馮仁文
【摘要】大體積混凝土，具有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土用量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點。建筑施工技術(shù)要求比較高，特別在建筑施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。因此需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證大體積混凝土順利施工。
關(guān)鍵字：大體積混凝土 裂縫 施工 控制
論文引言：
現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。它的表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快�；炷�土內(nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來保證施工的質(zhì)量。
一、 大體積混凝土的定義、特點
1.定義。大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m以上的混凝土結(jié)構(gòu)，其尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)的技術(shù)措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力并控制裂縫開展的砼結(jié)構(gòu)。
2.特點。大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚實，混凝土量大，工程條件復(fù)雜，施工技術(shù)要求高，水泥水化熱較大（預(yù)計超過25度），易使結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度變形。大體混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產(chǎn)生裂縫。
二、 大體積混凝土的施工技術(shù)
1.大體積混凝土的配制。
大體積混凝土所選用的原材料應(yīng)注意以下幾點：
（1）.粗骨料宜采用連續(xù)級配，細(xì)骨料宜采用中砂。
（2）.外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。
（3）.大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，應(yīng)提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。
（4）.水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時間長的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。 但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時影響施工質(zhì)量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在掏水時又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的粘結(jié)力和整體性�；炷�土泌水性的大小與用水量有關(guān)，用水量多，泌水性大；且與溫度高低有關(guān)，水完全析出的時間隨溫度的提高而縮短；此外，還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以，在選用礦渣水泥時應(yīng)盡量選擇泌水性的品種，并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，應(yīng)及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。
2. 大體積混凝土的澆筑。
澆筑方案，除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響，常采用的方法有以下幾種：
（1）.全面分層： 即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方案，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸一般不宜太大，施工時從短邊開始，沿長邊推進(jìn)比較合適。必要時可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時進(jìn)行澆筑。
（2）.分段分層：
混凝土澆筑時，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初凝，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長度較大的工程。
（3）.斜面分層：要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。
3.大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因及處理。
（1）.裂縫的分類。
①微觀裂縫。也稱為肉眼不可見裂縫，寬度一般在0.05mm以下，主要有三種:沿著骨料周圍出現(xiàn)的骨料與水泥粘結(jié)面上粘著裂縫飛分布于骨料之間水泥漿中的水泥裂縫;骨料本身的裂縫。
②宏觀裂縫。寬度不小于0.05mm 的裂縫是肉眼可見的裂縫，稱為宏觀裂縫，它是微觀裂縫擴(kuò)展的后果
（2）.裂縫產(chǎn)生的原因。
①水泥水化熱。水泥在水化過程中要產(chǎn)生大量的熱量，是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源。由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失，使混凝土內(nèi)部的溫度升高�；炷�土內(nèi)部的最高溫度，大多發(fā)生在澆筑后的3-5d，當(dāng)混凝土的內(nèi)部與表面溫差過大時，就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力。當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足以抵抗該溫度應(yīng)力時，便開始產(chǎn)生溫度裂縫，這就是大體積混凝土容易產(chǎn)生裂縫的主要原因。
②約束條件。結(jié)構(gòu)在變形變化時，會受到一定的抑制而阻礙變形，該抑制即為約束，大體積鋼筋混凝土與地基澆筑在一起，當(dāng)溫度上升時產(chǎn)生的膨脹變形受到下部地基的約束而形成壓應(yīng)力。由于混凝土的彈性模量小，蠕變和應(yīng)力松馳度大，使混凝土與地基連接不牢固，因而壓應(yīng)力較小。但當(dāng)溫度下降時，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土就會出現(xiàn)垂直裂縫。
③外界氣溫變化。大體積混凝土在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土的開裂有重大影響�；炷�土內(nèi)部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加。外界溫度越高，混凝土的澆筑溫度也越高;外界溫度下降，尤其是驟降，大大增加外層混凝土與混凝土內(nèi)部的溫度梯度，產(chǎn)生溫差應(yīng)力，造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。
④混凝土的收縮變形。混凝土的拌合水中，只有約20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%要被蒸發(fā)�；炷�土中多余水分的蒸發(fā)是引起混凝土體積收縮的主要原因之一。這種收縮變形不受約束條件的影響，若存在約束，就會產(chǎn)生收縮應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。
（3）.在不同情況控制裂縫的措施。
因在大體積混凝土設(shè)計中，產(chǎn)生裂縫的原因很多，本文主要介紹兩個方面產(chǎn)生的裂縫并提出了應(yīng)對措施。
①防止因溫度變化而引起的墻體裂縫。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，由外荷載引起裂縫的可能性很小，但水泥在水化反應(yīng)中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用，會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，這將成為大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素�？梢栽谖菝婕釉O(shè)保溫層可以有效減小屋蓋與墻體的溫差，保溫層必須具有一定的厚度，且應(yīng)設(shè)隔氣層、保護(hù)層、透氣孔等。當(dāng)房屋較長、體型較復(fù)雜時，應(yīng)合理設(shè)置伸縮縫。當(dāng)縱墻兩端開間內(nèi)設(shè)有較大洞口，可以在洞口兩側(cè)設(shè)置砼構(gòu)造柱，與上、下圈梁拉結(jié)，既可以加強(qiáng)該開間的剛度，又可以阻止裂縫發(fā)展。還有就是提高頂層砌體強(qiáng)度，以加強(qiáng)墻體抗溫應(yīng)力的能力。并且合理安排屋面施工時間及施工工序，施工時盡量避開高溫或寒冷季節(jié)，加強(qiáng)屋面養(yǎng)護(hù)，必要時設(shè)置后澆帶，以解決砼施工中的內(nèi)應(yīng)力問題。
②因設(shè)計原因而引起的墻體裂縫。應(yīng)該對局部軟弱地基應(yīng)作加強(qiáng)處理，同時應(yīng)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度，對膨脹土、濕陷性黃土應(yīng)作特殊處理。相鄰建筑物間基礎(chǔ)應(yīng)留有一定間隙，同時應(yīng)計算相鄰基礎(chǔ)應(yīng)力疊加時產(chǎn)生的沉降量，使該沉降量與整個建筑物沉降量相同。在計算時，認(rèn)真進(jìn)行不利荷載組合；設(shè)計中，注明使用荷載值，認(rèn)真驗算砌體強(qiáng)度、驗算砌體局部承壓，當(dāng)局部承壓不足時應(yīng)設(shè)置砼墊塊。還有各構(gòu)件剛度應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的變形要求，對較長的房屋，其頂層的房屋端開間應(yīng)加強(qiáng)剛度。最后還要做好屋面保溫層設(shè)計。
4. 大體積混凝土測溫
據(jù)規(guī)范規(guī)定，大體積混凝土內(nèi)外溫差超過25℃時，將產(chǎn)生溫度裂縫，因而只有將混凝土內(nèi)外溫差測量準(zhǔn)確，才能采取行之有效的措施。測量工作包括人員配備、測溫點布置和溫度測量。測溫人員要責(zé)任心強(qiáng)，采取值班制度。測溫工作開始前，由工程技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，測溫人員3h測量一次，并隨時比較溫差是否大于25℃。做到及時匯報，以便及時采取措施，同時做好測溫記錄。
5.大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)
混凝土養(yǎng)護(hù)有兩個目的：一是創(chuàng)造使水泥得以充分水化的條件，加速混凝土硬化；二是防止混凝土成型后因日曬、風(fēng)吹、干燥、寒冷等自然因素的影響而出
現(xiàn)超出正常范圍的收縮、裂縫及破壞等現(xiàn)象�；炷�土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為溫度(20± 3)℃，相對濕度保持90％以上，時間28d。在實際工程中一般無法保證標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件，而只能采取措施在經(jīng)濟(jì)實用條件下取得盡可能好的養(yǎng)護(hù)效果�；炷�土養(yǎng)護(hù)從大的范圍可分為自然養(yǎng)護(hù)與加熱養(yǎng)護(hù)兩類�；炷�土的自然養(yǎng)護(hù)就是利用平均氣溫高于+5℃的自然條件，用適當(dāng)?shù)牟牧蠈�混凝土表面加以覆蓋并澆水，使混凝土在一定的時間內(nèi)保持水泥水化作用所需要的適當(dāng)溫度和濕度條件，正常增長強(qiáng)度�；炷�土自然養(yǎng)護(hù)的方法及要點如下： 　
①應(yīng)在澆筑完畢后的12h內(nèi)對混凝土加以覆蓋和澆水，具體而言，初凝后可以覆蓋，終凝后開始澆水。混凝土強(qiáng)度未達(dá)到1．2N／m㎡以前不得上人踩踏或安裝模板及支架。 　
②覆蓋物可用麻袋片、草簾、竹簾、鋸末、砂及爐渣等，澆水次數(shù)以使混凝土保持濕潤為準(zhǔn)，養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同。大面積結(jié)構(gòu)如地坪、樓板、屋面等可以蓄水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)日平均氣溫低于5℃時不得澆水。 　
③混凝土的澆水養(yǎng)護(hù)時間，對采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土不少于7d；對摻用緩凝型外加劑、有抗?jié)B性要求、摻加礦渣及粉煤灰拌制的混凝土不少于14d，時間長一點更好。
④有條件時可以采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)，混凝土敞露的表面應(yīng)全部覆蓋嚴(yán)密，并保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水。
⑤在缺水地區(qū)或混凝土表面不便澆水或覆蓋塑料布時，可涂刷薄膜養(yǎng)生液，以防止混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)，以此進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。薄膜養(yǎng)生液是一類可成膜的溶液，涂刷在混凝土表面上，溶劑揮發(fā)后凝結(jié)成一層膜，隔斷混凝土內(nèi)水分的蒸發(fā)路徑，達(dá)到養(yǎng)護(hù)目的。
⑥混凝土在養(yǎng)護(hù)過程中，如發(fā)現(xiàn)遮蓋不全，澆水不足，以致表面泛白或出現(xiàn)細(xì)小干縮裂縫時，應(yīng)立即仔細(xì)遮蓋，充分澆水，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，并延長澆水日期加以補救。
三、 論文結(jié)束語
實踐證明，在優(yōu)化配合比設(shè)計，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，做好溫度監(jiān)測工作及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取有效技術(shù)措施，堅持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理，完全可以控制好大體積混凝土質(zhì)量以及溫度裂縫和施工裂縫的發(fā)生，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
四、 參考文獻(xiàn)：
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