建筑工程大体积混凝土施工技术探讨

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　　摘要：建筑工程大体积混凝土结构，由外荷载引起裂缝的可能性较小。而由于水泥水化过程中释放的水化热引起的温度变化和混凝土收缩，因而产生的温度应力和收缩应力，将是其产生裂缝的主要因素。本文通过建筑工程大体积混凝土施工技术的研究，查找出影响大体积混凝土容易出现的质量通病为结构裂缝，通过对大体积混凝土结构裂缝的分析，找出导致裂缝的主要原因是由于水泥水化热升高使混凝土温度变化产生的温度应力造成大体积混凝土产生裂缝，针对性提出建筑工程大体积混凝土施工技术优化策略。
　　
　　
　　关键词：建筑工程，大体积混凝土，施工技术
　　
　　一、大体积混凝土结构内涵
　　在工业与民用建筑结构中，一般现浇的连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为大体积混凝土结构。随着水泥水化反应的减慢及混凝土的不断散热，大体积混凝土由升温阶段逐渐过渡到降温阶段。温度降低，体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散发，降温阶段，混凝土表面温度与中心温度仍然存在差值，如果过大，同升温阶段一样产生表面裂缝，我们看成是结构内部的非均匀降温差将导致表面裂缝。总的降温过程，混凝土体积收缩，同时，考虑到边界条件和地基的约束，整体属于约束收缩。
　　
　　二、建筑工程大体积混凝土裂缝产生的原因
　　（一）水泥水化热
　　水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。浇筑初期，混凝土的强度和弹性模量都很低，对水化热引起的急剧温升约束不大，因此相应的温度应力也较小。随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以至产生很大的温度应力，当混凝土的抗拉强度不足以抵抗温度应力时，便开始出现温度裂缝。
　　（二）外界气温变化
　　大体积混凝土结构施工期间，外界气温的变化情况对防止大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土的内部温度是由外界温度、浇筑温度、水化热引起的绝热温升和结构散热降温等各种温度的叠加，而温度应力则是温差所引起的温度变形造成的，温差越大，温度应力也越大；同时由于大体积混凝土不易散热，混凝土内部温度有时高达80 ℃以上，且延续时间较长，因此，应研究合理的温度控制措施，以控制大体积混凝土内外温差引起的过大温度应力。
　　（三）混凝土收缩变形
　　混凝土的拌和水中，只有约20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%左右的水都是要被蒸发的。混凝土在水泥水化过程中会产生体积变形，其中多数是收缩变形，少数是膨胀变形，取决于所采用的胶凝材料的性质。混凝土中多余水分的蒸发是引起混凝土体积收缩的主要原因之一，这种干燥收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，即产生收缩应力。在大体积混凝土温度裂缝的计算中，可将混凝土的收缩值换算成相当于引起同样温度变形所需要的温度值，即“收缩当量温差”，以便按照温差计算混凝土的应力。
　　
　　三、建筑工程大体积混凝土施工技术优化策略
　　（一）大体积混凝土的设计构造要求
　　根据大体积混凝土工程施工的特点，大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺的要求外，宜符合下列要求：
　　基础混凝土的强度等级宜在C20~C40的范围内选用；利用后期强度f60；
　　基础的配筋除应满足基础承载力及构造要求外，还应结合大体积混凝土的施工方法(整体浇筑或分层浇筑，泵送混凝土浇筑或非泵送混凝土浇筑等)增配承受因水泥水化热引起的温度应力及控制温度裂缝开展的钢筋，以构造钢筋控制裂缝。
　　（二）混凝土配合比及其材料
　　1、当大体积混凝土的强度等级为C20以上时，经设计单位同意，可利用混凝土60天的后期强度作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据。
　　这样有利于降低大体积混凝土工程施工中因水泥水化热引起的温升，达到降低温度应力的目的，同时也节约施工及保温养护费用。
　　2、大体积混凝土配合比的选择，在保证基础工程设计所规定强度、耐久性等要求和满足施工工艺特性的前提下，应按照合理使用材料、减少水泥用量和降低混凝土的绝热温升的原则进行选择。
　　3、大体积混凝土配合比的确定应符合下列规定：
　　(1)混凝土配合比应通过计算和试配确定，对泵送混凝土还应进行泵送试验；
　　(2)混凝土配合比设计方法应按现行的《普通混凝土配合比设计技术规程》执行；
　　(3)混凝土的强度应符合国家现行的《混凝土强度检验评定标准》的有关规定：
　　（三）混凝土表面处理与养护
　　大体积混凝土分段浇筑完毕后，应在混凝土初凝之后终凝之前进行二次振捣或进行表面的抹压，排除上表面的泌水，用木拍反复抹压密实，消除最先出现的表面裂缝。在冬期施工的条件下，混凝土抹压密实后应及时覆盖塑料薄膜，再覆盖保温材料(岩棉被、草帘等)。并定期测定混凝土表面和内部温度。将温差控制在设计要求的范围以内；当设计无具体要求时，混凝土表面和内部的温差不宜超过25℃。测量混凝土的温度，可用普通水银温度计插入预埋于混凝土之中的测温管孔，也可采用电子测温仪或热电偶测温技术。
　　（四）大体积混凝土的基层处理
　　当大体积混凝土平面尺寸较大，而又不希望留置后浇带时，可采取措施，用减小地基对混凝土的阻力系数的方法来实现减小温度应力的目的。可以将大体积混凝土下面的垫层上表面抹平压光，再涂刷隔离剂，或者在垫层上干铺一层油毡作为滑动层。
　　四、结论
　　对于大体积混凝土施工中，控制混凝土浇筑块体因水泥水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的里外温差及降温速度，防止混凝土出现有害的温度裂缝(包括混凝土收缩裂缝)是施工技术的关键问题。另外，大体积混凝土的施工技术，涉及到经济、技术、设计、管理、施工等诸多方面。要想保证大体积混凝土的施工质量，需要建设单位、设计单位、施工单位、材料供应商等单位的综合管理、科学组织、合理安排、严格执行。
　　
　　参考文献：
　　1 大体积混凝土施工技术的应用 王大勇 中国新技术新产品 2010/12
　　2如何控制大体积混凝土的施工质量 陈波 黑龙江交通科技 2010/04
　　3大体积混凝土抗裂缝施工技法浅谈 刘军顺 甘肃科技纵横 2010/03
　　

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