王素卿

（長(zhǎng)治市建筑工程總公司 山西長(zhǎng)治 046000）

1 大體積混凝土定義

所謂的大體積混凝土，指的是有著較大的幾何尺寸，需要采取一定的措施避免混凝土澆筑中初始水熱化導(dǎo)致裂縫問題的結(jié)構(gòu)都可以成為大體積混凝土。（混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體積混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土）。

2 大體積混凝土裂縫問題

2.1 水化作用導(dǎo)致裂縫

在初始階段（凝時(shí)間里），混凝土?xí)a(chǎn)生大量的水化熱?；炷翜囟葧?huì)因水泥水化反應(yīng)中產(chǎn)生的大量熱量而升高，水化熱作為主要的熱量來(lái)源導(dǎo)致了大體積混凝土內(nèi)部溫度升高。在相應(yīng)試驗(yàn)中得出，500J為每克硅酸鹽水泥釋放的熱量。大體積混凝土有著較大的截面尺寸，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不容易散發(fā)大量的水化熱聚集的熱量，從而使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度上升較快。相關(guān)試驗(yàn)中，得出在1～3d內(nèi)，水泥水化熱散發(fā)最多的熱量，這幾天散發(fā)的熱量與總體熱量相比，其占到了一半。在澆筑完成后，內(nèi)部溫度最高是在其后的3～5d。

在升溫階段，混凝土有著較小的彈性模量，因此有著較小的抗拉應(yīng)力，也就只能使得混凝土表面裂縫出現(xiàn)?；炷恋膹椥阅Ａ亢涂箟骸⒖估瓘?qiáng)度會(huì)隨著時(shí)間推移不斷變大，會(huì)不斷增加對(duì)混凝土降溫收縮變形的約束，從而抗拉應(yīng)力也會(huì)變大。當(dāng)抗拉應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。

2.2 外部負(fù)荷重導(dǎo)致裂縫

在實(shí)踐中約束會(huì)在各種結(jié)構(gòu)中存在，因此約束也會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)的變形變化，在自由變形就會(huì)收到阻礙，一般將約束條件當(dāng)成阻礙變形的因素。對(duì)此已經(jīng)有著大量的資料進(jìn)行研究，其中也表明了在全約束條件下，溫差與混凝土膨脹系統(tǒng)（數(shù)）的乘積ε=·α為混凝土結(jié)構(gòu)的變形。因此在ε比混凝土的極限拉伸值大時(shí)，裂縫就會(huì)出現(xiàn)。通常10×10-6/℃為混凝土溫度膨脹系數(shù)a，通常在50～100×10-6之間為極限拉伸值，此時(shí)5～10℃就是混凝土內(nèi)外溫差的容許值，但在實(shí)際工程當(dāng)中，混凝土結(jié)構(gòu)的溫差在20～25℃時(shí)，其開裂現(xiàn)象并沒有出現(xiàn)。在相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)主要是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)物處于絕對(duì)自用狀態(tài)，約束并不存在，混凝土徐變與塑性變形也不可能不存在。

在結(jié)構(gòu)物裂縫中有60～70%為非貫穿的表面裂縫。而變形變化導(dǎo)致的自約束應(yīng)力是其開裂的主要原因。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)有著大于或者等于500mm的厚度時(shí)，就會(huì)形成水化熱降溫與收縮的不均勻性，從而自約束應(yīng)力就會(huì)明顯出現(xiàn)，從而混凝土表面開裂的現(xiàn)象就會(huì)出現(xiàn)。

2.3 混凝土收縮導(dǎo)致裂縫

混凝土水化作用產(chǎn)生的體積變形稱為自生體積變形。膠凝材料性質(zhì)是影響這種變形的主要因素。而普通水泥混凝土中，膨脹變形較為少見，而收縮變形較為常見。

混凝土有著較為復(fù)雜的收縮機(jī)理，毛細(xì)管引力因混凝土內(nèi)部空隙水蒸發(fā)變化而出現(xiàn)，其是收縮的主要原因。在很大程度上是可以逆轉(zhuǎn)收縮現(xiàn)象的，若是混凝土收縮出現(xiàn)，將其置于水飽和狀態(tài)，使其發(fā)生膨脹，從而原來(lái)的體積也可得到很大程度上恢復(fù)。

一般采用“收縮當(dāng)量溫差”來(lái)計(jì)算大體積混凝土溫度裂縫，就是通過換算用引起同樣混凝土溫度變形需要的溫度值來(lái)表示混凝土的收縮值，從而混凝土的應(yīng)力計(jì)算就可以用溫差來(lái)計(jì)算。在大量的研究中，可以證明不能夠忽略混凝土收縮引起的溫度應(yīng)力。

2.4 溫度差導(dǎo)致的裂縫

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工中，為了有效的避免混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)就一定要重視外界氣候氣溫的變化。若是外界溫度較高就會(huì)有著較高的混凝土澆筑溫度。若是外界溫度降低而混凝土降溫幅度增加，尤其是外界氣溫突然降低，就會(huì)使混凝土表面與內(nèi)部的溫差增大，從而溫度應(yīng)力就會(huì)增加，大體積混凝土裂縫現(xiàn)象也就容易出現(xiàn)。水化熱的絕熱溫升、澆筑溫度以及結(jié)構(gòu)物的散熱溫度這三部分疊加形成了混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部溫度，溫差帶來(lái)的溫度變形導(dǎo)致溫度應(yīng)力的出現(xiàn)，因此溫度應(yīng)力隨溫差的變化而變化。大體積混凝土有著較大的截面尺寸，其散熱較差，尤其是在高溫的條件下，一般60～65℃為其內(nèi)部溫度，甚至90℃以上的溫度在一些工程中出現(xiàn)，并且這個(gè)溫度持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)。因此必須對(duì)混凝土內(nèi)部溫差進(jìn)行控制，防止溫度應(yīng)力過大，為此本文主要對(duì)混凝土溫度及控制措施進(jìn)行了分析和研究，從這個(gè)方面對(duì)大體積混凝土溫度裂縫進(jìn)行有效的控制。

3 提高建筑工程大體積混凝土施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量的措施

3.1 大體積混凝土的配制

大體積混凝土的配合比并不是固定的，需要根據(jù)建筑工程的實(shí)際設(shè)計(jì)需求，并且結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件進(jìn)行合理的確定。施工單位對(duì)于影響大體積混凝土配比的各種因素要進(jìn)行全面的考慮，嚴(yán)格把控大體積混凝土的配合比。具體的配制要點(diǎn)如下：①粗骨料注意連續(xù)級(jí)配，細(xì)骨料盡量選擇中砂；②選擇水化熱較低的水泥，例如熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸等；③根據(jù)工程的實(shí)際需求，適當(dāng)?shù)逆I入減水劑，從而減少混凝土的用水量。

3.2 混凝土的運(yùn)輸

在進(jìn)行混凝土的裝料之前應(yīng)該盡量排出商混車罐內(nèi)的積水；在混凝土的運(yùn)輸過程中，應(yīng)該盡量將混凝土攪拌罐控制在3～6r/min的速度，避免運(yùn)輸過程中出現(xiàn)混凝土的不均勻性以及離析狀態(tài)。如果在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)了離析應(yīng)該進(jìn)行快速的攪拌，攪拌時(shí)間控制在120s以上；如果即使采取了快速攪拌仍然無(wú)法將混凝土拌合物的工藝性能進(jìn)行有效恢復(fù)，則不能將混凝土澆筑以及入模工作，應(yīng)該將混凝土選作另外的應(yīng)用方式。按照施工區(qū)段進(jìn)行有效劃分，一次澆筑最大混凝土澆筑量在6408m3。

3.3 混凝土澆筑與振搗

（1）首先，應(yīng)當(dāng)充分?jǐn)嚢杌炷痢?/p>

（2）在澆筑過程中，盡量保證其連續(xù)性，從而保證澆筑效果。水平澆筑是常用的澆筑方式。澆筑方形以長(zhǎng)向?yàn)橹?，澆筑面以短向?yàn)闇?zhǔn)，澆筑大約需要25～30cm左右的厚度，將每次澆筑的體積控制在大約66m3左右。澆筑的時(shí)間和速度受到飽和能力高低的決定，衡量澆筑速度中，通常將其控制在每層3h左右澆筑時(shí)間。工程師應(yīng)當(dāng)對(duì)混凝土澆筑的位置、布料點(diǎn)等進(jìn)行合理設(shè)置，通常港大體積混凝土澆筑施工需要布置八個(gè)點(diǎn)?；炷恋恼駬v方案應(yīng)當(dāng)合理設(shè)計(jì)，充分把我號(hào)振搗深度、寬度，一般將振搗深度控制在5～15cm之間。

（3）在澆筑混凝土?xí)r要注意做好溫度控制，一般控制在13～30℃之間。由于大體積混凝土澆筑中溫度裂縫比較常見，所以夏季要做好灑水降溫處理，如果日照過于強(qiáng)烈還要做好遮陽(yáng)措施。

3.4 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

超高層建筑大體積混凝土澆筑作業(yè)完成后，混凝土?xí)M(jìn)行自我伸縮，從而提高自身的強(qiáng)度，不過這個(gè)過程需要采取合理的養(yǎng)護(hù)措施，才能夠保證大體積混凝土施工完成后的質(zhì)量。在大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)中，要根據(jù)超高層建筑工程的規(guī)模和澆筑面積確定混凝土灑水養(yǎng)護(hù)的次數(shù)和時(shí)間，如果有必要可以在混凝土表面覆蓋一層薄膜紙，起到防護(hù)的作用。同時(shí)在養(yǎng)護(hù)期間要禁止人員及設(shè)備從混凝土上方通過，以免造成混凝土的損壞。

4 結(jié)語(yǔ)

施工企業(yè)也要不斷提高自身的施工水平，不斷引進(jìn)新技術(shù)以及先進(jìn)的管理理念方法，提高大體積混凝土的施工技術(shù)水平，在施工中加強(qiáng)管理，有效的解決目前超高層建筑大體積混凝土中的問題，從而提高超高層建筑工程的整體施工進(jìn)度和質(zhì)量，是我國(guó)建筑行業(yè)技術(shù)以及管理水平能夠得到長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步和發(fā)展。

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