试论大体积混凝土的施工技术

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　　摘要：大体积混凝土很容易产生裂缝，施工时掌握住它的基本知识，在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各种因素的影响，并根据实际采取有效措施，还是完全可以避免危害结构的裂缝的产生。
　　关键词：大体积混凝土裂缝施工技术水热化浇筑
　　Abstract: mass concrete is easy to crack, the construction control live it the basic knowledge of, in the design, construction technology, material selection and later the curing process can fully consider the various factors, and according to the actual take effective measures, or can avoid the harm of the cracking of the structure.
　　Keywords: mass concrete construction technology water heating casting cracks
　　
　　
　　中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
　　大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是混凝土的裂缝。如何防止大体积混凝土的开裂，如何在施工组织和施工技术上采取必要的措施很有必要。
　　一、大体积混凝土特点
　　1、水泥水化热
　　水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。
　　2、外界气温变化
　　大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。
　　3、混凝土的收缩
　　 混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形，受到外部约束时，将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩等三种。
　　 4、混凝土强度级别高，水泥用量较大，收缩变形大
　　混凝土体积越大，水泥总用量相对大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大。大体积混凝土浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大拉应力以至开裂。
　　5、受约束，产生拉应力
　　体积变化受约束会产生内应力。约束条件有两种，即外约束和内约束。外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产生拉应力。
　　6、抗拉能力低，产生裂缝
　　混凝土是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低。大体积混凝土结构设计中，通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力，但施工中，大体积混凝土结构由于温度的变化而产生很大的拉应力，要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是非常困难的。
　　二、混凝土浇筑前的准备工作
　　影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。
　　1、材料选择
　　1.1、水泥
　　普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。
　　1.2、粗骨料
　　采用碎石，粒径5～25毫米，含泥量不大于1%.选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
　　1.3、细骨料
　　采用中砂，平均粒径大于0.5毫米，含泥量不大于5%.选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
　　1.4、粉煤灰
　　由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰的掺量控制在10以内。
　　 1.5、外加剂
　　混凝土减水剂可降低水化热，对混凝土收缩有补偿功能，可提高混凝土的抗裂性。
　　2、混凝土配合比
　　 2.1混凝土采用商品混凝土，要求混凝土搅拌站提前做好混凝土试配。
　　2.2、混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
　　三、大体积混凝土的施工工艺
　　1、混凝土浇筑时严格按技术规范施工及措施
　　1.1、分块分层浇筑混凝土，有利于错开拌合物内各层的水化时刻，分散混凝土的放热峰值。一般在第一层混凝土还未初凝时，浇注上一层。在振捣上一层时，振动棒应插入下一层50～100mm，以消除两层之间的接缝，振动时间不宜过长，防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。
　　1.2、浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并
　　捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常用方法有以下几种：
　　1.2.1、全面分层
　　即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。
　　1.2.2、分段分层混凝土浇筑
　　先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。
　　 1.2.3、斜面分层
　　要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。
　　2、养护工作
　　对大面积的底板面，一般可采用先一层塑料簿膜后二层草包作保温保湿养护。草包应迭缝，骑马铺放。养护必须根据混凝土内表温差和降温速率，及时调整养护措施，应尽可能多养护一段时间 ，拆模后应立即回土或在覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。
　　3、混凝土养护阶段注意事项
　　大体积混凝土养护时要注意温度控制。不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。
　　混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：
　　3.1、混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大于25℃～30℃。
　　3. 2、混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。
　　3.3、采用内部降温法来降低混凝土内外温差。
　　3.4、保温法是在结构物外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料，在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。
　　3.5、混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。
　　4、从控制大体积混凝土裂缝的措施考虑
　　4.1、 基础大体积混凝土的材料选择与质量要求
　　水泥：施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量。
　　粗细骨料：粗骨料选用单粒级卵石。
　　细骨料：采用中粗砂，降低混凝土的干缩。
　　混合料及外加剂：混凝土中掺入木质素磺酸钙，可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；同时可减少拌和用水，节约水泥，降低水化热。
　　4.2混凝土配合比与浇筑 ：根据选用的材料，确定混凝土配合比，采用塔吊运输，混凝土坍落度控制在3～5cm，浇筑采用循环推进，一次到顶的办法，以消除冷凝，增强混凝土的密实性，保证防水质量。
　　4.3、混凝土测温
　　采取常规测温技术，对底板混凝土的上、中、下进行布点观测，以便采取相应的技术措施，防止混凝土开裂。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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