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浅谈大体积混凝土防裂施工技术

发表时间：2021/8/10 来源：《建筑科技》2021年8月下作者：余育锋

[导读] 近些年，受社会发展的影响，我国现代化建设进程不断加快，建筑材料的需求在不断上升。混凝土是现今使用最多的建筑工程项目材料，因此，为了提高项目工程整体质量，应特别重视建筑工程中的混凝土施工技术。文章主要对以建筑工程项目为基础的大体积混凝土施工技术进行了详细的研究和阐述。

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摘要：近些年，受社会发展的影响，我国现代化建设进程不断加快，建筑材料的需求在不断上升。混凝土是现今使用最多的建筑工程项目材料，因此，为了提高项目工程整体质量，应特别重视建筑工程中的混凝土施工技术。文章主要对以建筑工程项目为基础的大体积混凝土施工技术进行了详细的研究和阐述。
关键词：建筑工程；大体积混凝土
        引言
        近年来，随着城市化进程和基础设施建设的快速发展，我国在高层建筑、市政公用、水利大坝、桥梁基础、风机基础等工程中常常存在大体积混凝土施工，混凝土在硬化过程中，由于水化热引起的温度变化和混凝土收缩的共同作用，使温度应力和收缩应力发生剧烈变化，从而导致混凝土结构出现有害裂缝而产生渗漏治理难的问题，造成工程质量和安全隐患。因此，防止大体积混凝土裂缝作为大体积混凝土施工的主要技术，对其进行不断研究具有重要意义。
        1研究大体积混凝土施工技术的重要意义
        随着中国社会和经济的不断发展，现代化城市化进程加快，城市规模扩大，人口数量逐步增加，高层建筑逐渐成为人们的首选。无论是建筑物还是住宅结构，我们首先考虑的是高层建筑结构。而且，大体积混凝土建设是整个建筑物的最优先选择。大体积混凝土建筑技术对房屋的稳定性和具体性能有着重要作用。因此，确保大体积混凝土的建设，有效地避免了大范围的质量问题，大规模的混凝土裂缝和其他现象，以及修理后的建设质量问题，是确保质量和安全的最重要的方法之一。建筑大体积混凝土与一般混凝土的不同之处：其工程规模的大小、结构形式、受荷情况、混凝土特点、配筋构造等方面。建筑工程大体积混凝土多为现浇超静定结构混凝土，具有浇筑量大、结构厚大、工程条件复杂等特点，其设计强度、施工技术和质量要求比一般混凝土要高;单方混凝土水泥用量较大，由于水化热引起的混凝土内部温度也较高;由于结构断面内配筋较多，这就对连续性整体浇筑的要求比一般混凝土的要求高些;结构构筑物虽然受外界条件变化影响较小，多属于室内、地下或半地下，但对抗渗性能的要求较高。此外，在混凝土温度及温度应力的计算方法和采取的措施上，两者也有很多差异。除了必须具有足够的刚度、强度、稳定性以外，还应满足结构物的整体性和耐久性要求。因此，建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题就是如何控制混凝土的温度变形和内外温差而造成的裂缝，从而提高混凝土的抗裂、抗渗和抗侵蚀的性能。
        2大体积混凝土基础特点
        大体积混凝土作为一种建筑材料，由来已久，就目前来讲，国内外的专家学者对于大体积混凝土的定义仍不统一，按照我国《大体积混凝土施工规范》相关规定，大体积混凝土可以理解为混凝土结构物实体的最小尺寸在１ｍ以上的大体量混凝土，或者可能由于混凝土水化热作用，而产生有害裂缝的混凝土。随着建筑工程行业的迅速发展，大体积混凝土应用越来越多，其特点如下。１）大体积混凝土基础具有较大体积、复杂的结构及密集的配筋，在建筑结构当中，其他构件对大体积混凝土基础具有较大约束作用，加之大体积混凝土的体表系数相对不大，这种情况下，由于温差、收缩等因素，很容易出现开裂现象。２）相比普通混凝土，大体积混凝土基础的强度和防水能力相对较好。但土质、气温、地下水位变化等多种因素会大幅影响混凝土性能，从而出现混凝土构件开裂，比如地下室筏板、墙等处，引发地下室渗漏问题。３）通常情况下，须一次性完成大体积混凝土浇筑工作，这种情况下，浇筑量过大，且结构整体性强，无法提前预留施工缝，须进行连续浇筑。在混凝土内部极易聚集大量水泥水化热，导致混凝土温度迅速上升，但是在导热方面，混凝土的物理性能相对偏低，这种情况下，很难快速排除混凝土内部的热量，在混凝土内外部存在明显温差，并产生内应力，出现温度裂缝。

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        3大体积混凝土的防裂技术措施
        3.1设计方面
        (1)施工方案先进合理。项目负责人组织编制大体积混凝土施工技术方案，方案应主要包括施工工艺流程、施工方法、防裂措施等，应技术先进、经济合理、安全可靠，经项目技术负责人审批后实施。(2)优化设计配合比。混凝土强度等级宜为C25～C50，且应根据原材料性能及混凝土强度、耐久性、工作性能等技术要求，由具有资质的试验室计算和试配优化设计配合比，再根据现场砂、石的实际含水率，确定施工配合比。经设计单位同意，也可采用60d或90d的强度作为混凝土配合比设计、强度评定及验收的依据。采用商品混凝土时，技术人员应事前严格审核分析商品混凝土的技术参数。(3)设置变形缝、后浇带。超长大体积混凝土采取设置变形缝、后浇带或采取跳仓法合理分块施工，控制结构不出现有害裂缝。(4)设置滑动层。宜在位于基岩上的大体积混凝土垫层上设置滑动层，或采取减少与大体积混凝土接触处的约束措施，控制因拉应力产生的裂缝。(5)设置构造钢筋。结合混凝土构件结构配筋，设置控制温度和收缩的构造钢筋。(6)优化施工时间段。选择适宜温度时段浇筑，避开高温高热天气进行施工。
        3.2大体积混凝土的配合比设计
        科学合理的混凝土配合比是确保大体积混凝土质量的关键。这包括对水泥用量、混合物、掺合料、外加剂和砂骨料的特定选择。首先，从水泥投加量的决定开始适当减少水泥投加量的话，水热化会有效地减少，需要得到设计者的许可，根据抗压强度进行两个月的试配。一般情况下，水泥的用量由数十组试配决定。在这个过程中，根据选择的防裂缝措施和当前的设计条件，计算混凝土水化热的最大温差，并估计最大温度收缩应力。根据科学计算，如果在混凝土抗压强度的容许范围内，可以实行选择的防裂对策，在裂缝的情况下起到重要的预防作用。改善施工操作，调整混凝土的入模温度、提高抗压强度、降低混凝土内外温差、混凝土拌合物的性能，使最终保障应力不超过容许范围。第二，在减少水泥用量的原则下，掺加较多的1级粉煤灰掺合料来提高混凝土的可塑性。第三，平均粒径超过0.5mm，在通过0.315mm的沙子之间采用细度模数为2.5～3中砂，通过0.315mm筛孔的砂要高于15%，含泥量应高于3%，同时具有良好的级配。
        3.3冷却管布置
        在混凝土浇筑前，通过科学测算水泥水化热值可以发现，台身大体积混凝土内外温差容易超限，所以需要采取措施降低内部水化热升降速度。具体来讲，需要在台身位置完成冷却管的布置，管的外径达50mm，管壁厚2mm。实际在冷却管安装时，需要采用焊接方式进行弯头位置处理，保证管道焊接牢靠。在台身位置，共完成三层冷却管布置，各层完成独立进水口和出水口的设置，采用阀门进行水流量控制。使用钢筋对冷却管进行架设，并利用铁丝进行钢筋架绑扎，能够使冷却管牢固安装，避免在混凝土浇筑期间发生位置变化。完成管道安装后，需要开展泌水试验，确认冷却管无漏水或渗水问题，保证管道无堵塞情况。
        结语
        总之，大体积混凝土的施工及裂缝问题十分复杂，涉及建材、施工、环境、结构等各方面。在工程建设中，应坚持施工前的事前控制和施工中的事中控制，严控有害裂缝的产生，尽量避免出现事后治漏，将影响和危害降到最低，确保工程质量和安全。目前，对大体积混凝土施工技术的研究在不断进行中，其防裂技术仍在不断推陈出新，因此，对大体积混凝土的防裂施工技术研究还任重而道远。
参考文献
［1］房屋建筑工程专业新编糸列教材，建筑材料［M］．3版．武汉;武汉理工大学出版社:131．
［2］高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材，土木工程施工(上册)［M］．2版．北京:中国建筑工业出版社:153．
［3］张积贤.大体积混凝土施工技术在房屋建筑工程的应用探究[J].城市地理,2018,18:115.
作者简介：余育锋（1985-），男，汉族，广西博白县人，全日制大专，初级，主要从事风电发电工程工作。