建筑工程大体积混凝土施工技术分析陈华强

建筑工程大体积混凝土施工技术分析陈华强

陈华强王金

浙江舜杰建筑集团股份有限公司

摘要：在目前我国的建筑工程中，例如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等都会使用大体积混凝土。大体积混凝土结构厚实，混凝土量大，虽然展现出良好的应用优势，但是其中存在的裂缝问题严重影响到整个建筑工程。本次研究以建筑工程大体积混凝土施工技术为重点，在分析了建筑工程大体积混凝土施工技术相关概念的基础上深入分析建筑工程大体积混凝土施工技术，最后结合实例进行理论与实践的结合，希望能够为建筑工程采用大体积混凝土施工技术，减少裂缝，提升质量提供有价值参考。

关键词：建筑工程；大体积混凝土；施工技术

1.大体积混凝土的构成

要对建筑工程大体积混凝土施工技术进行研究首先就要了解大体积混凝土的构成。混凝土是由胶凝材料将集料胶结合成整体的工程复合材料的统称，我们通常所讲的混凝土一词是指用水泥做胶凝材料，砂、石作集料，与水在一定比例的融合下，通过水化反应将这些材料经搅拌而成的水泥混凝土。混凝土是固体、液体和气体的三合体，在混凝土中固体可占到总体积的73%-84%，液体占15%-22%，剩下的1%-5%则为气体，在此过程中，水是至关重要的一个成分，一方面可以保证水泥的水化，同时也使水泥具有一定的活动性，方便使用。由于混凝土具有许多如制作简单、原料易得、耐久性好、抗压能力强等特点，使得它在土木工程中得到广泛应用，也是当代最主要的土木工程材料之一。在传统的混凝土设计中，砂子与石是混凝土的主要框架，大约占到混凝土总体积的五分之四，增加了混凝土的可用度，同时砂子与石的价格通常比较便宜，易于获得，其使用范围上至大桥铁路，下至厕所角落，总之，有人在的地方都离不开混凝土。

2.大体积混凝土配合比设计原料

要对建筑工程大体积混凝土施工技术进行研究必须要对其材料及配合比设计进行分析。首先在水泥的选择上，一定要按照工程的强度来挑选相对应型号的水泥，因为不同型号的水泥有着不同的用处，如果有一些位置有着特殊的要求，那必须做好测试的准备。测试的目的是检测水泥的强度是否能达到设计的要求，检测的结果是选用水泥的标准。

其次在骨料的选择上，骨料的选择也有着其严格的标准。之所以对骨料的使用有着这样的要求，是因为它是混凝土重要的一部分。骨料质量的优劣直接影响到混凝土的使用强度，所以在选用前，需要通过检测来判断，对它进行质地、级配、颗粒等等方面的检测，而检测的重心在它的含泥量、细度、质地这些方面。如果这些检测都通过了，那么还有最后一道关卡，就是它的有害物质含量是否在一个可控的范围内。接下来是对水的要求，如果能使用饮用水搅拌那是再好不过，如果使用非饮用水进行拌合，则对其进行检测检验是必不可少的；拌合的水中不可含有腐蚀性物质，更不能使用污水以及各类废水进行低成本搅拌。最后是对外加剂的要求，选择一家具有一定资质的、有产品保障的生厂厂家，拿到产品后要对产品是否达到标准进行检查，在使用前最好做几次试验。仔细严格的控制它的使用量，使拌合达到一定的均匀性。以下对其进行展开分析：

2.1水泥

不同于传统混凝土的配合设计，大体积混凝土在原料、比例与工艺方面都有其较为特殊的方面，其中水泥强度等级是水泥活性的代表，即在相同配合比的情况下，水泥强度等级越高，混凝土的强度等级也越高。同时，水泥颗粒的粗细程度关系着它的硬化程度，标准水泥的比重是3：1，容量通常采用3100公斤每立方米，因此在水泥使用前，还需看清水泥的生产厂家、凝结时间、水泥强度、标准稠度等。同时水泥行业是我国继电力行业、钢铁行业之后的第三大用煤大户，所带来的污染也是不可估量，根据有关报告显示，水泥颗粒物的排放占到全国颗粒物排放的20%-30%，这一数据是对我们使用水泥的一个警告与告诫，也是对生产高强度大体积混凝土工作中的一个要求。

2.2骨料

混凝土的骨料的颗粒形状及其表面特征因会影响骨料与浆体的黏结程度，从而影响大体积混凝土强度，如卵石表面光滑、少棱角，与浆体的粘合程度较低；碎石表面粗糙、多棱角，与浆体黏结程度较高，所以，在其他条件相同的情况下，碎石混凝土强度通常比卵石混凝土高。骨料在前期主要表现在混凝土的收缩上，后期则为徐变，影响早期和晚期强度的发展。

同时在骨料大小上也有许多讲究，粗骨料越大，粒径越大，骨料表面聚集水膜的速度就会越强，从而限制混凝土强度，通常情况下，高强度等级混凝土中的粗骨料最大粒径会限制在20-25mm，但增加粗骨料最大粒径，可有效降低混凝土单位用水量和胶凝材料用量。在骨料的加入上也有许多值得注意的，比如粗骨料最好不要超过混凝土总量的百分之十，而细骨料则控制在百分之五左右。

2.3水含量

由于集料有一定空隙，使水可以渗入，同时也会在颗粒表面形成水膜。材料的含水量在烘干、气干、饱和面干、湿润等状态下都是适当范围，都可以加以利用。同时，在水的选择上也有一定要求，通常情况下，混凝土几乎可以采用任何天然水，只要它不含有过量的盐分、硫酸盐和酸性化合物及其他杂质，比如一些沼泽水、工业废水、家庭污水等。同时，实验室出的配合比是在材料干燥状况下实验的，而现场的材料一般都是有水分的，现场的施工配合比，要格外注意这一点，加水量一般是以重量来调。在砂子中，含水量一般在12%-15%之间，水少会加剧硬化，水多又会降低粘合性，在工业化生产中，会采用一些脱水方式加剧干燥，现在大家普遍认同的多是机械脱水与自然脱水两种，同时根据有关报告显示，砂子含水量会直接影响混凝土的强度，每增加百分之一的水，强度会相应下降1.5MPa，可见水对整个混凝土的配合与构成上所带来的影响有时甚至是绝对性的，不容小觑。

2.4外加剂与掺和料

混凝土的外加剂是用于改善混凝土的性能，在拌制过程中，有时为了减少水中过量的酸、碱、盐和有机物对混凝土产生有害的影响，会加入一些外加剂和掺和料，通常情况下，混凝土外加剂的掺加量不能大于水泥质量的5%，过多过少都会影响其性能的发挥与应用。大体积混凝土的外加剂种类不一，不同的外加剂类型对应着相应的功能，比如，为了改善混凝土在低温条件下能被使用，通常加入防冻剂；为了保持其合理的湿润与水分，会加入一些防水剂与阻锈剂；为了一些特定工程的需要，还会加入一些着色剂；为了改善水下施工条件，克服水下施工的不利因素，加入增稠剂，使混凝土的粘稠度增加，从而在水下不易散，加快水下施工进度等等。在外加剂的帮助下，大体积混凝土的凝结时间可以在一定范围内得以有效调整，比如在一些极端天气影响下，混凝土的冻结速度会加快，而外加剂则可以提高混凝土早期强度，使其受低温影响减少，提高工作性能与强度。同时在外加剂的帮助下，混凝土中的水分可以大幅度减少甚至不用水，减少施工过程中对混凝土的使用过程中水源的需求。同时，在看到大体积混凝土外加剂带来的经济利益与社会效益时，也不能忽视对环境效益的把握，不可否认，在外加剂的添加中，一些含有氨类物质的外加剂会随着外界各种因素的变化而变化，当气温升高时，会有一些氨气释放出来，对环境产生恶劣影响，在一个密闭环境下，氨气的积累还会对人体产生危害，氨的刺激性是可靠的有害浓度报警信号，但如果长期接触，会不易察觉，在轻度吸入氨气时，可能会导致鼻炎、咽炎等症状；急性中毒时则会导致呼吸道的堵塞，引起呼吸困难。同时，对眼球也有一定刺激性，导致一些炎症、浮肿等问题的出现。因此，对外加剂的添加需严格按照相关规定。

2.5大体积混凝土的配合搅拌

混凝土的搅拌分为两个方面，一种是人工搅拌，在这种情况下，要求搅拌者快速搅拌，一般混凝土的体积在30L以下时只需4-5分钟，在30L-50L时时间控制在5分钟到9分钟，搅拌完毕，还需要立即做塌落度测定或者试件成型；另外一种是采用机械，先预搅一次，避免影响混凝土的配合比，正式开始后，向搅拌机依次加入石子、水泥、砂，进行干搅，之后在缓缓加入水，但需控制时间在2分钟之内，水全部加入后，继续搅拌2分钟，即可成型，但这只是一般情况下的做法，在许多特殊情况下，搅拌时间与混凝土的搅拌质量也有许多关系，搅拌机类型不同，混凝土的和易性不同，时间的确定就不同，有时时间过长，既浪费时间与钱财，还会造成混凝土的和易性降低的状况，进而使大体积混凝土的质量受到影响。

3.解决大体积混凝土的裂缝问题

在大体积混凝土施工技术使用期间和施工过程中裂缝问题出现频率是最多的，这里面的原因包括荷载作用和变形等。后期解决这类问题难度较大，所以一定要在施工过程中寻找解决问题的办法。

3.1解决大体积混凝土的表面裂缝

3.1.1在混凝土成型之前降低温度

降低混凝土成型时的温度，是指降低混凝土拌合物的温度，混凝土拌合物出机温度和运输浇筑时的温度。而有效的降温方法就是降低石子和水的温度。

3.1.2使用低水化热的水泥和限制水泥的用量

导致混凝土内部最高温升的主要原因，在于每立方米混凝土中水泥的用量以及单位水泥的水化热。如果混凝土的强度已经达到了饱和，降低水泥的使用量，选用低水化热的水泥，或者采取其他的方法来减少水泥的使用量，比如可以将粉煤灰和沸石粉掺入水泥中，也可以将减水剂掺入水泥，或选用低水化热的矿渣水泥也是很好的办法。

3.1.3提升混凝土的表面温度

提升混凝土的表面温度是为了实施对混凝土的保温保湿，用这种方法去避免混凝土的内外因温差过大从而发生表面裂缝的问题。对混凝土进行带模养护，采用永久性砖模，在混凝土表面铺土铺沙或者灌水进行养护，模板外挂草帘都是有效的保温保湿措施。如果内外部温差始终不超过25摄氏度，就不会发生表面裂缝的问题。

3.2解决大体积混凝土的收缩裂缝

温升影响下产生的第二种问题就是大体积混凝土的收缩裂缝，这种收缩裂缝容易发生在混凝土的降温阶段。而这种问题发生的原因就在于混凝土降温时，会发生热胀冷缩的现象，与此同时，混凝土就会发生硬化。就在混凝土慢慢硬化的时候，混凝土内部拌合水会同时发生水化，蒸发及胶质体的胶凝反应，这些反应无一例外的都会对混凝土产生收缩和硬化的作用。另外，大体积混凝土有来自基地和本身结构的约束，会产生很大的收缩应力，而当这个收缩应力强于混凝土的抗拉强度的极限值时，其内部就会出现收缩裂缝。收缩裂缝的问题影响的不是一个问题的结果，而是它本身的存在就是一个极大的安全隐患，甚至威胁到建筑物的使用寿命。如果问题处理不当，就会使收缩裂缝发展成结构性裂缝。所以为了从根本上避免这类问题的出现，精确计算温度的应力和最大整浇灌度是非常重要的，再根据实际情况去选择设置施工缝和后浇带。此外还要处理好混凝土的控制与运输、新浇筑混凝土表面、混凝土的配合比、浇筑与振捣等因素。在出现问题时要派人进行必要的养护，力求完美处理大体积混凝土的裂缝问题。

4.大体积混凝土施工技术及要点

在施工过程中，大体积混凝土的施工技术主要有：浇筑技术、搅拌技术和养护技术。还有一些其他的问题，包括材料的要求及配合比问题、大体积混凝土的运输及拌制问题等。

4.1搅拌技术

在整个施工的过程中，混凝土搅拌的制定应该说非常的严格，会考虑到气候、环境、运输时间、运输路途以及工程需要等实际情况来调整水浇比例。这个可以极大程度上保证混凝土的质量。在施工现场的混凝土都是经过专业人员的严格检测的，可以放心使用

4.2浇筑技术

首先要检测模板安装质量与钢筋的链接效果，保证它与所要浇筑混凝土条件符合，在拟定科学合理的施工方法后，再进行浇筑混凝土。大多数情况下，大体积混凝土浇筑的流程是这样的：将自然流淌与水平分层的浇筑方法相结合，在持续推移与斜向分段等一次性的浇筑到顶，同时切忌在已经搅拌好的混凝土中再次加水。在进行浇筑作业时，最好一次性完成。

当中断浇筑后，需在前层混凝土终凝前完成本层的浇筑工作，这样才能最大程度上维持混凝土的整体性。

4.3振捣操作

在进行振捣操作时，需要等浇筑完成后再进行。这项作业的主要目的是为了促使混凝土可以与模板实现更好的契合，且可以确保其密实度与均匀度。通常的振捣作业分为人工和机械两方面。在工程量不多时，人工作业是最好的选择。而快插慢拔是这项作业的重要要求，目的是防止漏振的问题。

4.4材料的选择与配比

在材料的选择和配比问题上，一是尽可能减少水泥的使用量，可选用低水化热的矿渣水泥。二是粗骨料应用5-40mm粒径的碎石，含泥量小于1%，其质量符合现行标准规定。三是细骨料细度模数在2.5及以上的中砂，含泥量不大于2%，其质量符合现行标准规定。大体积混凝土一般数值都在上千甚至上万立方米，所以大体积混凝土的运输及拌制问题也随之而来。混凝土浇筑入模的温度需要严格控制，避免入模温度过高，降温措施需要及时的采取。在夏季施工时，可使用冰水进行混凝土的搅拌。设置凉棚给骨料堆场，定时给石子洒冰水，达到降温的目的。

4.5钢筋连接施工技术

在建筑工程施工建设中，钢筋连接施工是大体积混凝土施工技术的重要内容，钢筋在使用前应按照规定的方式进行取样检验，其力学性能达标的钢筋才被允许使用。在进行钢筋加工制作的时候，对于偏差的控制应该在一个可以接受的范围内。焊接接头与机械连接面积的百分率最好在受拉区50%内，当钢筋数为单数时，其百分率可以稍微超出一点；绑扎接头部位面积的百分率应该在可控范围内。

4.6模板安装的施工技术

模板安装主要由柱模板安装、梁模版安装和顶板模版安装构成。下面对它们的具体安装进行分析：①柱模板的安装。安装时柱模板应用18mm厚的术夹板，在模板制作时，用80X100mm的方术用作骨肋。抱箍围拎和螺丝连接都是柱模加固的正确方式。②梁模版的安装。先在柱模上弹出梁位、轴线与高程，然后在用过的承重排架上铺好方术。用铁钉将底模固定在方术的上面，侧模采用木夹板，最后竖向使用方木进行固定。外侧的直通使用的是槽钢，用木条来进行中间的支撑，防止出现模板向内侧发生形变的情况。③顶板模版的安装。在通常的安装过程中，我们使用1830X915X18的双层涂模类型的胶合板来当作顶板模版的面板。其截面使用50X100mm的单根坊作为截面内棱，其二者之间的间距应该为600mm。

结束语

现在社会经济的发展为建筑工程提供了良好的生存和发展前景，建筑市场竞争也逐渐激烈，建设企业要想在这个激烈的市场中生存和发展就必须对施工技术进行研究。大体积混凝土施工技术是现在建筑工程中应用非常广泛、非常重要的施工技术，建设企业要对其进行更为深入的应用研究，以此来不断提高建筑工程建设的质量和水平。

参考文献

[1]建筑工程大体积混凝土施工裂缝控制措施研究[J].程国起.门窗.2016（01）

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[3]大体积混凝土施工技术在房屋建筑工程的应用探究[J].张积贤.城市地理.2014（18）