大體積混凝土結構，但從實際建筑工程項目來說，業內人士將那些需要采取措施妥善處理溫差的變化，防止水化熱、體積變形等問題，裂縫開展控制到最低程度的現澆混凝土統稱為大體積混凝土，而這一類混凝土澆筑也通常都具有較大的面積和厚度，必須進行散熱等控溫處理，因此，對于大體積混凝土的定義不可只注重于表象，要結合其施工影響因素、施工要點和施工效果等合理區分，并根據其特征制定科學合理的施工及養護方案，以充分保障該技術的應用效果。

1 大體積混凝土施工的特點

1.1 混凝土澆筑量較大

之所以稱為大體積混凝土，就是因為它不同于常規尺寸的混凝土結構，因此從用料上來說自然相比普通混凝土要超出許多，水泥、砂石各種原材料需求量較大，各種原材料的配比也需要精心設計，還要考慮大量原材料混合在一起后混合料的性能是否滿足澆筑要求，是否具有較好的耐久和抗裂性能等，因此，在實際施工過程中，需要加大對混凝土原材料的應用研究，以提高材料的利用率，保證混凝土制備質量。

1.2 施工技術要求較高

大體積混凝土施工工藝技術含量較高，在不同的建筑結構部位應用此技術時，會有不同的施工方式和標準，總結當下該技術在實際工程中的應用經驗，施工時可從以下幾方面進行管控：一是，目前大體積混凝土在房屋建筑工程中主要用于地下基礎工程施工中，為地下現澆鋼筋混凝土結構，而地下施工環境復雜，對結構滲透性要求較高，為了保障大體積混凝土基礎結構的支撐作用，不僅要考慮水化熱的問題，還要配合復雜的工程條件，做好防水防滲處理；二是，嚴格控制裂縫，當大體積混凝土結構應用于高層建筑時，伴隨而來的會有箱形基礎和筏板基礎施工，為了保障混凝土澆筑的連續性，基礎工程施工時不能在頂部預留接縫，其次要確保澆筑完成的混凝土結構不會出現較多的裂縫，根據裂縫出現的原因，嚴格控制混凝土結構的內外溫差在25℃之內，此外還要保障混凝土結構的強度合格，以有效提升結構的穩定性。

2 大體積混凝土施工質量的影響要素

2.1 溫差

受溫差影響，混凝土結構極易出現裂縫問題，而大體積混凝土由于單次連續澆筑混凝土數量多、鋼筋設置較密，不僅內部會快速升溫，且熱量也不容易發散出去，因此在短時間內內外部會出現較大的溫差，當超過25℃，形成的溫度應力就可造成貫穿裂縫的出現，因此施工期間必須有效控制溫度，根據環境溫度、澆筑時的溫度變化采取合理的防控措施，以避免因溫度應力而引起較大的結構變形，使混凝土質量不達標。為此，需要根據施工時的天氣進行具體防控，但由于一般建筑工程都會跨越夏季和冬季兩個極端的氣候，因此既要做好散熱處理，也要加強冬季保溫，如在炎熱天氣下施工時，需要降低原材料溫度，在混凝土澆筑過程中保證充分散熱，在冬季施工或是在北方等對混凝土結構抗凍性有較高要求的建筑工程項目，需要防止混凝土結構中的水分凍結而導致開裂，總之要因地制宜，根據實際溫度和溫差要求進行靈活管控。

2.2 混凝土收縮

大體積混凝土施工必然會使用到水泥材料，而水泥水化過程中，只會吸收很小一部分的水，其余大部分都被蒸發掉了，當蒸發水量超標時，正常施工所需用水偏少，就會產生收縮應力，混凝土出現收縮問題，當應力較大且過于集中時，混凝土結構本身就會產生比較明顯的結構膨脹，進而造成混凝土裂縫。而大體積混凝土擁有體積大、澆筑面大等特征，更容易出現收縮裂縫的情況，為了防止收縮裂縫的出現，可從對收縮值會產生影響的添加劑、水灰比等方面著手，在混凝土配合比和原材料選擇上多下功夫。

2.3 水泥水化熱

水泥水化過程中會放出大量的熱量，當水化過程持續，會逐漸在混凝土結構內部聚集大量熱量導致溫度升高，而大體積混凝土的結構較厚，表面散熱系數又較低，熱量無法及時排出和分散，內外溫差逐漸升高，產生的拉應力逐漸加大，混凝土結構裂縫的出現只是時間問題。但不同水泥材料散發的熱量會存在一定的差異，且水化熱與水泥的性能及使用方式也有很大的關系，因此可以從這幾方面來控制混凝土的收縮，從而降低裂縫出現的可能性。

3 建筑工程中大體積混凝土施工技術要點

大體積混凝土施工工藝流程如圖1所示，根據施工流程，對大體積混凝土施工的技術要點展開分析。

圖1 大體積混凝土施工工藝流程

3.1 混凝土配置

①配合比設計：不同澆筑部位對大體積混凝土的性能要求不同，因此混凝土配合比應根據大體積混凝土的實際施工要求，由試驗室通過試驗驗證確定，配制前需要先進行結構受力計算，并對各原材料進行質量檢測和性能測試，測試混凝土的抗壓強度，采用建模方式對工程所需混凝土量展開計算，預計混凝土最大溫差的收縮應力，由此控制各原材料的用量，使配合比更加科學合理，此外考慮到不同建筑工程的特殊性能要求，還需合理添加減水劑、粘結劑等各類外加劑，以增強混凝土的抗裂性能等，提升整體工程的穩定性和安全性。

②大體積混凝土攪拌：相較普通混凝土攪拌工作，大體積混凝土由于用量較多，在攪拌時間和攪拌設備等方面會有不同的要求，為了達到混凝土流動性、粘結性和保水性的要求，在大體積混凝土攪拌時，應對攪拌時間進行科學合理的計算與掌控，合理選擇攪拌設備，并保證設備的運行狀態良好，有序添加原材料，并嚴格控制投料量，把控好水灰比、外加劑的摻和量，并進行充分攪拌，使各材料均勻混合，成為符合施工要求的混凝土拌和料。

3.2 混凝土澆筑

大體積混凝土澆筑有幾種方式可供選擇（參見表1），但一定要按照標準規范和流程有序執行。①澆筑前要先驗收模板和鋼筋施工質量，檢查鋼筋和預埋件是否安裝準確牢固，確保其達到設計標準要求，并清理干凈模板，涂刷界面劑；②根據結構施工要求選擇合適的澆筑方法，控制好混凝土裝車到泵送完畢的時間，避免長時間放置導致性能改變；③為了實現無縫澆筑，要保證澆筑連續性，盡量避免澆筑中斷；④控制好混凝土溫度，入模溫度控制在28℃以內，并根據現場測溫結果控制混凝土結構內外部溫差；⑤混凝土入模后，充分振搗，根據澆筑方式、表面和泌水處理要求布設振搗點、選擇振搗設備、控制振動棒移動間距和速度，當其表面出現泛漿時即可停止振搗；⑥振搗時要避免鋼筋及預埋件位移或變形，加強對定位筋、受力鋼筋等的防護；⑦為了提高混凝土的密實度，提高混凝土結構的強度、抗滲性等性能，在混凝土尚未凝結時可進行二次振搗，但要控制好振動力度和時間，以避免混凝土無法塑形，或是因振搗擾動過大而造成破壞；⑧振搗完后要進行抹面處理，刮去多余的混凝土，并在表面均勻施撒一層25mm粒徑的碎石，用木模抹平拍實，以減少凝塊表面裂縫。

表1 大體積混凝土澆筑方式

3.3 溫差控制

溫差是造成混凝土結構出現裂縫的重要原因之一，而大體積混凝土由于散熱不良出現裂縫的可能性更高，因此，在混凝土整個澆筑過程中都要合理管控溫度，避免過高或過低。如在夏季澆筑時，必須采取多重降溫措施，不單單是在澆筑過程中進行降溫，對于用于配制混凝土的原材料，可搭設遮陽裝置，避免暴曬，石料等粗骨料可以沖水清洗和降溫，既能去除雜質，又可避免攪拌時溫度過高，還可以在攪拌環節應用水汽加熱技術，采用蒸汽爐設備進行混凝土拌和，在澆筑環節，采用霧化方式降溫，但是混凝土的控溫有一個上下標準，且與當時的環境溫度和混凝土內部的實際溫度有很大的關系，因此還要設計好溫度監測方案，在混凝土結構上、中、下相應位置設置測溫孔，利用預埋的測溫芯片裝置實時測量大體積混凝土的溫度，增強溫度控制的精準性，避免因降溫過快引發早期熱裂縫，因超冷而加大溫度差。

3.4 觀感質量控制

混凝土的表觀質量也是重要的質量驗收項目之一，而混凝土澆筑振搗后，多余的混凝土會影響表面平整度，為了確保澆筑達到設計標高，在允許誤差范圍內，也為了提高表面質量，需要用長刮尺刮面，進行提漿整平，再用木抹多次抹面，待最后一次抹面結束，混凝土表面水分蒸發后，采用拉毛器進行拉毛，在拉毛過程中，要保持速度均勻，中間不宜停頓，槽深控制在2.5mm~3.5mm間，然后終凝后進行科學的養護工作，以減少混凝土養護收縮引起的表面干裂縫。

3.5 混凝土養護

由于混凝土澆筑完成后還需一定時間才能達到強度要求，在這段時間內，由于水化放熱、天氣變化等影響會導致混凝土出現裂縫或其他質量問題，因此養護工作成了混凝土施工最后且最為關鍵的一步，要根據工程實際、每日氣溫報告、混凝土結構類型和混凝土結構實際監測溫度制定動態化、適用性高的養護方案，將溫度和濕度控制在合理范圍內。如保溫養護時，合理選擇保溫覆蓋材料，并且注意避免因直接接觸造成的表面損傷，實際工程常用的保溫材料有塑料薄膜和草席等，但當混凝土表面溫度與環境差大于20℃時應分層拆除保溫覆蓋層；保濕養護時，要注意選擇合適的灑水方式和水質合格的水源。一般保溫保濕養護的持續時間不少于兩周，且養護工作要安排專人執行和巡查，檢查塑料薄膜和養護劑涂層的完整情況和混凝土表面濕潤度，通過規范有效的養護保證整個工程質量達標。

4 結語

綜上所述，為了確保大體積混凝土技術合理高效運用，提高混凝土建筑質量，需要根據該技術的實際需求做好相應的準備工作，嚴格選材，科學設計配合比，針對各施工環節的質量影響因素進行全面化、針對性管理，合理控制攪拌和澆筑振搗時間，加強施工前后的溫度控制，防止混凝土出現質量問題。通過加強對該技術的研究和工程經驗總結來提高應用水平，使之更加適合建筑施工行業未來的發展趨勢，為建筑行業帶來更多的便利。