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谈大体积混凝土的施工措施 摘要：大体积混凝土温度裂缝问题十分复杂，它涉及到和工程结构相关的方方面面。论文总结分析了大体积混凝土施工存在的主要问题裂缝，分析了裂缝产生的原因以及控制措施，探讨了在施工中对材料选择、配合比、外加剂、施工布置、浇筑工艺、养护等几个环节采取了严格的控制措施，为同类工程的施工提供了参考。 近些年，随着我国对基础设施的投入力度的不断加大，大型、特大型的工程日益增多，大体积混凝土工程也越来越多。其特点是长度、宽度、厚度尺寸均较大，混凝土浇筑面和浇筑量大，整体性要求高，往往不允许留施工缝。因此对混凝土施工技术要求较高。在实际施工过程中，混凝土的裂缝现象较为普遍。尽管我们在施工中采取各种措施，但裂缝现象仍无法杜绝，究其原因，混凝土温度应力的变化，是造成混凝土裂缝的重要因素之一。因此，笔者对大体积混凝土施工裂缝问题进行研究，并提出相应的对策。1）混凝土组份较过去复杂，为满足一些工程对混凝土性能的特殊要求，大体积混凝土结构物或者构件体积庞大、混凝土用量大，由此导致工程条件复杂多样。混凝土的组份相应变化较大。如上海金茂大厦，基础部分的C50混凝土13500m3，混凝土就掺加了大量的硅灰外加剂等。2）施工时间长，外界条件变化大。3）混凝土的厚度越来越大。水泥水化热散发困难，使得混凝土浇筑后温度升高幅度(最高可达80以上)出现可观的膨胀量；到了后期降温阶段，又会出现相应的可观的度收缩。大体积混凝土中配筋量一般相对又较小，容易在后期降温阶段因为温度收缩过快而使混凝土中出现严重的贯穿性裂缝，严重降低大体积混凝土的整体性、抗渗能力等。如陕西移动全球通商务大厦，局部混凝土厚度就达到7m。4）对裂缝的控制要求高。大体积混凝土多用于坝体、基础、防爆厂房等，对构件的要求除了一般的强度、刚度、稳定性等之外，还有整体性、防水性、抗渗性等诸多要求。所以在大体积混凝土质量控制中，混凝土裂缝的控制成为问题的关键。根据有关资料，混凝土早期裂缝80%左右由施工因素造成的，15%左右因混凝土材料方面的原因造成，5%左右因设计不当造成。混凝土本身的影响1）混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力。体积稳定性不好致使混凝土的抗渗性性能降低，溶液性的物质渗透到混凝土中，造成混凝土的耐久性能下降。2)收缩是混凝土本身所固有的一种重要特性。在没有负载的情况下，混凝土的开裂往往由于收缩变形而导致。如：干燥收缩，自收缩，塑性收缩，化学减缩，温度收缩。3）混凝土的徐变。在任意荷载作用下，混凝土结构除了发生弹性变形外，还产生一种随时间缓慢增加的非弹性变形，称为“徐变变形”。4）混凝土所用材料的影响。水泥的细度问题是需要我们特别关注的，水泥的细度越细，混凝土越容易开裂。混凝土骨料的含泥量越高越容易开裂。试验表明掺化学外加剂的混凝土干缩值较大等。其他因素的影响1）结构设计因素。在实际工程中，可以通过理论计算来控制裂缝;通常采用构造设计来对变形作用引起的裂缝加以控制。2）施工方面的因素：违章施工、不当施工造成混凝土裂缝，如振捣方式不当，混凝土养护不当，环境气候的因素等。原材料及配合比的要求1）优化混凝土配合比设计原则。大体积混凝土配合比设计即不能单纯的以水化热温升的高低为标难，也不能像普通混凝土那样以28d的抗压强度为唯一标准。因为大体积混凝土是一个复杂的系统，它既有短期内水化热引起温度应力的矛盾，还存在一个长久的整体性与耐久性的问题，因而应作为一个整体来设计。经总结得到各种因素对混凝土整体性的影响顺序为水灰比>粉煤灰掺量>水泥掺量>粗骨料类型>外加剂>水泥种类。因此根据各因素对混凝土的影响程度，在进行大体积混凝土设计时，应遵循以下原则：采用有效措施降低水灰比，最大不易超过，这是保证大体积混凝土具有良好品质的基础。满足混凝土强度的前提下，将胶凝材料降至最低点，在胶凝材料总量不变时，尽可能多的采用混合材料取代水泥。合理的调整粗骨料粒径和颗粒级配，以增加混凝土本身的抗裂能力。根据结构最小断面尺寸和泵管内径，尽可能选用较大的粒径。2）水泥的选择。应尽可能减少水泥用量，必要时要增大粉煤灰的掺和量(但不能超过规范要求)，使混凝土达到设计强度以及和易性的要求。在这里，水泥用量不但直接影响到水化热(单位水泥用量每增减10kg，混凝土绝热温度亦相应升降1)和混凝土的收缩，而且与经济技术指标密切相关，减小水泥用量既对裂缝控制有利，又可降低工程投资。3）骨料的选择。应优先选用热膨胀系数小、含泥量低的骨料，并强调骨料的连续级配(条件许可时，应尽可能使用粒径大的骨料)。4）外加剂和配合比的选择。在现代混凝土的配合比设计中，外加剂已成为必不可少的成分之一。在大体积混凝土结构中，应用较广泛的外加剂主要有减水剂、缓凝剂、微膨胀剂等几种。添加外加剂的根本出发点都是非常好的，比如:为了减少水泥用量而添加减水剂，为了推迟混凝土的初凝时间而添加缓凝剂，为了补偿混凝土的收缩而添加膨胀剂。外加剂的品种、掺量应根据工程具体情况通过水泥适应性和实际效果实验确定;必须考虑外加剂对硬化混凝土收缩等性能的影响;慎用含有膨胀性能的外加剂；对耐久性要求较高和寒冷地区的大体积混凝土宜采用引气剂或引气减水剂。施工技术措施施工工作中应常注意以下几点：1)混凝土的浇筑。混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑(如图1所示，数字为浇筑先后次序)，不得随意留施工缝，并符合下列规定:混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不宜大于600mm:当采用非泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不宜大于400mm;分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短。清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀的露出粗骨料;在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有积水;对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。a分层连续浇注b推移式连续浇筑2）捣实处理。为防止集中堆料，应先振捣出料口处的混凝土，使之先形成自然坡度，然后成行列式由下而上再全面振捣，严格控制振捣时间、振动点间距和插入深度。3）养护。遇到中午、夜晚温差较大时(7月9月),为保证混凝土施工质量,控制温度裂缝的产生，采取蓄水养护，养护深度常取30cm。蓄水前,采取先盖一层塑料薄膜,一层草袋,进行保湿临时养护，待混凝土终凝后,砌筑分格挡水墙，开始分层蓄水养护。保温养护措施，应使混凝上浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求；保温养护的持续时间，应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制、确定，但不得少于15天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。论文从材料及施工工艺等方面对大体积混凝土裂缝产生的原因进行了阐述，在施工过程中，应该合理安排施工进度，浇筑时应选择合适的浇筑分层方法及分层厚度，确保混凝土连续浇筑不中断。混凝土振捣时应注意振捣密实，且应做好振捣后的混凝土表面收光处理，必要时采取二次振捣，加强混凝土的温度监测工作及养护。相信只要采用合理的施工措施，能够有效的避免大体积混凝土框架结构裂缝的产生，以保证建筑结构质量。1屈伟大体积混凝土施工裂缝控制措施J建筑科学20XX,052石峰等.大体积混凝土结构施工技术应用探讨J.赤峰学院学报，20XX(5).3王铁梦工程结构裂缝控制M北京：中国建筑工业出版社，1997