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土木工程中大体积混凝土结构施工技术杜江

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：杜江

[导读] 摘要：本文介绍了大体积混凝土的特质，结合施工实践中一些常规问题提出对应性的措施及实施要点，以利更好地发挥大体积混凝土结构的技术优势，促进施工质量的整体提升。

        中钢集团武汉安全环保研究院有限公司湖北武汉 430081
        摘要：本文介绍了大体积混凝土的特质，结合施工实践中一些常规问题提出对应性的措施及实施要点，以利更好地发挥大体积混凝土结构的技术优势，促进施工质量的整体提升。
        关键词：土木工程；大体积混凝土；混凝土结构施工
        1大体积混凝土施工概述
        大体积混凝土体积庞大、结构厚实，施工浇筑的连续和衔接及配比和养护等均有别于一般寻常体量混凝土结构的要求。大体积混凝土施工在现行施工中较为普遍采用，现行版国标GB50496—2018大体积混凝土施工标准较旧版有了更详尽的规定和要求，足见其重要程度。工作的重点就是针对大体积混凝土体积庞大、结构厚实的构型特点，解决由此导致的内外温差大、易裂变的问题。一切的一切均围绕这些问题展开并加以解决。找到合理有效的方法和措施，促进工程质量的提高，助力业界相关的有益探索和整体水平的提升，即为本文的宗旨。
        2大体积混凝土施工中面临的问题
        2.1水化热的问题
        水化热的问题是大体积混凝土首要解决的问题。因其体积大、升温快的特点，加之厚度远大于寻常混凝土结构之厚度，表面系数相对低，内部产生的水化热不易及时排出，且内层温度大大高于外层温度，使得该温差的不均衡性极易导致混凝土结构出现裂缝，直接影响混凝土强度和质量。
        2.2裂缝问题
        所谓混凝土自缩就是水泥硬化过程中失水量大于自身的自缩值时，结构出现自缩现象，进而引发裂缝出现；约束力因素即外部的约束力和混凝土结构内部硬化过程中应变产生的内部约束力共同作用而导致的结构裂缝现象；外界温度影响因素即外界气温的剧烈变化兼养护性的防护失当，使得混凝土外层与内层温度差异较大，由此引发的应变差异也会导致裂缝出现。
        2.3混凝土泌水问题
        由于各自的组分密度不同，骨料和水泥浆下沉、水分上升，从而在混凝土表面析出水分的现象称之为泌水。骨料与水泥浆体分离即为离析；水分上浮溢出即为泌水。易在大体积混凝土分层、分段浇筑间隙阶段出现。泌水后的混凝土各组分结合不均匀，泌水部位有空隙缺陷，使得混凝土强度降低。对混凝土抗渗性、耐久性、抗冻性影响较大。解决水化热、温度控制和裂缝的三大问题就是大体积混凝土施工中的中心工作。裂缝的成因系多种因素，关键所在就是找出问题的成因，有的放矢采取有效措施，从根源上予以解决。
        2.4外界温度变化
        外界温度的变化在一定程度上会影响着大体积混凝土内外部温差。在混凝土施工过程中，其浇筑温度受到外界气温的影响，当气温骤然下降时，混凝土内外部温差也会骤然增大，直接导致了混凝土各项性能的削弱。探究其原因，外界温度变化导致了混凝土产生内外部温差，进而引发了混凝土的温度应力，因此可以得知，内外部温差越大、温度应力越大。由此可见，相关技术人员应妥善控制混凝土内外部温差并最大化缩减温度应力。
        2.5混凝土的运输
        混凝土的运输在一定程度上也会影响大体积混凝土的质量，具体来说，当长距离运输混凝土时，由于未按要求进行运输搬运会导致混凝土出现积淀现象，进而导致混凝土发生功能和性质的变化，同时由于运输时间过程也会导致混凝土的稀释，直接影响其强度[1]。另外，运输过程中天气温度的变化也会导致混凝土发生性变。
        3提高土木工程大体积混凝土施工质量的措施
        3.1水泥品种选定
        首要的问题就是解决混凝土水化热的问题，为此选择水泥品种成为首选重点。主要从两方面加以考量：一是水化热要小，二是水泥用量要少，要充分利用好中后期强度，尽可能降低水泥用量。

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再兼顾到很多大体积混凝土在基础筏板部位，往往有抗渗要求，传统选择普通硅酸盐水泥或大坝水泥为多，现行的规范GB50496—2018大体积混凝土施工标准提倡选用水化热低的通用硅酸盐水泥，并且对水化热指标有具体的要求：3d水化热不宜大于250kJ/kg，7d水化热不宜大于280kJ/kg；选用52．5强度等级水泥时，7d水化热不宜大于300kJ/kg。
        3.2优选材料
        优化配合比粗集料选用优质的连续级配水洗碎石；细集料选用级配合理、质地均匀、细度适中的水洗中粗砂；采用高效能缓凝减水剂，其作用在于减少单位配比中的用水量，延缓早期水化作用进程，控制其反应速度，从而避免热峰值集中出现；添加复合纤维，作用在于增强钢筋与混凝土之间的握裹力，增强混凝土抗裂性能；掺用优质粉煤灰能够充分发挥其物理填充作用，避免泌水等问题的出现，延缓水化热热峰值集中出现；膨胀剂可“抵御”混凝土的凝结收缩，利用混凝土收缩补偿原理提高混凝土的抗裂性能，同时保证混凝土外形的精准；选用细度的细集料和水泥，有利于防止泌水现象出现，同时相对增加水泥用量、减少减水剂用量、避免混凝土过振都可防止泌水现象出现[2]。
        3.3严控温度
        温度控制就是对混凝土的入模温度及混凝土内层最高温度、表里层的温差进行控制和人工干预。GB50496—2018大体积混凝土施工标准规定：混凝土入模温度不宜大于50℃；混凝土浇筑体里表温差不宜大于25℃；降温速率不宜大于2℃/d；拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃。施工中均要严格遵照规范要求、按照施工方案的要求实施，均有相应的热工计算指导。达不到要求，就要人工干预。一般有下列一些方法：1）预制混凝土用水掺加小冰块，用以降低混凝土入模温度；2）覆盖保温、保湿层；3）暖棚保温法；4）混凝土浇筑体内层布设通水冷却热交换管等[3]。
        3.4浇筑措施
        一般采用分层浇筑法，以便充分利用浇筑面散热，减少裂缝出现的几率。混凝土浇筑体平面面积不是很大的情况下，采用全面分层法；面积趋中的情况下，采用分段分层法；平面面积较大的情况下，采用斜面分层推进法。混凝土的振捣是紧随混凝土浇筑推进方向进行，一定要在旧的浇筑层初凝前进行新的浇筑层的浇筑衔接。操作中注意监控混凝土坍落度，保证入模混凝土的和易性合格[4]。
        3.5养护工作
        混凝土养护工作是保证混凝土质量的关键环节，其宗旨就是保持适宜的温度、湿度，将混凝土浇筑体内外温度差控制在合理范围内，促进混凝土强度稳定提升，同时防止混凝土裂缝的产生和发展。混凝土养护主要有下列几种方法加以实施：1）保温、保湿覆盖法，这是最常用的方法；2）淋水保湿法；3）喷雾保湿法；4）暖棚保温法；5）电热保温法；6）蒸汽保温、保湿法等。
        3.6其它辅助措施
        1）做好温度监测的基础工作；2）由于大体积混凝土浇筑工作的时效性、连续性的特点，客观上要求施工现场具备双电源供电，或者配有临时发电机备用；3）有应急混凝土搅拌站待命，以备不时之需；4）垫层上加设滑动层，可减小外部约束力对大体积混凝土浇筑体应变影响，有利于防止混凝土裂缝的产生；5）要防止地质沉降造成的塌陷裂缝。
        结语：
        大体积混凝土施工中面临的问题并非单个因素使然，往往有多个因素综合作用，相伴相生。我们相信，通过对此类问题的不断深入探讨，定会促进大体积混凝土技术优势的健康发展。随着现代科技的不断进步，一定会有更先进的技术与施工方案，更为完美的换代材料出现，其前景可待可期。
        参考文献：
        [1]郝俊明.刍议土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术[J].建材与装饰，2018（47）：25-26.
        [2]杨卓.土木工程建筑中大体积混凝土结构的施工技术分析[J].住宅与房地产，2018（08）：194.
        [3]肖先炳，孙志群.简析土木工程中大体积混凝土结构施工技术[J].中国高新技术企业，2016（31）：111+30.
        [4]陈舒曼.土木建筑工程中大体积混凝土结构施工技术分析[J].建设科技，2016（03）：64-66.