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摘 要: 本文以防治大体积混凝土的裂缝为出发点，对大体积混凝土施工技术进行初步的分析。
关键词:大体积混凝土施工技术 浇筑
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。其施工特点是：整体性要求比较高，要求连续浇筑；结构的体量较大，浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚，体形较大、钢筋较密，混凝土数量较多，施工条件较为复杂，施工技术要求高，必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
1 大体积混凝土施工产生的裂缝及原因
大体积混凝土内出现的裂缝按深度不同，分为贯穿裂缝深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝，其危害性最为严重，产生裂缝的主要原因：水泥水化热、外界气温变化和混凝土的收缩。
1.1 干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
1.2 塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩而产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速相对湿度等等。
1.3 温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期，且只在混凝土表面较浅的范围内产生。
1.4安定性裂缝
安定性裂缝表现为龟裂，主要因水泥安定性不合格而引起。
2施工技术措施
2.1 基础混凝土裂缝控制
2.1.1产生裂缝的原因
大体积混凝土在施工中极易产生裂缝,产生裂缝的原因很多,大致有以下几种。
(1)使用收缩率较大的水泥、水泥用量过多以及使用过量的粉砂。
(2)混凝土水灰比过大,模板过于干燥。
(3)混凝土浇筑后表面未及时覆盖,经过风吹日晒,混凝土表面游离水分蒸发较快,因而产生急剧的体积收缩。
(4)混凝土外表与内部温差过大,此时混凝土表面由于受到内部混凝土的约束而产生拉应力,而混凝土早期的抗拉强度和弹性模量都很低,因而导致混凝土出现裂缝。
2.1.2采取的措施
(1)采用水化热较低的水泥,由于矿渣水泥具有水化热低的特点,被广泛应用到大体积混凝土工程。本工程选用42.5矿渣水泥。
(2)严格控制混凝土水灰比。水泥用量控制在350kg/m³以内,水灰比为0.5。
(3)做好混凝土的保温,使混凝土内外温差不大于25℃。
(4)掺加减水剂,选用木钙素减水剂,掺量为水泥用量的0.25%.掺入减水剂可以明显改善混凝土的和易性,减少10%的拌合用水,节约10%左右的水泥,还能起到延长混凝土初凝时间的作用,有利于混凝土的施工。
(5)掺入粉煤灰,既可改善混凝土的可泵行,又可减少水泥用量,因而达到减少水化热、改善混凝土泌水性的目的。
2.2 冷缝的预防措施
2.2.1控制接槎时间
要保证新老混凝土之间覆盖及时,控制混凝土浇筑的接槎时间,以防出现冷缝, 保证基础的抗渗性和整体性,该基础属大体积混凝土,其整体性要求高。
2.2.2连续浇筑混凝土
按设计要求不允许留有施工缝,因此混凝土必须连续浇筑,需要注意两方面問题:一是施工前的准备工作,包括机具准备检查、保证水电及原材料、掌握天气季节变化情况,检查模板、支架钢筋及预埋件等;另一方面要有严格的技术措施,严格控制混凝土接槎时间及分层浇筑方法,从而保证混凝土接槎时间,避免混凝土接槎出现冷缝。
2.2.3采用外加剂
采用木钙素减水剂,木钙具有减水和缓凝的双重作用,既可以提高混凝
土的强度,又可以延长混凝土的凝结时间,保证了混凝土分层浇筑的覆盖衔接,大大减少了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。
2.3 泵送混凝土的施工条件
泵送混凝土施工特别适用于大体积混凝土连续浇筑,但必须力求混凝土泵送条件具备以下几方面要求。
粗骨料:碎石最大粒径不超过泵送管径的1/4。
细骨料:细骨料的细度模数一般应为2.4～3.0,质量符合国标要求。
砂率:用碎石作粗骨料,其砂率为39%～42%,以满足砂石级配方及节约水泥的要求。
使用低水化热的水泥——矿渣水泥,以减少大体积混凝土的温度裂缝。
(5)混凝土水灰比大于0.45,以增加流动度来提高泵送效率。
(6)混凝土的坍落度控制在12cm～14cm范围内为宜。
2.4 确保混凝土的浇筑质量
要保证混凝土的浇筑质量,必须从每一环节抓起,包括原材料检验、混凝土配合比的试验确定以及运输要求、整个浇筑过程及其养护等。
当上述几项条件达到要求后,应重点做好分层振捣及养护,在混凝土浇筑过程中,振捣是影响浇筑质量的关键因素,具体要求如下。
每一点振捣时间为20s～30s,若使用高频振捣器,最短时间不能少于10s,但应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为准。
在振捣上一层混凝土时,应插入下一层中5cm左右,以消除两层之间的接缝,同时,在振捣上层混凝土时,要在下一层混凝土初凝之前进行。
每次移动位置的距离不应大于振动棒作用半径的1.5倍(一般振动棒的作用半径为30cm～40cm)。
(4)振动棒使用时,不允许将其支承在结构钢筋上或碰撞钢筋、芯管和预埋件,并不宜紧靠模板振动,除此之外,因泵送混凝土落差较大(一般规定混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m),为防止混凝土出现离析现象,应使用漏斗及串筒下料。
2.5 混凝土表面处理及养护
根据设计要求,基础混凝土内外温差不得超过30℃,否则由于温差过大,导致温度裂缝,并使基础产生贯穿性有害裂缝,严重影响基础的质量及正常使用。因此采取蓄热保温法——即在混凝土拍实刮平压光后,立即用一层塑料薄膜、两层草袋覆盖,这样可以避免混凝土内部与大气的温差过大。
随时掌握混凝土基础水化热温升规律及控制内外温差,采用自动平衡记录仪和铜热电阻进行温度测量,1d～15d内每1h测量一次、15d～30d内每4h测量一次,掌握混凝土内部的实际最高温度,以便在保温措施上随时加以调整,保证温差小于30℃.养护工作直至温度趋于稳定为止。
由于采取了以上措施控制,有效地防止了基础混凝土裂缝的出现,保证了工程质量。
3 大体积混凝土的浇筑
大体积混凝土的施工工艺为: 施工准备→浇筑振捣→泌水处理→表面处理→养护。其中关键步骤为浇筑振捣和养护。大体积混凝土浇筑方案应根据整体连续浇筑的要求、结构物的体型大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况确定，可选择如下三种方案:
（1) 全面分层。在整个结构物内，采取全面分层浇筑混凝土，做到第一层全面浇筑完毕后，开始浇筑第二层时，已浇筑的第一层混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方案适用于结构的平面尺寸不太大的工程，浇筑时宜从结构的短边开始，沿长边推进。亦可分为两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行。（2) 分段分层。混凝土浇筑时，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。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
（3) 斜面分层.混凝土从浇筑层的下端开始，逐渐上移，此时向前推进的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:3.这种方案适用于结构物的长度超过厚度3倍的情况.
4总结
对于大体积混凝土的裂缝控制与防治，只要设计增加构造措施，施工单位在浇筑、振捣、养护等环节做好，混凝土生产厂家从配合比、用水量、骨料、水泥等方面入手，混凝土裂缝能够在一定程度上得到避免。同时，加强混凝土表面保湿、保温来减少内外温差是控制裂缝的有效措施、工作人员需要精心设计、施工，使建筑物、构筑物更好地发挥其社会效益。
关键词:大体积混凝土施工技术 浇筑
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1m以上，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等。其施工特点是：整体性要求比较高，要求连续浇筑；结构的体量较大，浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚，体形较大、钢筋较密，混凝土数量较多，施工条件较为复杂，施工技术要求高，必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
1 大体积混凝土施工产生的裂缝及原因
大体积混凝土内出现的裂缝按深度不同，分为贯穿裂缝深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝，其危害性最为严重，产生裂缝的主要原因：水泥水化热、外界气温变化和混凝土的收缩。
1.1 干缩裂缝
干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。
1.2 塑性收缩裂缝
塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩而产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速相对湿度等等。
1.3 温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期，且只在混凝土表面较浅的范围内产生。
1.4安定性裂缝
安定性裂缝表现为龟裂，主要因水泥安定性不合格而引起。
2施工技术措施
2.1 基础混凝土裂缝控制
2.1.1产生裂缝的原因
大体积混凝土在施工中极易产生裂缝,产生裂缝的原因很多,大致有以下几种。
(1)使用收缩率较大的水泥、水泥用量过多以及使用过量的粉砂。
(2)混凝土水灰比过大,模板过于干燥。
(3)混凝土浇筑后表面未及时覆盖,经过风吹日晒,混凝土表面游离水分蒸发较快,因而产生急剧的体积收缩。
(4)混凝土外表与内部温差过大,此时混凝土表面由于受到内部混凝土的约束而产生拉应力,而混凝土早期的抗拉强度和弹性模量都很低,因而导致混凝土出现裂缝。
2.1.2采取的措施
(1)采用水化热较低的水泥,由于矿渣水泥具有水化热低的特点,被广泛应用到大体积混凝土工程。本工程选用42.5矿渣水泥。
(2)严格控制混凝土水灰比。水泥用量控制在350kg/m³以内,水灰比为0.5。
(3)做好混凝土的保温,使混凝土内外温差不大于25℃。
(4)掺加减水剂,选用木钙素减水剂,掺量为水泥用量的0.25%.掺入减水剂可以明显改善混凝土的和易性,减少10%的拌合用水,节约10%左右的水泥,还能起到延长混凝土初凝时间的作用,有利于混凝土的施工。
(5)掺入粉煤灰,既可改善混凝土的可泵行,又可减少水泥用量,因而达到减少水化热、改善混凝土泌水性的目的。
2.2 冷缝的预防措施
2.2.1控制接槎时间
要保证新老混凝土之间覆盖及时,控制混凝土浇筑的接槎时间,以防出现冷缝, 保证基础的抗渗性和整体性,该基础属大体积混凝土,其整体性要求高。
2.2.2连续浇筑混凝土
按设计要求不允许留有施工缝,因此混凝土必须连续浇筑,需要注意两方面問题:一是施工前的准备工作,包括机具准备检查、保证水电及原材料、掌握天气季节变化情况,检查模板、支架钢筋及预埋件等;另一方面要有严格的技术措施,严格控制混凝土接槎时间及分层浇筑方法,从而保证混凝土接槎时间,避免混凝土接槎出现冷缝。
2.2.3采用外加剂
采用木钙素减水剂,木钙具有减水和缓凝的双重作用,既可以提高混凝
土的强度,又可以延长混凝土的凝结时间,保证了混凝土分层浇筑的覆盖衔接,大大减少了大体积混凝土施工中出现冷缝的可能性。
2.3 泵送混凝土的施工条件
泵送混凝土施工特别适用于大体积混凝土连续浇筑,但必须力求混凝土泵送条件具备以下几方面要求。
粗骨料:碎石最大粒径不超过泵送管径的1/4。
细骨料:细骨料的细度模数一般应为2.4～3.0,质量符合国标要求。
砂率:用碎石作粗骨料,其砂率为39%～42%,以满足砂石级配方及节约水泥的要求。
使用低水化热的水泥——矿渣水泥,以减少大体积混凝土的温度裂缝。
(5)混凝土水灰比大于0.45,以增加流动度来提高泵送效率。
(6)混凝土的坍落度控制在12cm～14cm范围内为宜。
2.4 确保混凝土的浇筑质量
要保证混凝土的浇筑质量,必须从每一环节抓起,包括原材料检验、混凝土配合比的试验确定以及运输要求、整个浇筑过程及其养护等。
当上述几项条件达到要求后,应重点做好分层振捣及养护,在混凝土浇筑过程中,振捣是影响浇筑质量的关键因素,具体要求如下。
每一点振捣时间为20s～30s,若使用高频振捣器,最短时间不能少于10s,但应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为准。
在振捣上一层混凝土时,应插入下一层中5cm左右,以消除两层之间的接缝,同时,在振捣上层混凝土时,要在下一层混凝土初凝之前进行。
每次移动位置的距离不应大于振动棒作用半径的1.5倍(一般振动棒的作用半径为30cm～40cm)。
(4)振动棒使用时,不允许将其支承在结构钢筋上或碰撞钢筋、芯管和预埋件,并不宜紧靠模板振动,除此之外,因泵送混凝土落差较大(一般规定混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m),为防止混凝土出现离析现象,应使用漏斗及串筒下料。
2.5 混凝土表面处理及养护
根据设计要求,基础混凝土内外温差不得超过30℃,否则由于温差过大,导致温度裂缝,并使基础产生贯穿性有害裂缝,严重影响基础的质量及正常使用。因此采取蓄热保温法——即在混凝土拍实刮平压光后,立即用一层塑料薄膜、两层草袋覆盖,这样可以避免混凝土内部与大气的温差过大。
随时掌握混凝土基础水化热温升规律及控制内外温差,采用自动平衡记录仪和铜热电阻进行温度测量,1d～15d内每1h测量一次、15d～30d内每4h测量一次,掌握混凝土内部的实际最高温度,以便在保温措施上随时加以调整,保证温差小于30℃.养护工作直至温度趋于稳定为止。
由于采取了以上措施控制,有效地防止了基础混凝土裂缝的出现,保证了工程质量。
3 大体积混凝土的浇筑
大体积混凝土的施工工艺为: 施工准备→浇筑振捣→泌水处理→表面处理→养护。其中关键步骤为浇筑振捣和养护。大体积混凝土浇筑方案应根据整体连续浇筑的要求、结构物的体型大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况确定，可选择如下三种方案:
（1) 全面分层。在整个结构物内，采取全面分层浇筑混凝土，做到第一层全面浇筑完毕后，开始浇筑第二层时，已浇筑的第一层混凝土还未初凝，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方案适用于结构的平面尺寸不太大的工程，浇筑时宜从结构的短边开始，沿长边推进。亦可分为两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行。（2) 分段分层。混凝土浇筑时，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。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。
（3) 斜面分层.混凝土从浇筑层的下端开始，逐渐上移，此时向前推进的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1:3.这种方案适用于结构物的长度超过厚度3倍的情况.
4总结
对于大体积混凝土的裂缝控制与防治，只要设计增加构造措施，施工单位在浇筑、振捣、养护等环节做好，混凝土生产厂家从配合比、用水量、骨料、水泥等方面入手，混凝土裂缝能够在一定程度上得到避免。同时，加强混凝土表面保湿、保温来减少内外温差是控制裂缝的有效措施、工作人员需要精心设计、施工，使建筑物、构筑物更好地发挥其社会效益。