土木建筑工程中大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用分析

武兆榮

摘要：混凝土是當(dāng)下土木建筑工程中使用頻率最高的建筑用料，其具備硬度大、剛性高的優(yōu)勢，在作用于建筑工程的過程中，收獲了一致好評。但其在大體積的建筑施工作業(yè)中還存在一定的缺陷，例如混凝土開裂問題。該文就大體積建筑作業(yè)中混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用展開細致探尋，從出現(xiàn)裂縫的原因入手，探尋大體積建筑工程中混凝土施工作業(yè)的要點。

關(guān)鍵詞：土木建筑工程?大體積混凝土?施工技術(shù)?運用

中圖分類號：TU755?文獻標(biāo)識碼：A???文章編號：1672-3791（2022）07（b）-0000-00Application?Analysis?of?Mass?Concrete?Construction?Technology?in?Civil?Engineering

WU?Zhaorong

（Ningxia?Luzhuo?Construction?Engineering?Co.，?Ltd.，?Yinchuan，?Ningxia?Hui?Autonomous?Region，?750003?China）

Abstract：?Concrete?is?the?most?frequently?used?building?material?in?civil?engineering.?It?has?the?advantages?of?high?hardness?and?high?rigidity.?It?has?won?unanimous?praise?in?the?process?of?acting?on?Construction?Engineering.?However，?there?are?still?some?defects?in?large-scale?construction，?such?as?concrete?cracking.?The?following?content?makes?a?detailed?exploration?on?the?application?of?concrete?construction?technology?in?mass?construction，?and?explores?the?key?points?of?concrete?construction?in?mass?construction?from?the?causes?of?cracks.

Key?Words：?Civil?Engineering;?Mass?concrete;?Construction?technology;?Application

在經(jīng)濟發(fā)展速度逐步加快的當(dāng)下，城市化進程速度也有所提升，這一狀況導(dǎo)致我國城市建設(shè)的用地越來越緊張，而作為城市建設(shè)中的主要施工技術(shù)，大體積混凝土施工技術(shù)決定著建筑物的整體質(zhì)量，鑒于此，在開展作業(yè)過程中，應(yīng)強化對該項技術(shù)的重視力度。通過精細化的作業(yè)流程，更好地發(fā)揮該項技術(shù)的作用價值，以此確保房屋建筑工程的質(zhì)量可以持續(xù)提升。

1混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象的原因探析

混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是建筑作業(yè)中常見的問題。相較于普通混凝土而言，大體積混凝土的體積明顯增大，這也對機械的強度提出了更高的要求。鑒于此可以看出，較大外荷載以及其他外力對大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響并不明顯，故此，不會有大較為嚴重的混凝土裂縫問題。混凝土裂縫出現(xiàn)的真正原因，和其結(jié)構(gòu)硬化過程中本身的性質(zhì)、水化的階段有一定關(guān)聯(lián)，其會發(fā)生收縮、水分蒸發(fā)以及吸熱狀況，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)在冷卻凝固的過程中會因為環(huán)境溫度的而產(chǎn)生裂縫。由此可知，混凝土開裂的關(guān)鍵因素在于，大體積混凝土結(jié)構(gòu)自身產(chǎn)生的溫度應(yīng)力以及收縮應(yīng)力[1]。

1.1設(shè)計方案或是施工工程操作不當(dāng)

在開展施工作業(yè)的過程中，大體積混凝土?xí)驗樽陨斫Y(jié)構(gòu)的特殊性，很容易引起如轉(zhuǎn)角或是截面突變等應(yīng)力集中位置出現(xiàn)設(shè)計缺陷，此外，還會誘發(fā)外部約束形式處理不得當(dāng)?shù)臓顩r。這些問題的出現(xiàn)和設(shè)計師在設(shè)計過程中對該位置的忽視有一定關(guān)系。此外，還包括混凝土配比不合理引發(fā)的收縮變形問題，導(dǎo)致其和預(yù)設(shè)形狀差距較大，還會出現(xiàn)抗壓強度不達標(biāo)的狀況，給后期建筑物的投入使用增加了極大的危險因素。而在施工作業(yè)中，施工以及養(yǎng)護技術(shù)的不恰當(dāng)，對檢查驗收以及養(yǎng)護環(huán)節(jié)的忽視，同樣也會導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。

1.2水泥砂漿的影響

當(dāng)混凝土與水發(fā)生反應(yīng)后，在混凝土凝固的過程中便會釋放出了一股巨大的熱能，這就是所謂的“水化熱”。混凝土中的熱是由水化熱引起的。在工地施工之前，需要對混凝土和水進行攪拌，因為混凝土體積太大，建筑內(nèi)的熱量不易揮發(fā)，進而便會導(dǎo)致建筑內(nèi)的溫度升高。經(jīng)過3～5天的灌溉，混凝土深處的溫度有望到達最高點。而溫度應(yīng)力場和溫差變化是直接相關(guān)的，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差較大時，會出現(xiàn)溫度應(yīng)力。在允許的砼拉伸強度不能大于其自身的溫度應(yīng)力時，其溫度形變也隨之增大，從而出現(xiàn)了裂紋。由此可以得知，在大體積的混凝土結(jié)構(gòu)中使用水化熱高的水泥極為不合理[2]。

1.3外界氣溫的變化

溫差產(chǎn)生的變形會引發(fā)溫度應(yīng)力，兩者都存在著一定的互相作用，而且隨著溫差的變化，溫度的應(yīng)力也會增大。在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè)過程中，外部溫度的變化也很可能造成大體積混凝土的開裂。混凝土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水化熱導(dǎo)致的溫度迅速升高以及建筑物內(nèi)溫度的累積組成。當(dāng)外部氣溫升高時，混凝土的澆筑溫度也會相應(yīng)提高;隨著氣溫的下降，水泥的溫度也隨之下降，但也存在一定的特殊狀況，比如溫度迅速降低，那么混凝土外部溫度和內(nèi)部溫度的差距就會變大，溫差的逐步增大，會影響到混凝土的發(fā)展，所以必須及時進行有效的監(jiān)控并做好對應(yīng)性的解決措施，以防止這種現(xiàn)象發(fā)生。

1.4混凝土收縮變形產(chǎn)生的影響

在混凝土的硬化過程中，往往存在著一定的體積收縮狀況，這種壓縮將導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生收縮應(yīng)力。而站在物理力學(xué)原理上可以看出，在混凝土結(jié)構(gòu)的拉伸性能低于收縮應(yīng)力的情況下，其收縮開裂是必然的。從有關(guān)經(jīng)驗和理論的角度出發(fā)，可以將大體積混凝土的收縮變形問題分為以下五種，即：收縮變形、干燥收縮變形、冷收縮變形、自身收縮變形和碳化收縮變形[3]。

2大體積混凝土操作技術(shù)應(yīng)用的要點

2.1嚴格把控混凝土的配制比例

大體積混凝土澆筑作業(yè)的核心環(huán)節(jié)為混凝土配合比工作。在配制混凝土的過程中，工作人員應(yīng)嚴格把控水泥和水的比例，在確保其強度和工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相符合的情況下，降低水化熱反應(yīng)的發(fā)生概率，以此優(yōu)化混凝土的和易性。為了有效提高混凝土配制的效果，工作人員應(yīng)遴選出品質(zhì)優(yōu)良的礦渣以及水泥，并向其中增添分量適宜的粉煤灰，除此之外，還應(yīng)結(jié)合實際情況，自主優(yōu)化完善大體積混凝土的配合比，并科學(xué)減輕混凝土的泵送壓力。

2.2創(chuàng)建完善全面的大體積混凝土澆筑施工方案

2.2.1控制攤鋪的厚度

實施土建大體積砼的施工時，可以采用分段澆筑和分段澆筑兩種方法。要減少混凝土構(gòu)件開裂的幾率，施工人員應(yīng)嚴格控制施工作業(yè)的攤鋪厚度，保證混凝土攤鋪的厚度核工程預(yù)設(shè)所需的厚度一致。若采用泵送的方式傳輸混凝土，工作人員在開展攤鋪作業(yè)時應(yīng)將厚度控制在600?mm以下;若使用其他方式完成這一作業(yè)內(nèi)容，應(yīng)確保混凝土攤鋪的厚度小于400?mm。

2.2.2應(yīng)嚴格管理混凝土攪拌以及添加劑

在開展大體積混凝土澆筑作業(yè)的過程中，一般會采用增添外加劑的方式來應(yīng)對單方水泥用量不達標(biāo)的問題。其中較為常見的添加劑為粉煤灰。為了有效把控、優(yōu)化完善混凝土的作業(yè)性能，工作人員還應(yīng)嚴格把控混凝土的持續(xù)攪拌時長。就一般情況而言，在增添適量外加劑后，應(yīng)將攪拌時長控制在30分鐘左右。除此之外，還應(yīng)嚴格把控外加劑的投放量，方能達成預(yù)設(shè)的大體積混凝土澆筑作業(yè)目標(biāo)[4]。

2.2.3混凝土澆筑施工

在大體積砼澆筑中，當(dāng)一次澆筑完成后，應(yīng)按混凝土的固化狀況確定二次澆筑的時機。為了提高整個施工過程的連續(xù)性，減少混凝土結(jié)構(gòu)開裂的可能性，必須在一次混凝土的初凝之前進行二次澆筑。無論采用分段澆筑還是采用持續(xù)澆筑，均應(yīng)對每一層澆筑的間隔進行嚴密的監(jiān)控。就一般情況而言，可以使用實驗法的方式來計算每一層澆筑的間隔時間。

2.2.4水平施工縫的處理作業(yè)

在大體積砼澆筑中，分段澆筑是一個極為重要的步驟。從主觀上講，分層澆筑控制是比較困難的，如果操作不當(dāng)，將會導(dǎo)致工程的質(zhì)量下降。在進行大體積砼的分段澆筑期間，必須對其表面的浮漿、石子和較大的顆粒進行及時清除。應(yīng)注意檢查粗骨料的狀況，確保粗骨料的均勻性和統(tǒng)一性。可以采用高壓水炮清洗混凝土的表層，為混凝土的灌漿施工創(chuàng)造良好的條件。在混凝土澆筑時，若采用無泵輸送的方法，應(yīng)根據(jù)施工的結(jié)構(gòu)特征挑選以及挑選的恰當(dāng)接漿方式，按施工工藝要求進行澆筑。根據(jù)由短向長延續(xù)的方式依次進行澆筑，以增強澆筑的質(zhì)量[5]。

2.2.5大體積混凝土的養(yǎng)護環(huán)節(jié)

大體積砼結(jié)構(gòu)的維護水平對整個土建工程的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。一般情況而言，在大體積混凝土建筑中，通常使用保溫與保濕兩種方法。保溫技術(shù)主要是通過對大體積混凝土結(jié)構(gòu)的表面進行溫度調(diào)控來達成預(yù)設(shè)目標(biāo)。從而使得由于內(nèi)外溫差引起的混凝土結(jié)構(gòu)拉應(yīng)力比混凝土本身的抗拉強度更低，避免混凝土結(jié)構(gòu)開裂。而保濕法其主要目的在于保證大體積混凝土的濕度，防止其由于表層水分不夠引起干燥開裂狀況。在大體積混凝土澆筑完成后12個小時以內(nèi)進行覆蓋澆水作業(yè)，以此減少出現(xiàn)干縮開裂的幾率，并提高其加固狀態(tài)，增強其穩(wěn)定性。

2.3優(yōu)化土木工程設(shè)計方案

對施工場區(qū)的地質(zhì)、氣象條件等進行詳細的分析，是擬定土木工程施工方案的前提條件。工作人員應(yīng)針對天氣狀況的變動，對水泥的調(diào)配比例進行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。對容易產(chǎn)生溫度裂紋的混凝土構(gòu)件進行加固，并通過合理增加配筋的密度來對抗由溫差引起的拉應(yīng)力，從而減少發(fā)生溫度開裂的可能性。除此之外，還可以借助布設(shè)后澆帶或是伸縮縫的辦法有效劃分大體積混凝土。融合大體積混凝土結(jié)構(gòu)的實際狀況，增大水化熱散熱的主要范圍，通過此種方式，有效減少內(nèi)部和外部溫差，削減由溫差引起的張應(yīng)力，并將由水化熱作用產(chǎn)生的熱量進行擴散，從而降低出現(xiàn)溫度開裂的可能性。此外，還可以采用二次澆筑法進行大體積混凝土的設(shè)計與建造工作，并設(shè)置加強筋網(wǎng)以提高其抗拉性能。

2.4挑選恰當(dāng)?shù)氖┕げ牧?/p>

混凝土的水化熱作用導(dǎo)致了內(nèi)部和外界的溫差增加，進而誘發(fā)了混凝土的溫度張應(yīng)力超出混凝土的拉伸極限，并產(chǎn)生大量的混凝土溫度裂紋。因此，在工程實踐中，宜選用具有較小水化熱響應(yīng)率的混凝土，并對其進行嚴格的配比，適當(dāng)加入粉煤灰這類外加劑。在遴選粗骨料時，應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)級配、高強度、大粒徑的原料，并對水泥中的含泥量及不良成分進行嚴格的限制，避免出現(xiàn)干縮性開裂現(xiàn)象。在選用細集料時，應(yīng)根據(jù)泵送的需要，選用細粒、中粒的砂土，盡量降低使用水泥的次數(shù)[6]。

2.5強化施工流程的控制力度

在進行混凝土澆筑時，應(yīng)根據(jù)施工場地的實際狀況，密切觀察施工期間的混凝土和易性及崩落程度的變化狀況。采用專用的儀器，準(zhǔn)確地將有關(guān)的數(shù)據(jù)進行詳細記載，并將數(shù)據(jù)報告給攪拌站，以便于有關(guān)部門做出正確的處理。施工企業(yè)也應(yīng)針對混凝土搗固作業(yè)人員的技術(shù)展開培訓(xùn)工作，通過技術(shù)培訓(xùn)，強化他們作業(yè)的整體水平。此外還應(yīng)定期開展培訓(xùn)考核類活動，確保其專業(yè)技能和相關(guān)要求相符后，便可正式錄入上崗。而針對早已進入工作崗位的施工作業(yè)人員，單位部分也應(yīng)主動明確各個職工的工作范疇以及主要職責(zé)權(quán)限，保證各個崗位都可以協(xié)調(diào)配合完成工作內(nèi)容。對某些需要專業(yè)技術(shù)工人進行人工操作的地方，可以安排有一定經(jīng)驗的工程技術(shù)工作人員到工地進行指導(dǎo)。

3結(jié)語

結(jié)合上述內(nèi)容可以看出，土木建設(shè)工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)作業(yè)是一項極為關(guān)鍵、極為繁雜且系統(tǒng)的項目，若想確保項目真正發(fā)揮自身的作用價值，就應(yīng)從各個環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備工作以及監(jiān)督作業(yè)入手，以此強化工程的安全性和整體效果，同時有效削減工程所需成本，將效益擴大化。

參考文獻

[1]易志偉.現(xiàn)代房屋建筑工程中大體積混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中國建設(shè)信息化，2021（11）：66-67.

[2]周自然.建筑工程大體積混凝土裂縫控制問題研究[D].武漢：武漢工程大學(xué)，2020.

[3]劉剛.大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在土木工程建筑中的應(yīng)用分析[J].居業(yè)，2020（5）：67，69.

[4]曾澄宇.大體積混凝土裂縫防治在實際工程中的應(yīng)用研究[D].南昌：南昌大學(xué)，2019.

[5]梁宏展.大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在土木建筑工程中的應(yīng)用——以某棟大樓建筑為例[J].技術(shù)與市場，2019，26（6）：120-121.

[6]張志杰，袁以琳，方超杰.大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在土木建筑工程中分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2019（5）：116.