论文部分内容阅读
【摘 要】 近年来，随着我国经济的迅猛发展，国内高层的民用建筑和大型工业所占比例越来越高，大体积混凝土发挥着越来越重要的作用，但是大体积混凝土极易产生裂缝，对施工工程的质量及安全性有很大影响。只有全面了解施工过程中裂缝的类型及成因，采取针对性的防范措施，实施正确的施工控制方案，才能保证大体积混凝土施工质量。本文作者结合多年来的工作经验，对大体积混凝土施工方法进行了研究，具有重要的参考意义。
【关键词】 大体积混凝土;裂缝;防范措施;施工方法
一般大体积混凝土定义为最小混凝土结构物实体几何尺寸在1m以上。大体积混凝土的施工原理是通过选择最合理的混凝土配合比以及外加剂，在满足混凝土设计指标要求的前提下，尽量减少水泥的用量，同时在保证混凝土内部温度以及应力的条件下，采取综合温控措施对混凝土的搅拌、运输、成型、浇筑、测温以及养护等全过程进行控制，从而防止混凝土结构产生开裂的现象。
1.大体积混凝土裂缝的类型及其产生的原因
1.1温差裂缝
由于大体积混凝土的体积较大，内外的温度变化比较大，温差很难控制，当混凝土的外部和内部的温差过大时就容易产生裂缝，主要导致温差裂缝产生的原因主要有三种：①发生在混凝土浇筑后的3-5天内。在混凝土浇筑的初期，水泥会产生大量的热量，每克水泥释放的热量高达502.42J/g，1-3天释放的热量是总热量的1/2，因此导致混凝土内部的温度急剧升高，从而形成内外温差导致混凝土开裂。②发生在拆卸模板前后，混凝土表面的温度急剧下降，导致内外温差过大产生裂缝。③发生在混凝土内部温度达到最高峰值后，热量会慢慢的向外扩散下降到使用温度或者最低温度，形成温差产生裂缝。
1.2收缩裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会发生体积的收缩，特别是大体积混凝土收缩量会更加明显，在温度变化时，大体积混凝土会受到下部地基的约束产生相应的收缩应力，当温度急剧下降时，会产生较大的收缩应力，若超过当时混凝土的极限抗拉强度就会产生垂直收缩裂缝。这与混凝土的水泥用量、用水量及水泥品种都有关，混凝土中的用水量和水泥用量与其收缩应力呈正相关，中低热水泥和粉煤灰水泥这样的水泥品种产生的收缩量较小。
1.3塑性裂缝
混凝土中20%的水分是必须给水泥硬化所提供的，80%的水分是会向外蒸发的，当混凝土温度较高、水泥活性较大或是水灰比较低的情况下，混凝土尚处于塑性状态，泌水量会明显减少，但是混凝土表面蒸发的水分没有得到及时的补充，此时只要混凝土稍微受到一点外界的拉力，表面就会出现分布不规则的裂缝。
2.裂缝的防范措施
大体积混凝土裂缝的防范措施关键是要控制各种温度应力以及混凝土的抗拉强度，要保证各种温度应力达到最低限度，混凝土的抗拉强度达到最大。下面主要从原材料的控制以及施工方法控制两方面具体阐述。
2.1原材料的控制
水泥水热化温升导致的裂缝，应该尽量选用低水化热或中热水泥品种，条件可以的话可以选用收缩性小的或微膨胀性的水泥，还可以适当的掺加粉煤灰作为胶凝材料，从而取代部分水泥，降低水泥用量，降低胶凝材料体系的水化热，减少混凝土内部的拉应力，提高混凝土的抗渗性、耐久性，从而提高混凝土的抗裂能力。同时还应该选择岩石弹模系数较低、线膨胀系数小以及表面清洁无弱包裹层的良好级配骨料，粗骨料的直径应该在选择4mm-40mm之间的，减少用水量，尽量采用中砂，严格控制砂的含泥量在2%以内，石子的含泥量在1%。控制混凝土的水灰比≤0.6。在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝的大块石可以减少混凝土的总用量和水泥用量，从而降低水化热。其次加强振捣可以提高混凝土的密实性以及抗拉强度，在混凝土中加入缓凝剂使浇筑的速度下降，有助于散热。
2.2施工方法控制
在施工过程中大体积混凝土内部应适当预留一些孔道，采用冷水或冷气在内部进行冷却降温，降温速度控制在0.5℃/h-1.0℃/h。根据结构体型大小、混凝土的供应情况，目前施工单位多采用的是全面分层、分段分层以及斜面分层三种方法，全面分层可以提高混凝土的整体性和密实性，但对混凝土的拌合能力和运输能力要求较高;分段分层的施工方法适用于厚度不大而面积或长度较大的工程;斜面分层的施工方法一般适用于结构长度超过3倍厚度的浇筑层。大型设备基础可进行每层间隔5d-7d的分层浇筑，分块的厚度应该在1-1.5m，可以減少水泥的水化热温升以及约束作用。由于振动器插入深度以及混凝土供应条件的限制，还应该加强混凝土的浇灌振捣，尽量采用两次振捣技术，提高混凝土的密实度，提高抗裂性。其次拆模的时间尽可能推迟，控制混凝土表面的温度下降≤15℃。
3.大体积混凝土的施工措施
3.1温度控制
混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的，应该保证混凝土内部和表面的温差≤25℃，在施工过程中一定要采取控温措施，尽量使混凝土入模浇筑的温度达到最低限度。其次为了防止混凝土表面散热过快引起的内外温差过大而产生裂缝，应该采取保温保湿养护措施，在混凝土凝固后立即搭建大棚来进行保温养护措施，一般在4-5天混凝土表面温度与大气温度基本相同时再撤掉大棚，用浇水养护，注意浇水养护的时间不可以超过14天。
3.2混凝土配合比控制
在大体积混凝土施工过程中，应该根据天气及材料供应的实际情况，对混凝土的配合比进行动态调整。水泥尽量选用普通硅酸盐水泥、山石或河砂，在混凝土中掺入0.8%的水泥，外加剂采用高效复合防水剂，混凝土初凝时间控制在12-14h。同时在混凝土掺入粉煤灰替代部分水泥用量，从而减少水泥水化热。选用级配良好的骨料，提高混凝土的抗拉强度。同时控制石、砂的含泥量≤1%、3%，且不得含有其他杂质。
3.3浇筑方案
施工时采取全面分层、分段分层以及斜面分层的浇筑方法，每次叠合层面的浇注间隔小于混凝土的初凝时间≤8h。在施工的现场采用两台混凝土输送泵从两侧开始后退浇筑，保证浇筑的整体性。施工人员组成四队，要求施工人员能够根据施工现场具体的浇筑情况确保每一个料口的混凝土能够很好地衔接上层覆盖已浇筑的混凝土，从而避免形成冷缝。
3.4混凝土的养护技术
大体积混凝土浇筑之后的养护是必不可少的一个步骤，养护技术的好坏也会对混凝土质量带来很大的影响。混凝土的养护方法一般有保温和保湿两种。保温法主要是为了保证混凝土的表面温度不会降得过快，以减少温度梯度现象的发生，从而防止表面出现裂缝。同时，要保证混凝土的抗拉强度大于其平均总温差所产生的拉应力，以防贯穿裂缝的产生。保湿法养护主要是为了防止混凝土的表面因为脱水产生干缩裂缝而进行的一种养护方法，一般说来，顺利的使水泥水化，并且在浇筑完毕之后的6-18小时内对混凝土进行浇水且覆盖，都可以防止由于干缩而出现的裂痕。
一般说来，大体积混凝土的养护时间最好不要超过28天，如果有特殊的部位需要特殊养护的可以根据具体情况适当延长或者缩短时间。为了保证混凝土的表面平整，对混凝土外露的挂帘、错台等都需要及时的进行养护处理。
4.结论
大体积混凝土的施工质量与很多方面的要素都有关系，例如原材料、施工器具、施工技术、养护技术等。混凝土最容易出现的问题就是裂缝，产生裂缝也会对整个建筑工程的质量带来很大的影响。因此，在建筑施工之前，要做好各方面的准备。比如，可以采取相应的措施来调整混凝土的内外温差以及湿度差，在施工过程中随时关注温度和湿度的变化以便及时处理问题等。大体积混凝土施工是当前建筑行业中比较常见的一种新型技术，与传统的钢筋混凝土施工还是有一定差异，因此，要严格地进行每一个阶段的操作，保证建筑质量。
参考文献：
[1]方仙梅.大体积混凝土裂缝的分析及防治[J].中国西部科技，2011.
[2]张骞.某小区基础工程大体积混凝土施工方案设计[J].改革与开放，2011.7.
[3]胡章贵.大体积混凝土温度裂缝的成因与控制[J].中国科技信息.2011.4.
[4]李云，宋怡迭，于五星，于江飞.办公楼工程大体积混凝土温度监控技术[J].科技创新导报，2011.8.
【关键词】 大体积混凝土;裂缝;防范措施;施工方法
一般大体积混凝土定义为最小混凝土结构物实体几何尺寸在1m以上。大体积混凝土的施工原理是通过选择最合理的混凝土配合比以及外加剂，在满足混凝土设计指标要求的前提下，尽量减少水泥的用量，同时在保证混凝土内部温度以及应力的条件下，采取综合温控措施对混凝土的搅拌、运输、成型、浇筑、测温以及养护等全过程进行控制，从而防止混凝土结构产生开裂的现象。
1.大体积混凝土裂缝的类型及其产生的原因
1.1温差裂缝
由于大体积混凝土的体积较大，内外的温度变化比较大，温差很难控制，当混凝土的外部和内部的温差过大时就容易产生裂缝，主要导致温差裂缝产生的原因主要有三种：①发生在混凝土浇筑后的3-5天内。在混凝土浇筑的初期，水泥会产生大量的热量，每克水泥释放的热量高达502.42J/g，1-3天释放的热量是总热量的1/2，因此导致混凝土内部的温度急剧升高，从而形成内外温差导致混凝土开裂。②发生在拆卸模板前后，混凝土表面的温度急剧下降，导致内外温差过大产生裂缝。③发生在混凝土内部温度达到最高峰值后，热量会慢慢的向外扩散下降到使用温度或者最低温度，形成温差产生裂缝。
1.2收缩裂缝
混凝土在逐渐散热和硬化过程中会发生体积的收缩，特别是大体积混凝土收缩量会更加明显，在温度变化时，大体积混凝土会受到下部地基的约束产生相应的收缩应力，当温度急剧下降时，会产生较大的收缩应力，若超过当时混凝土的极限抗拉强度就会产生垂直收缩裂缝。这与混凝土的水泥用量、用水量及水泥品种都有关，混凝土中的用水量和水泥用量与其收缩应力呈正相关，中低热水泥和粉煤灰水泥这样的水泥品种产生的收缩量较小。
1.3塑性裂缝
混凝土中20%的水分是必须给水泥硬化所提供的，80%的水分是会向外蒸发的，当混凝土温度较高、水泥活性较大或是水灰比较低的情况下，混凝土尚处于塑性状态，泌水量会明显减少，但是混凝土表面蒸发的水分没有得到及时的补充，此时只要混凝土稍微受到一点外界的拉力，表面就会出现分布不规则的裂缝。
2.裂缝的防范措施
大体积混凝土裂缝的防范措施关键是要控制各种温度应力以及混凝土的抗拉强度，要保证各种温度应力达到最低限度，混凝土的抗拉强度达到最大。下面主要从原材料的控制以及施工方法控制两方面具体阐述。
2.1原材料的控制
水泥水热化温升导致的裂缝，应该尽量选用低水化热或中热水泥品种，条件可以的话可以选用收缩性小的或微膨胀性的水泥，还可以适当的掺加粉煤灰作为胶凝材料，从而取代部分水泥，降低水泥用量，降低胶凝材料体系的水化热，减少混凝土内部的拉应力，提高混凝土的抗渗性、耐久性，从而提高混凝土的抗裂能力。同时还应该选择岩石弹模系数较低、线膨胀系数小以及表面清洁无弱包裹层的良好级配骨料，粗骨料的直径应该在选择4mm-40mm之间的，减少用水量，尽量采用中砂，严格控制砂的含泥量在2%以内，石子的含泥量在1%。控制混凝土的水灰比≤0.6。在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝的大块石可以减少混凝土的总用量和水泥用量，从而降低水化热。其次加强振捣可以提高混凝土的密实性以及抗拉强度，在混凝土中加入缓凝剂使浇筑的速度下降，有助于散热。
2.2施工方法控制
在施工过程中大体积混凝土内部应适当预留一些孔道，采用冷水或冷气在内部进行冷却降温，降温速度控制在0.5℃/h-1.0℃/h。根据结构体型大小、混凝土的供应情况，目前施工单位多采用的是全面分层、分段分层以及斜面分层三种方法，全面分层可以提高混凝土的整体性和密实性，但对混凝土的拌合能力和运输能力要求较高;分段分层的施工方法适用于厚度不大而面积或长度较大的工程;斜面分层的施工方法一般适用于结构长度超过3倍厚度的浇筑层。大型设备基础可进行每层间隔5d-7d的分层浇筑，分块的厚度应该在1-1.5m，可以減少水泥的水化热温升以及约束作用。由于振动器插入深度以及混凝土供应条件的限制，还应该加强混凝土的浇灌振捣，尽量采用两次振捣技术，提高混凝土的密实度，提高抗裂性。其次拆模的时间尽可能推迟，控制混凝土表面的温度下降≤15℃。
3.大体积混凝土的施工措施
3.1温度控制
混凝土温度和温度变化对混凝土裂缝是极其敏感的，应该保证混凝土内部和表面的温差≤25℃，在施工过程中一定要采取控温措施，尽量使混凝土入模浇筑的温度达到最低限度。其次为了防止混凝土表面散热过快引起的内外温差过大而产生裂缝，应该采取保温保湿养护措施，在混凝土凝固后立即搭建大棚来进行保温养护措施，一般在4-5天混凝土表面温度与大气温度基本相同时再撤掉大棚，用浇水养护，注意浇水养护的时间不可以超过14天。
3.2混凝土配合比控制
在大体积混凝土施工过程中，应该根据天气及材料供应的实际情况，对混凝土的配合比进行动态调整。水泥尽量选用普通硅酸盐水泥、山石或河砂，在混凝土中掺入0.8%的水泥，外加剂采用高效复合防水剂，混凝土初凝时间控制在12-14h。同时在混凝土掺入粉煤灰替代部分水泥用量，从而减少水泥水化热。选用级配良好的骨料，提高混凝土的抗拉强度。同时控制石、砂的含泥量≤1%、3%，且不得含有其他杂质。
3.3浇筑方案
施工时采取全面分层、分段分层以及斜面分层的浇筑方法，每次叠合层面的浇注间隔小于混凝土的初凝时间≤8h。在施工的现场采用两台混凝土输送泵从两侧开始后退浇筑，保证浇筑的整体性。施工人员组成四队，要求施工人员能够根据施工现场具体的浇筑情况确保每一个料口的混凝土能够很好地衔接上层覆盖已浇筑的混凝土，从而避免形成冷缝。
3.4混凝土的养护技术
大体积混凝土浇筑之后的养护是必不可少的一个步骤，养护技术的好坏也会对混凝土质量带来很大的影响。混凝土的养护方法一般有保温和保湿两种。保温法主要是为了保证混凝土的表面温度不会降得过快，以减少温度梯度现象的发生，从而防止表面出现裂缝。同时，要保证混凝土的抗拉强度大于其平均总温差所产生的拉应力，以防贯穿裂缝的产生。保湿法养护主要是为了防止混凝土的表面因为脱水产生干缩裂缝而进行的一种养护方法，一般说来，顺利的使水泥水化，并且在浇筑完毕之后的6-18小时内对混凝土进行浇水且覆盖，都可以防止由于干缩而出现的裂痕。
一般说来，大体积混凝土的养护时间最好不要超过28天，如果有特殊的部位需要特殊养护的可以根据具体情况适当延长或者缩短时间。为了保证混凝土的表面平整，对混凝土外露的挂帘、错台等都需要及时的进行养护处理。
4.结论
大体积混凝土的施工质量与很多方面的要素都有关系，例如原材料、施工器具、施工技术、养护技术等。混凝土最容易出现的问题就是裂缝，产生裂缝也会对整个建筑工程的质量带来很大的影响。因此，在建筑施工之前，要做好各方面的准备。比如，可以采取相应的措施来调整混凝土的内外温差以及湿度差，在施工过程中随时关注温度和湿度的变化以便及时处理问题等。大体积混凝土施工是当前建筑行业中比较常见的一种新型技术，与传统的钢筋混凝土施工还是有一定差异，因此，要严格地进行每一个阶段的操作，保证建筑质量。
参考文献：
[1]方仙梅.大体积混凝土裂缝的分析及防治[J].中国西部科技，2011.
[2]张骞.某小区基础工程大体积混凝土施工方案设计[J].改革与开放，2011.7.
[3]胡章贵.大体积混凝土温度裂缝的成因与控制[J].中国科技信息.2011.4.
[4]李云，宋怡迭，于五星，于江飞.办公楼工程大体积混凝土温度监控技术[J].科技创新导报，2011.8.