房建工程中大體積混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)探究

趙德秀

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，陜西 西安 710000）

在當(dāng)今建筑行業(yè)，隨著高層和超高層建筑的迅速增多，大體積混凝土在房建工程中的應(yīng)用日益廣泛。這類(lèi)混凝土施工因其獨(dú)特的澆筑規(guī)模的廣闊性和對(duì)精細(xì)施工技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求等特性，給工程質(zhì)量控制帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，溫度差異和水化熱效應(yīng)對(duì)混凝土的質(zhì)量和穩(wěn)定性有顯著影響。因此深入探究大體積混凝土在房建工程中的施工技術(shù)，對(duì)于提高建筑物的安全性、穩(wěn)定性及其整體質(zhì)量具有重要意義。

1 大體積混凝土施工在房建工程中的特性分析

1.1 澆筑規(guī)模的廣闊性

在房建工程中，大體積混凝土施工的一個(gè)顯著特性是其澆筑規(guī)模的廣闊性。這種廣闊性不僅體現(xiàn)在混凝土用量的大量增加上，還表現(xiàn)在施工過(guò)程的復(fù)雜性和技術(shù)要求的提高上[1]。大體積混凝土在房建工程中主要用于基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)等部位，其澆筑量常常達(dá)到數(shù)千立方米甚至更多。這種大規(guī)模的澆筑不僅對(duì)混凝土的生產(chǎn)、運(yùn)輸提出了更高的要求，還對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工管理、質(zhì)量控制等方面提出了挑戰(zhàn)。如大體積混凝土的溫控管理就顯得尤為重要，需要精確控制混凝土的溫度，以防止因溫度過(guò)高而導(dǎo)致的裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。此外，大體積混凝土在澆筑過(guò)程中還需要特別注意其收縮和蠕變特性，這些特性會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用壽命。

1.2 對(duì)精細(xì)施工技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求

在房建工程中大體積混凝土施工的特性分析中，一個(gè)關(guān)鍵的方面是對(duì)精細(xì)施工技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。由于大體積混凝土的特殊性，如大面積澆筑和水化熱控制，其施工過(guò)程需要更為精細(xì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)支持?；炷恋呐浔仍O(shè)計(jì)必須考慮到大體積澆筑所帶來(lái)的熱量控制問(wèn)題，通常需要采用低熱水泥和合適的摻合料來(lái)降低水化熱，以防止內(nèi)部溫度過(guò)高導(dǎo)致的裂縫和結(jié)構(gòu)損傷；大體積混凝土的澆筑過(guò)程需要細(xì)致的計(jì)劃和執(zhí)行，包括澆筑速度的控制、分層澆筑的方法以及適時(shí)的振搗，以保證混凝土密實(shí)、無(wú)氣孔和均勻分布；在溫度控制方面，施工過(guò)程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土的溫度變化，并采取適當(dāng)?shù)慕禍卮胧?，如冷卻水管的設(shè)置或使用特殊的降溫材料。

2 影響房建工程大體積混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素

2.1 溫度差異

溫度差異主要是指混凝土內(nèi)部與外部環(huán)境溫度之間的差異，這種差異會(huì)直接影響混凝土的水化反應(yīng)速度和強(qiáng)度發(fā)展，大體積混凝土由于其體積大，水化熱產(chǎn)生量較多，內(nèi)部溫度往往高于外部環(huán)境溫度，當(dāng)內(nèi)外溫度差異過(guò)大時(shí)，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象從而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生[3]。混凝土的水化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，混凝土內(nèi)部的溫度升高會(huì)加快水化反應(yīng)的進(jìn)程，但這種加速并不是均勻的。由于混凝土內(nèi)部與外部的溫度差異，會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部應(yīng)力分布不均，尤其是在混凝土表面與核心部分之間。當(dāng)內(nèi)部應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫；此外，溫度差異還會(huì)影響混凝土的收縮性能，在冷卻過(guò)程中，混凝土體積會(huì)收縮，如果外部環(huán)境溫度變化較大，尤其是在冬季施工時(shí)，混凝土的溫度下降速度過(guò)快，會(huì)增加混凝土的早期收縮，進(jìn)一步加劇裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。如在一項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大體積混凝土的內(nèi)外溫度差達(dá)到20℃時(shí)，混凝土的裂縫風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。這種溫度差異不僅會(huì)導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)性裂縫，還可能影響到混凝土的耐久性和整體性能。

2.2 水化熱效應(yīng)

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于其體積龐大，水化熱的產(chǎn)生和散發(fā)過(guò)程中存在顯著差異，這會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部溫度梯度的產(chǎn)生，從而引發(fā)多種結(jié)構(gòu)問(wèn)題[4]。水化熱效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部與外部之間的溫度差異，這種溫差會(huì)導(dǎo)致混凝土體內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力。當(dāng)這些熱應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗裂性能時(shí)，就可能產(chǎn)生裂縫。在大量水泥水化產(chǎn)生的熱量作用下，混凝土中的水泥礦物會(huì)更快地反應(yīng)，導(dǎo)致硬化加速。然而，這種快速硬化可能會(huì)降低混凝土的最終強(qiáng)度，特別是在混凝土內(nèi)部水分迅速耗盡的情況下，會(huì)影響其長(zhǎng)期的耐久性和穩(wěn)定性；水化熱在混凝土養(yǎng)護(hù)階段也會(huì)產(chǎn)生影響。如果混凝土內(nèi)部溫度過(guò)高，可能會(huì)加速水分蒸發(fā)，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)不足，進(jìn)而影響混凝土的性能。

3 房建工程大體積混凝土施工的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

3.1 混凝土配制與攪拌的精細(xì)化管理

3.1.1 配合比的科學(xué)設(shè)計(jì)

配合比的設(shè)計(jì)不僅影響混凝土的工作性和強(qiáng)度，還直接關(guān)聯(lián)到施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的耐久性，科學(xué)合理的配合比設(shè)計(jì)需要綜合考慮混凝土的用途、性能要求以及施工環(huán)境等因素[5]。配合比的設(shè)計(jì)應(yīng)基于混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求，同時(shí)考慮到水泥種類(lèi)、骨料特性和添加劑的使用，如在某高層建筑工程中，采用C40 強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，選擇硅酸鹽水泥和Ⅰ類(lèi)粉煤灰作為主要材料，以提高混凝土的工作性和后期強(qiáng)度，在這一項(xiàng)目中混凝土的水膠比控制在0.38 左右，以達(dá)到良好的強(qiáng)度和流動(dòng)性；考慮到大體積混凝土水化熱問(wèn)題，配合比設(shè)計(jì)中需適當(dāng)增加摻合料的用量，如粉煤灰、礦渣粉等，以降低水化熱并改善混凝土的整體性能。在另一項(xiàng)工程案例中，通過(guò)將粉煤灰摻量提高到水泥用量的30%，有效降低了混凝土的峰值水化溫度，減少了裂縫的風(fēng)險(xiǎn)；在混凝土的攪拌過(guò)程中也需要精確控制攪拌時(shí)間和速度。

3.1.2 高效攪拌技術(shù)

高效攪拌技術(shù)的核心在于確保混凝土成分均勻混合，同時(shí)最大限度地減少攪拌時(shí)間，以提高施工效率和混凝土的整體性能。高效的攪拌技術(shù)要求使用先進(jìn)的攪拌設(shè)備[6]。在現(xiàn)代建筑工程中，通常采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，該設(shè)備通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的攪拌葉片，強(qiáng)力切割混凝土成分，使水泥粒子、骨料和水等更加均勻地分布。例如，在一項(xiàng)大型商業(yè)綜合體工程中，使用強(qiáng)制式雙臥軸攪拌機(jī)，有效縮短了每批混凝土的攪拌時(shí)間，同時(shí)保證了混凝土的均勻性和流動(dòng)性；攪拌過(guò)程的控制也極為重要。合理的攪拌順序能夠提高混凝土的質(zhì)量。一般先加入骨料和部分水，之后加入水泥和剩余的水，最后加入摻合料和添加劑。這樣的順序有助于減少水泥和精細(xì)材料在攪拌桶內(nèi)壁的粘附，從而提高攪拌效率。在攪拌時(shí)間上，通常根據(jù)混凝土的種類(lèi)和設(shè)備類(lèi)型進(jìn)行調(diào)整，一般控制在3 至6 分鐘，以確?；炷恋木鶆蚝蛷?qiáng)度；在攪拌工藝的優(yōu)化上，還需考慮溫度和濕度對(duì)混凝土的影響。例如，在高溫或干燥條件下攪拌混凝土，可能需要增加水量或調(diào)整攪拌時(shí)間，以避免混凝土過(guò)早失水和硬化。

3.2 精確控制的澆筑工藝

在房建工程中，大體積混凝土施工的成功在很大程度上取決于澆筑工藝的精確控制。大體積混凝土澆筑通常包括以下幾個(gè)方面：先進(jìn)行混凝土的配比設(shè)計(jì)，通常會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)需求和環(huán)境條件選擇適宜的水泥種類(lèi)、骨料大小和比例，同時(shí)添加減水劑、緩凝劑等摻和料來(lái)控制混凝土的流動(dòng)性和凝結(jié)時(shí)間?；炷恋奶涠纫话憧刂圃?0mm～120mm 之間，以確保良好的流動(dòng)性和易于施工；澆筑前的準(zhǔn)備工作，包括對(duì)澆筑區(qū)域的清理、模板的檢查和固定、預(yù)埋件的準(zhǔn)確放置，以及澆筑設(shè)備的準(zhǔn)備，如泵送管道的布置和混凝土攪拌車(chē)的準(zhǔn)備。在混凝土的實(shí)際澆筑過(guò)程中，應(yīng)采用分層逐段的方法，每層厚度控制在300mm～500mm，采用泵送或傾倒的方式進(jìn)行，澆筑速度需均勻，一般控制在每小時(shí)10m3～15m3。為防止溫度裂縫，應(yīng)采取保溫措施，如覆蓋保溫毯，或使用低溫水泥；在澆筑過(guò)程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控混凝土的溫度和凝結(jié)情況，一般要求混凝土澆筑后的溫度不超過(guò)70℃，以避免過(guò)熱導(dǎo)致的裂縫和應(yīng)力；澆筑完成后需及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，如噴水養(yǎng)護(hù)、覆蓋濕布，保持至少7 天以上的養(yǎng)護(hù)期，以確?；炷林饾u成熟和達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。正確的澆筑工藝不僅關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和耐久性，還直接影響到整個(gè)建筑工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性[7]。因此，精確控制澆筑工藝成為大體積混凝土施工中的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。澆筑工藝的精確控制涉及澆筑速度和順序的科學(xué)安排。澆筑速度必須根據(jù)混凝土的初凝時(shí)間和溫度條件進(jìn)行調(diào)整，以防止混凝土在澆筑過(guò)程中過(guò)早失水或凝固。振搗是確保混凝土密實(shí)和均勻的關(guān)鍵步驟，應(yīng)使用高頻振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，并且振搗時(shí)間和振搗點(diǎn)的選擇需根據(jù)混凝土的流動(dòng)性和澆筑部位的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。在一座大型體育館項(xiàng)目的施工中，為確保底板混凝土的密實(shí)性和整體性，施工團(tuán)隊(duì)采取了嚴(yán)格的振搗策略。振搗點(diǎn)的布置間距被精確控制在50cm 以?xún)?nèi)，以確?；炷聊軌蚓鶆蛎軐?shí)。同時(shí)，振動(dòng)棒在振搗過(guò)程中需伸入先前澆筑的混凝土中至少5cm，這一措施不僅有助于保證混凝土層之間的緊密結(jié)合，還能有效提高混凝土的整體性和密實(shí)性。此外，為了達(dá)到最佳效果，每個(gè)振搗點(diǎn)的振搗時(shí)間被設(shè)定為至少30 秒，通過(guò)這種方式可以確保混凝土在底板區(qū)域的均勻壓實(shí)，從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐用性。由此可見(jiàn)，精確控制的澆筑工藝是大體積混凝土施工中不可忽視的技術(shù)要點(diǎn)，通過(guò)科學(xué)安排澆筑速度和順序以及合理的振搗工藝，可以顯著提升大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，確保整個(gè)建筑工程的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 溫差控制的策略?xún)?yōu)化

溫差控制包括使用低熱發(fā)生的水泥材料或添加劑，如粉煤灰、礦渣粉等，這些材料可以有效降低水泥的水化熱，減少混凝土內(nèi)部溫度的升高。如在一項(xiàng)大型商業(yè)中心的施工中，通過(guò)添加30%的粉煤灰替代部分水泥，成功降低了混凝土的峰值溫度，避免了裂縫的產(chǎn)生；采用合理的澆筑和養(yǎng)護(hù)技術(shù)也是控制溫差的重要手段。在澆筑過(guò)程中，可以采用分層逐次澆筑的方法，每層的澆筑厚度控制在一定范圍內(nèi)，如不超過(guò)50cm，以減少因水化熱積聚導(dǎo)致的內(nèi)部溫度升高。在養(yǎng)護(hù)階段，可以采用噴水、覆蓋濕布等方法，保持混凝土表面的濕潤(rùn)，有助于降低表面溫度，減少內(nèi)外溫差；此外實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土的溫度也是溫差控制的關(guān)鍵。通過(guò)在混凝土內(nèi)部安裝溫度傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫度變化，及時(shí)采取降溫措施[8]。

3.4 表面處理的藝術(shù)

表面處理的重點(diǎn)在于確?；炷帘砻娴木鶆蛐院推秸裕@通常需要在混凝土初凝前進(jìn)行抹平處理。如在一項(xiàng)涉及大面積混凝土地面的商業(yè)建筑項(xiàng)目中，施工團(tuán)隊(duì)使用長(zhǎng)把抹子對(duì)混凝土表面進(jìn)行了反復(fù)抹平，確保表面平整光滑，無(wú)明顯的凹凸不平；對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，表面處理還包括裂縫控制和防護(hù)措施。由于大體積混凝土的自身特性，如收縮和水化熱，易在表面產(chǎn)生微裂縫。因此合理的裂縫控制措施，如使用防裂纖維或適當(dāng)?shù)谋砻鎳娡坎牧?，是必不可少的。在一座大型體育場(chǎng)館的施工中，為了控制混凝土表面裂縫，施工團(tuán)隊(duì)在混凝土表面施加了一層特殊的防裂噴涂層，有效減少了裂縫的發(fā)生；表面處理還應(yīng)考慮混凝土的美觀性和后續(xù)的維護(hù)工作。在某些項(xiàng)目中，為了提高視覺(jué)效果，可能會(huì)采用彩色混凝土或特殊的紋理處理。這不僅增加了混凝土的美觀性，也提高了其使用功能。如在一項(xiàng)公共藝術(shù)項(xiàng)目中，為了與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)，施工團(tuán)隊(duì)采用了帶有自然石紋的表面處理技術(shù)，使混凝土表面呈現(xiàn)出獨(dú)特的美學(xué)效果。

3.5 后期養(yǎng)護(hù)的持續(xù)關(guān)注

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)策略應(yīng)側(cè)重于溫度和濕度的控制。溫度控制主要是為了防止由于水化熱產(chǎn)生的高溫對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成損害，以及避免快速冷卻導(dǎo)致的裂縫。如在一項(xiàng)涉及大量混凝土基礎(chǔ)的工程中，采用了覆蓋保溫材料和定時(shí)噴水的方法，以維持混凝土內(nèi)部和表面的溫度一致性，成功控制了溫差產(chǎn)生的裂縫；濕度的控制同樣重要，尤其是在混凝土養(yǎng)護(hù)的初期階段。濕度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致混凝土表面水分快速蒸發(fā)，影響水泥水化反應(yīng)，從而降低混凝土的最終強(qiáng)度和耐久性。因此，應(yīng)采取濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)的方法，如定時(shí)噴水、覆蓋濕布或使用蒸汽養(yǎng)護(hù)等。在一座大型商業(yè)中心的建設(shè)項(xiàng)目中，為了保證混凝土充分水化，施工團(tuán)隊(duì)在混凝土表面覆蓋了濕麻袋和塑料薄膜，持續(xù)保持了約7 天的濕潤(rùn)環(huán)境；此外，養(yǎng)護(hù)時(shí)間的長(zhǎng)度也是大體積混凝土養(yǎng)護(hù)的一個(gè)重要因素，由于大體積混凝土的水化反應(yīng)相對(duì)較慢，因此其養(yǎng)護(hù)時(shí)間通常比普通混凝土長(zhǎng)。一般建議至少持續(xù)7 天至14 天的濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，以保證混凝土的性能發(fā)展。在某高層建筑工程中，考慮到結(jié)構(gòu)的重要性和安全要求，養(yǎng)護(hù)時(shí)間延長(zhǎng)至21 天，確?；炷吝_(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

4 結(jié)語(yǔ)

在房建工程的大體積混凝土施工領(lǐng)域，從澆筑的廣闊規(guī)模到對(duì)精細(xì)施工技術(shù)的高標(biāo)準(zhǔn)要求，再到關(guān)鍵因素，如溫度差異和水化熱效應(yīng)的綜合影響，每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。通過(guò)對(duì)混凝土配制與攪拌的精細(xì)化管理、高效攪拌技術(shù)的探索、澆筑工藝的精確控制以及后期養(yǎng)護(hù)的持續(xù)關(guān)注，本文揭示了確保大體積混凝土施工成功的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)于提升建筑工程的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性具有重要價(jià)值，為房建工程的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的技術(shù)支持。