摘要：隨著建筑業的快速發展，施工過程中常涉及到大體積砼的問題，由于其具有體積較大、結構厚、鋼筋密等特點，因此對施工技術提出了更高的要求，在砼施工中合理選用材料，對砼配合比，供應進行優化，選用科學的施工方法，只有重視大體積砼的施工問題，避免裂縫的產生，才能確保施工質量。

 

　　關鍵詞：大體積砼；裂縫；施工技術

 

　　Abstract: With the rapid development of the construction industry, construction process often involves large volume concrete problems, because it has a larger volume, structure of thick, dense steel bars and other characteristics, so the construction technology has put forward higher requirements, in the concrete construction in a reasonable selection of materials, the concrete mixture ratio optimization, supply, selection scientific construction methods, only attach importance to the construction of large volume concrete problems, avoid the cracks, in order to ensure the construction quality.

 

　　Key words: large volume concrete; crack; construction technology

 

　　中圖分類號：TU74文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02

 

　　大體積砼是指其最小斷面的尺寸仍大于1000mm以上的砼結構，大體積砼施工技術與施工質量、工程造價、結構安全等密切相關。近幾年，隨著建行業的迅速發展，高層建筑物，高聳結構及大型設備基礎大量的出現大體積砼已經被廣泛應用。因此，本文將對大體積砼的施工技術相關問題進行分析與闡述。

 

　　1.材料的選用

 

　　1.1礦物拌合料

 

　　在砼中摻加磨細礦物拌合料后，可以起到降低溫升，改善和易性。增進后期強度，改善砼內部結構，提高耐磨性，并可代替部分水泥，節省資源，起到抑制堿，骨料反應的作用。常用粉煤灰，高爐礦渣，沸石粉等。

 

　　1.2水

 

　　拌制砼宜采用飲用水，當采用其他水源時，水質應符合國家現行標準《砼用水標準》JGJ63的規定。外加劑：不同品種外加劑的摻加通常可起到改善砼拌合物的流動性，調節砼凝結時間，硬化性能，改善砼的耐久性等作用。外加劑的選用應根據設計和施工的要求通過試驗及技術經濟比較確定，不同品種的外加劑復合使用時，應注意其相容性及對砼性能的影響，使用前應進行試驗，滿足要求方可使用。

 

　　1.3水

 

　　拌制砼宜采用飲用水，當采用其他水源時，水質應符合國家現行標準《砼用水標準》JGJ63的規定。外加劑：不同品種外加劑的摻加通常可起到改善砼拌合物的流動性，調節砼凝結時間，硬化性能，改善砼的耐久性等作用。外加劑的選用應根據設計和施工的要求通過試驗及技術經濟比較確定，不同品種的外加劑復合使用時，應注意其相容性及對砼性能的影響，使用前應進行試驗，滿足要求方可使用。

 

　　1.4水泥的選用

 

　　砼主要考慮抗裂縫性能好，兼顧低熱和高強兩方面的要求，部分表層砼，除抗裂性能外，還要求抗凍融性，耐磨性，抗蝕性，強度高及干縮較小，故此施工一般可用低熱礦渣水泥，中，高標號的中低熱硅酸水泥，此外，采用的水泥應對其品種，級別，包裝和散裝倉號，出廠日期等進行檢查，并應對其強度，安定性及其他必要的性能進行復檢，其質量必須符合現行國家標準的規定方可使用。

 

　　1.5滑料的選擇

 

　　一般選用結構致密，并有足夠強度的優良骨料，符合有關的標準，規范的要求，此外，還應注意以下幾點（1）粗骨料要求潔凈，不含雜質。估傷腦筋大粒徑的卵石或碎石，含泥量小于等于1%。（2）細骨料建議采用中砂，含泥量小于等于3%。

 

　　提高大體積砼施工質量的一些途徑：

 

　　2.1加強對溫度的控制

 

　　首先，為了控制由溫差導致的裂縫，大體積砼的澆灌工作應選在一天中氣溫比較低的時間進行，優先選擇水化熱比較低的水泥，在確保大體積砼的強度等級前提下，使用一定的緩凝減水劑，以減少水泥的使用量，同時使水灰比降低，能夠有效減少水化熱；加入外摻料如粉煤灰不僅能代替部分水泥的功能、減少用水，還能夠改善砼的可泵性。其次，要注意控制砼入模的溫度，如通過向骨料灑水來減少太陽對砂石料的直接照射；通過加冰塊來冷卻材料。在澆筑時，應采取分層的方法，能夠更好的控制澆筑的厚度及進度，有利于散熱，同時澆筑的溫度也要格外關注，例如在澆筑大體積素混凝土時加入適量的毛石，能夠吸收大量的熱能，并且節約大體積砼的原材料，但是要注意在澆灌過程中，應嚴格控制毛石塊的體積不超過總體積的25%。

 

　　2.2提高對原材料的控制

 

　　由于在大體積砼結構中涉及的配筋較密且多，因此為了確保砼的緊密填充，應加強石子中最大粒徑及其粗細集料級配，如果石子的粒徑過大，石子就可能卡在鋼筋中，而砂漿的收縮度大于砼的收縮度，拆模后就很可能在鋼筋下方造成裂縫。另外，應嚴格控制砂石料的含泥量，若超過規定，會降低大體積砼的抗拉力并增加砼的收縮力，這種情況下就極易產生裂縫，影響工程質量。

 

　　另外，在大體積砼的施工過程中，對水泥的選擇也十分重要。不同品牌、類型的水泥其組織各不相同，因此配置出的砼的性能也不盡相同，一般大體積砼工程在澆筑初期發生開裂的最重要原因就是由于砼內部溫度升高與收縮而造成的。通過對大體積砼的選材及配合比的控制，在大體積砼結構中加入外加劑，盡量減少水泥和水的用量，以減少水化熱現象引起的收縮變形。普通的硅酸鹽水泥雖然其早期的強度高但是水化熱反應大；礦渣水泥相比普通水泥的熱度低，但是它的干縮和滲水現象嚴重，而且后期會產生硬度收縮；火山灰水泥在后期的收縮程度較大，而且經濟代價較大。通過平衡選擇，一般粉煤灰水泥，可降低裂縫出現的頻率，同時添加LN-800N與膨脹劑HEA，在一定程度上降低了水灰比以及水灰量，有效控制了水化熱，同時對大體積砼起到補償收縮的目的，有效防控了裂縫的產生，提高工程質量。

 

　　2.3適當調整鋼筋配置

 

　　通過調整鋼筋的配置方案，可以增設溫度的傳遞分布筋，將大體積砼內部的熱量及時傳遞出來，以防止內部熱量增高。在鋼筋的配置設計上，一般采取在配筋率不改變的前提下、上下皮配筋差異的方案，也就是說底皮鋼筋在沒有柱板帶的地方橫縱均采用Φ25@150，在有柱板帶的地方上下皮筋則采Φ25@130。由于砼的厚度約為1米，出于其散熱速度的考慮，可在底皮鋼筋與頂皮鋼筋之間設置Φ25，溫度分布筋采用每平方米1根的方式，采用搭接焊的方式連接上下，放棄原來28@200的配筋方案。通過這種上下錯位的分布方式，可使鋼筋的直徑減小，鋼筋之間的間距縮短，這樣就減少了砼的收縮程度，上下搭接的方式能夠使中間的熱量迅速散發出來，減少裂縫發生的幾率。

 

　　2.4通過在澆筑混凝土的模具內敷設一定數量的細鋼管為導管，在施工澆筑時及養護期作為散熱管道，在導管中循環冷水，帶走大量的水化熱，是一種很好的降溫措施。

 

　　2.5重養護工作

 

　　加強對砼結構完工后的養護，主要是嚴格監控其溫度，以避免出現過大溫差而導致裂縫。一般大體積砼的底板澆筑應控制在5月份之前完工，以避開炎熱天氣以及太陽的暴曬。在養護方面，當澆筑工作完成后，派3-4個人進行專門養護工作，做到輪班值守。為了確保已經澆筑好的砼表面熱度不至過快散去，可選擇在大體積砼的表面鋪蓋草袋，并在草袋的上面再蓋一層尼龍薄膜，這樣可以有效保證砼的表面濕潤，使其降溫速度降慢。由于初期的養護工作十分重要，能為后期投入使用時避免裂縫現象提供較好的保障，以減少不必要的麻煩，所以不能怠慢，并應將養護期延長至15天。

 

　　3.砼配合比的確定與優化

 

　　（1）水泥初凝時間不少于6小時。（2）砂率控制在35-40%。（3）砼中的最大氧離子含量為0.06%。（4）砼中的最大堿含量為3.0KG/M3。（5）水泥中鋁酸三鈣含量小于8%。

 

　　4.優化砼的供應

 

　　大體積砼應由商品砼攪拌站供應。原材料計量要準確，保證配合比的準確性。

 

　　4.1計量

 

　　要求使用檢定過的計量器具，保證計量正確。

 

　　4.2拌制

 

　　控制原材料投入攪拌機順序，不采用“外摻”、“后摻”的作法，嚴格控制拌制時間，攪拌完成后裝入運輸車時，即測定坍落度，同時觀察砼的和易性，不得存在離析，分層等現象，坍落度不符合要求的砼不能出站。

 

　　4.3運輸

 

　　根據路線的比對，交通的狀況，隨時增減車輛，保證砼的正常供應，砼運輸時間不得大于180MIN，砼運輸車輛離開攪拌站后不得摻加任何材料，包括水、外加劑等。

 

　　5.大體積混凝土易裂的原因

 

　　5.1水化溫升高，體積變化大,混凝土體積越大，水泥總用量相對大，水泥水化產生的熱量越不易散發，溫升越高，引起的體積變化也越大，大體積混凝土澆注后，內部溫度遠較外部高，形成較高的溫差，造成內漲外縮，使構件表面產生很大的拉應力以至開裂。

 

　　5.2受約束，產生拉應力

 

　　不受約束的混凝土是不會產生內就歷程的，體積變化受約束才產生內應力。約束條件有兩種，即外約束和內約束，外約束是指結構物的邊界條件，一般指基礎或其他外界因素對結構物的約束，水泥水化后期，散發熱量大于放熱量，構件溫度降低，體積收縮，受邊界條件約束，產生拉應力。

 

　　抗拉能力低。混凝土是脆性材料，抗壓能力較高，抗拉能力較低，抗拉強度僅為抗壓強度的1/10左右；極限拉伸也很小，大體積混凝土溫度變形受約束時產生的拉應變很容易產生裂縫。以上三方面同時存在，并達到相當程度必然會發生裂縫，缺少其中一個，或其中一個沒有達到相當程度，裂縫可能不會發生，大體積混凝土裂縫產生的最根本原因是水化溫升的引起的體積變化。

 

　　6.大體積混凝土防裂的措施

 

　　科學的施工方法既能滿足節約施工成本的要求，又有效避免了大體積砼內外的溫差問題，極大降低了產生裂縫的可能性，以下將對幾種施工方法進行分析：

 

　　6.1分塊澆筑法

 

　　為了盡量避免大體積砼內外的溫差問題，在進行施工過程中宜采取分塊澆筑法。分塊澆筑法又可以分為水平分段澆筑與豎向分層澆筑兩種方式，其中分層澆筑又可分為全面分層、分段分層及斜面分層三種方式。在竣工時間較充足的情況下，可以將大體積砼的結構采取分層多次澆筑，各施工層之間的結合均按照施工縫來處理，也就是薄層澆筑技術，這種技術能充分散發砼內的水化熱。在施工過程中，應注意每道程序的間歇時間，如果間歇的時間太長，會影響竣工，同時也會使原來的砼對新澆筑砼產生約束力，進而會在上下層砼結合面產生難以發現的裂縫；如果間歇的時間過段，則可能正處在下層砼的升溫階段，表面溫度高，再覆蓋上層砼，就不利于下層砼的散熱，也可能造成上層砼的沉降問題，提高裂縫的可能性。

 

　　6.2二次振搗技術

 

　　二次振搗技術，對提高砼的抗裂性具有重要作用，大量的施工實踐表明，對已經完成澆筑但尚未凝固的砼加強二次振搗工作，能有效避免砼由于水平鋼筋下部產生的水分及空隙等，以此提高鋼筋與砼之間的凝聚力，避免由于砼沉降而產生裂縫，并能以此降低砼內微裂的現象，提高砼的密實度，并增強砼的抗壓強度約10％一20％，有效防止裂縫產生。

 

　　6.3優化大體積砼的攪拌

 

　　在傳統的大體積砼攪拌過程中，水分會與濕潤的石子表面直接接觸，在砼逐漸成形或靜置的過程中，水就會向水泥砂漿和石子的界面集中，最終在石子表面形成水膜層。在砼已經硬化后，由于存在水膜層，就會造成界面的過度層趨向疏松多孔化，減弱了硬化水泥砂漿和石子之間的粘結性，進而成為砼結構中最薄弱的環節，對砼的抗壓力及其他物理學性能造成不良影響。改進大體積砼的攪拌方式，能有效提高砼的極限拉伸力，避免砼結構的收縮。為了進一步保障砼的質量，可以通過二次投料的砂漿裹石或者凈漿裹石等攪拌技術，既能防止水分過于向石子及水泥砂漿界面集中，又能保障硬化后的界面過度層更密集，并提高約10％的砼結構強度，提高其極限抗拉值與抗拉強度。大量的施工已經證明，在砼結構的強度基本趨同的情況下，能夠適當減少水泥用量，也避免了水化熱的產生。

 

　　7總結

 

　　大體積砼施工的技術十分復雜，為了有效避免裂縫的產生，從設計到施工，包括施工的環境與材料等多方面因素，都應提高注意。只要選好原材料，確定配合比，并在施工組織和施工技術上采取必要的措施，就能控制溫度裂縫的產生。應從多方面加強對大體積砼施工的分析，并采取積極的防控措施，以實現綜合治理原則，能夠從根本上提高建筑工程的質量，保證建筑物使用功能的發揮。