房屋建筑工程大體積混凝土施工技術探討

王文強

（甘肅方圓工程監理有限責任公司，蘭州730000）

1 前言

隨著城市化進程的不斷推進，房屋建筑工程的規模和復雜性不斷增加，對混凝土的性能和施工技術提出了更高的要求。在一些大型建筑工程中，如高層建筑、大跨度橋梁、重要基礎設施等，常常需要使用大體積混凝土。大體積混凝土相較于常規混凝土，在施工過程中面臨更多的技術挑戰，例如溫度控制、混凝土坍落度的保持、硬化收縮的控制等問題。因此，深入研究大體積混凝土施工技術，總結經驗，解決實際問題，對于提高工程施工效率和工程質量具有重要意義。

2 大體積混凝土的定義和特點

大體積混凝土，英文是concreteinmass，主要特點就是體積大，其結構物實體最小幾何尺寸不小于1m。這種混凝土常用于現代大型建筑項目中，如高層樓房基礎、大型設備基礎和水利大壩等場合。此外，由于其體積大，水泥水化熱釋放較為集中，內部升溫比較快，導致混凝土內外溫差較大。當這個溫差達到一定程度時，會使混凝土產生溫度裂縫，從而影響結構的安全性和正常使用。因此，針對這種情況，在施工過程中必須進行嚴格的溫控措施以避免有害裂縫的產生。根據《大體積混凝土施工標準》GB50496-2018 以及其他相關行業規定，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，也都被定義為大體積混凝土。因此，對大體積混凝土的施工和管理需要高度重視，以保證工程的質量和安全。

3 房屋建筑工程大體積混凝土施工技術要點

3.1 配合比例設計

首先，配合比設計是混凝土施工中的重要環節。大體積混凝土由于其體積大，對配合比要求也更為嚴格。因此，在設計配合比時，不僅要考慮強度和密度這兩個關鍵指標，還需要注意內部溫度的控制。一般來說，采用的配比為水泥：砂：石子=1：2：3，這種比例能夠確?；炷劣辛己玫墓ぷ餍院鸵仔?，同時也能保證混凝土具有足夠的強度。然而，這并不是固定不變的，實際施工中還需要根據具體條件進行調整。例如，如果混凝土需要更高的強度或者更小的密度，可以適當增加水泥的比例；反之，如果需要降低混凝土的內部溫度，則可以適當減少水泥的比例。其次，水灰比也是影響混凝土性能的重要因素，一般情況下，選擇的水灰比為0.5-0.6。這樣的水灰比既能保證混凝土的流動性，又能防止水分過多導致混凝土強度下降，具體需要根據實際施工條件進行適當的調整。

3.2 原材料質量控制

原材料的質量對混凝土的性能和質量有著直接的影響，在施工中，要嚴格控制原材料的質量，以確?；炷恋馁|量和性能。首先，選擇低熱水泥作為主要的膠凝材料。低熱水泥如礦渣水泥、粉煤灰水泥等，其水化熱較低，可以有效降低混凝土內部的溫度。例如，礦渣水泥的水化熱只有普通硅酸鹽水泥的1/3 左右，可以顯著減少混凝土內部的熱量產生，從而避免因溫度過高導致的裂縫等問題。其次，可以添加適量的外加劑來改善混凝土的工作性能和提高其強度。例如，減水劑可以減少混凝土中的用水量，從而提高混凝土的流動性和工作性；膨脹劑可以在混凝土硬化過程中產生微膨脹，有助于防止混凝土收縮開裂。具體來說，可以通過以下表格對比進行分析：

表1 水泥選擇對比表

可以看出，雖然礦渣水泥的早期強度較低，但其長期強度增長較快，且水化熱較低，更適合用于大體積混凝土的施工。此外，還可以通過添加適量的膨脹劑來改善混凝土的性能。例如，可以添加0.5%-1%的膨脹劑到混凝土中，這可以使混凝土在硬化過程中產生微膨脹，有助于防止混凝土收縮開裂。同時，膨脹劑還可以提高混凝土的密實度和耐久性。

3.3 澆筑與振搗

在實施大體積混凝土澆筑時，推薦采用分層澆筑的方法，這種方法可以有效防止由于混凝土內外溫差過大而導致的裂縫。每次澆筑的厚度最好控制在300mm 以內，這樣既可以保證混凝土的充實度，又可以防止因澆筑厚度過大而導致的溫度應力過大。在澆筑過程中，應適時使用合適的振搗設備對混凝土進行振搗。振搗的目的是為了使混凝土充分密實，消除混凝土內部的空洞和蜂窩，提高混凝土的強度和耐久性。振搗的力度和時間需要根據混凝土的具體情況進行調整，一般來說，振搗時間過短會導致混凝土不充實，而振搗時間過長則可能會導致混凝土過度振動，影響其強度。此外，還需要注意控制好混凝土的澆筑速度。澆筑速度過快會導致混凝土內部的溫度升高過快，可能引發裂縫；而澆筑速度過慢則可能會導致混凝土表面干燥，影響其強度和耐久性。因此，應根據具體的施工條件和混凝土的性能，合理控制好澆筑速度。

3.4 溫控措施

在大體積混凝土施工中，由于水泥水化過程中產生的熱量較大，內部溫度升高較快，而外部溫度相對較低，這就會導致混凝土內部和外部產生較大的溫差。過大的溫差會使混凝土產生裂縫，嚴重影響其強度和耐久性，因此，必須采取嚴格的溫控措施進行監控和調控。具體的溫控措施包括：首先，選擇合適的澆筑時間，盡量避免在高溫季節進行混凝土澆筑；其次，采用低熱水泥或者添加粉煤灰等摻合料來降低混凝土的水化熱；再次，合理分塊、分層進行澆筑，以減小每次澆筑的混凝土體積，降低內外溫差；最后，及時進行覆蓋保濕，減緩混凝土的內外溫差。以一個實際工程為例，該工程采用了上述溫控措施。工程中的大體積混凝土設計厚度為0.8 米，體積約為200 立方米。在施工過程中，選擇了春季進行澆筑，避免了夏季高溫的影響。同時，采用了礦渣水泥作為膠凝材料，其水化熱較低。分塊澆筑時，每次澆筑的厚度控制在300mm 以內，混凝土澆筑完成后，及時進行了覆蓋保濕。通過這些溫控措施的實施，最終使得混凝土內外溫差控制在了20℃以內，有效防止了裂縫的產生。

3.5 養護技術

混凝土澆筑完成后，盡管其硬化過程主要發生在28天以后，但早期的養護工作對于防止混凝土過早失水和溫度過高而產生裂縫至關重要。首先，應盡可能早地進行養護?；炷猎谠缙冢ㄒ话阒笣仓蟮?～2 天）處于塑性狀態，失水過多會導致混凝土內部水分不足，從而影響其硬化和強度發展。早期溫度過高會使混凝土內部的水分過快蒸發，導致混凝土表面出現裂縫。其次，養護方法的選擇也至關重要。不同的養護方法能夠有效地減緩混凝土水分的蒸發，有助于維持適當的濕度和溫度環境。以下是常見的養護方法：（1）濕麻布覆蓋：這是一種簡單而有效的養護方法。在混凝土表面覆蓋濕潤的麻布，可以減緩水分的蒸發速度，有效保持混凝土表面的濕潤狀態，有助于提高混凝土的強度和耐久性。（2）噴涂養護劑：使用專用的養護劑進行噴涂，形成一層保護膜覆蓋在混凝土表面。這層膜可以有效減少水分的蒸發，提供一定的保濕效果，適用于各種氣候條件下的施工。（3）蓄水養護：在混凝土表面形成薄層水體，通過水的蒸發來降低混凝土的溫度。這種養護方式適用于氣溫較高的環境，能夠有效降低混凝土的溫度，減緩水分的蒸發速度。通過合理選擇和結合上述養護方法，可以最大程度地減少混凝土在早期階段的裂縫風險，確?；炷恋馁|量和結構完整性。在實際施工中，應根據具體工程條件和氣候特點選擇適宜的養護方案。

4 大體積混凝土施工過程中存在的問題

4.1 容易產生溫度裂縫

在混凝土澆筑后的2-5d 內，水泥水化過程中會釋放出大量的熱量，導致混凝土內部溫度急劇升高。對于大體積混凝土來說，由于其體積大、結構厚實，內外表面系數較小，熱量散發困難，因此內部溫度升高更為嚴重。這種內部和外部的溫差會導致混凝土內部產生較大的熱應力，如果這個應力超過了混凝土的抗拉強度，就可能導致混凝土產生裂縫。這種裂縫通常被稱為溫度裂縫，對混凝土的耐久性和安全性構成威脅。

4.2 內外溫差過大

大體積混凝土由于其體積大、結構厚實，內外表面系數較小，內外溫度可能較高，進而造成較大的內部應力，也可能導致裂縫的產生。當混凝土內部的溫度高于外部溫度時，混凝土內部的水分會蒸發到空氣中，導致混凝土收縮，從而產生裂縫；反之，當混凝土內部的溫度低于外部溫度時，混凝土內部的水分會凝結成冰，導致混凝土膨脹，也可能產生裂縫。

4.3 施工技術要求高

大體積混凝土施工過程中，由于其體積大、結構厚實，對施工技術的要求比較高。首先，需要選擇合適的混凝土配合比，以保證混凝土的強度和工作性。其次，需要采取有效的溫控措施，以防止混凝土產生裂縫。此外，還需要采取有效的施工工藝，以保證混凝土的均勻性和密實性。如果忽視這些技術要求，往往難以確保工程質量，導致質量問題發生。

5 房屋建筑工程大體積混凝土施工質量控制措施

5.1 施工過程質量控制

在大體積混凝土施工過程中，對原材料進行嚴格的檢測和控制是確保混凝土質量的關鍵步驟。這包括水泥、骨料、粉煤灰等材料的檢測，要確保這些材料的質量符合設計要求，特別是水泥的品種和強度等參數，采用質量穩定、可追溯的原材料有助于提高混凝土的整體性能。在大體積混凝土施工中，需要根據具體工程要求和環境條件，對混凝土的水灰比、骨料粒徑分布等進行精確控制。通過實驗室試驗和現場檢測，及時調整配合比例，確保混凝土的強度、耐久性等性能達到設計要求。此外，混凝土的坍落度和溫度是施工過程中需要特別關注的參數。在大體積混凝土的澆筑中，通過實時監測坍落度，可以調整混凝土的流動性，保證其在澆筑過程中的均勻性。同時，對混凝土溫度的監測可以幫助預防溫度裂縫的發生，采取相應的降溫措施。

5.2 質量檢測手段

采用超聲波檢測、鋼筋探傷、溫度監測等手段對大體積混凝土進行質量檢測，及時發現可能存在的質量問題，采取有效的措施加以修復和改進。超聲波檢測是一種常用的非破壞性檢測方法，可以用于評估混凝土的質量和結構。通過超聲波檢測，可以檢測混凝土中的空洞、裂縫等缺陷，及時發現并修復存在的質量問題，確保結構的安全性和穩定性。對混凝土結構中的鋼筋進行探傷是保證結構強度和耐久性的重要手段。通過磁粉探傷、超聲波探傷等技術，可以發現鋼筋的腐蝕、斷裂等問題，及時進行修復或更換，確保混凝土結構的穩固性。在大體積混凝土的施工中，溫度的控制直接影響混凝土的強度和耐久性。通過溫度監測系統，可以實時監測混凝土的溫度變化，采取有效的措施來降低溫度，防止溫度裂縫的產生。

5.3 施工記錄和經驗總結

在大體積混凝土施工過程中，建立詳細的施工記錄是質量控制的重要環節。要記錄混凝土的配合比例、施工參數、材料使用情況等信息，以便在后期進行質量溯源和問題分析。同時，記錄施工中遇到的問題及時采取的解決措施，為今后類似工程提供經驗借鑒。通過對每個施工階段的經驗總結，不斷優化施工工藝和質量控制措施。經驗總結可以涵蓋施工中的技術難點、質量問題及解決方案，為未來大體積混凝土工程提供更為精準的指導。同時，建立起一套完善的質量管理體系，提高施工團隊的專業水平和應變能力。

6 結論

綜上所述，房屋建筑工程大體積混凝土施工技術的應用對于推進房屋建筑工程質量的全面提升具有重要意義。在大體積混凝土施工過程中，需要關注配合比設計、原材料質量控制、澆筑工藝、溫度控制和養護等方面的技術要點，以確?；炷恋馁|量和性能。同時，針對施工過程中可能出現的問題，如溫度裂縫、內外溫差過大和施工技術要求高等，采取相應的處理措施，提高工程施工效率和工程質量。通過對大體積混凝土施工技術的研究和實踐，相信房屋建筑工程將更加安全、耐久、環保，為人們創造更美好的居住環境。