陈展舒
中铁一局集团建筑安装工程有限公司 陕西省西安市 710000
摘 要：为进一步提升大体积混凝土的施工质量，保证最终成型建筑的强度和耐久性，在分析大体积混凝土裂缝类型及成因的基础上，对大体积混凝土施工技术中的构造设计和材料配置提出要求，并以某工程为例对大体积混凝土施工技术的应用进行研究。
关键词：大体积混凝土，裂缝，混凝土构造，粉煤灰，耐久性
0 引言
近年来，随着我国国民经济的发展对应基础建设力度大大增强，建设领域不断增大。混凝土结构为当前建筑的主要结构形式，且在实际施工中以大体积混凝土施工技术为主。大体积混凝土具有整体性好、施工条件复杂以及刚度、强度性能优越等优势。但是，大体积混凝土在实际施工过程中由于其内部蓄热较大，导致其温度应力增大[1]。因此，对温度应力控制效果不佳是导致大体积混凝土产生裂缝的主要原因。本文将着重研究大体积混凝土施工技术并对其应用实例进行分析。具体阐述如下：
1 大体积混凝土裂缝成因分析
裂缝为混凝土建筑不可避免的工程问题，为保证建筑物整体强度和抗震性能，需将裂缝控制在允许范围之内。因此，在建筑物在实际施工过程中需做到对裂缝的预测、预防以及处理工作。
一般地，建筑物裂缝包括有微观裂缝和宏观裂缝。其中，微观裂缝主要表现为黏着裂缝、水泥石裂缝和集料裂缝，且黏着裂缝和水泥石裂缝较多。对于微观裂缝而言要求将其大小控制在0.05mm以内；宏观裂缝的宽度大于0.05mm，其主要是由于微观裂缝演变而来。经研究，可加速微观裂缝至宏观裂缝的主要原因为外部载荷和结构次应力。宏观裂缝根据成因不同可分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝[2]。对于大体积混凝土施工而言，导致工程建筑出现的原因可归纳如下：
（1）混凝土本身在硬化前后的体积变化明显；混凝土本身存在干燥、塑性、化学、温度等收缩变形；混凝土本身除了发生弹性变形外，随着时间的增加会发生徐变变形，从而增大混凝土结构的变形量；混凝土水泥、水、砂、石鼓料以及添加剂的比例不合理所导致。
（2）结构设计不合理也会导致裂缝的产生，因此可适当调整混凝土约束条件改善其开裂现象；
（3）在实际施工过程中由于违章施工、混凝土捣鼓方式不当、养护不当以及受当期环境气候的影响。
2 大体积混凝土施工技术研究
经对“1”混凝土裂缝成因综合分析，导致其产生裂缝的根本原因在于温度应力场发生变化而产生的应力变形。为有效控制大体积混凝土施工所产生的裂缝需根据相关施工技术和相关规范要求开展实施。
为保证大体积混凝土的施工质量，需按照如下规范实施：
（1）为混凝土配置可承受温度场应力变化的构造钢筋，从而实现对混凝土裂缝的控制；
（2）大体积混凝土设计中减少对混凝土的外部约束；
（3）根据温度场应力变化要求，设计单位应制定相关温度场和应变的相关测试要求；
（4）通过对混凝土裂缝的有效预测，为其设计水平施工缝实现对温度裂缝的控制；
（5）大体积混凝土在施工之前，应提前验算混凝土硬化期间的温度、温度应力以及收缩应力的变化情况，并采取合理的温度控制措施。一般的，要求混凝土入模之前的温度小于45℃，且内外模之间的温差小于30℃。
（6）大体积混凝土施工前应充分掌握当地的气候条件或季节变换，尤其在冬季施工时应加强对混凝土温度场的控制。
3 大体积混凝土施工技术的应用
本文以某单位承建的居民住宅楼为例对大体积混凝土施工技术的应用进行研究。根据工程进度安排，该居民楼的混凝土浇筑需在冬季完成，且室外温度一般处于-5℃左右。为满足混凝土的强度和抗渗透要求，该工程的混凝土需连续浇筑完成，并在后浇带采用分次进行浇筑，以保证建筑浇筑的整体性和刚度要求。
3.1 混凝土材料的选择及比例
为保证混凝土施工的质量，在实际施工前需完成技术交底，并根据工程质量要求及当地环境及气候条件完成混凝土材料的比例和配置。具体描述如下：
（1）根据建筑强度及耐久性要求，选用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥配置混凝土；
（2）综合尽可能减少水泥用量的要求，并解决混凝土前期发热量大的问题，采用粉煤灰替代部分水泥，要求粉煤灰的量为所用水泥总量的30%；
（3）采用碎石和卵石作为混凝土的粗骨料，要求粗骨料的直径控制在30mm-40mm之间；并要求粗骨料中的泥土比例小于1%；
（4）选用黑河中砂作为混凝土的细骨料，要求细骨料中的泥土比例小于3%，含石率小于8%；
（5）除上述之外，为混凝土添加复合性能好的微膨胀剂，并将添加剂的初凝时间控制在11个小时左右；终凝时间控制在15个小时左右。
3.2 混凝土施工时的裂缝控制措施
为保证混凝土的施工质量，除了采用常规保护措施以及浇筑倒班制度外，还与混凝土相关的温度参数进行控制并监测。
（1）对于混凝土的拌合温度与混凝土材料比例以及重量和比热相关。根据本项目所采用的C40混凝土各个材料的比例，经理论计算得出其最佳搅拌温度应控制在18.8℃为最佳。
（2）混凝土浇筑时的温度与其浇筑现场环境的室外温度、温度损失系数以及在运输过程中环境温度相关。结合混凝土最佳搅拌温度为18.8℃，最佳浇筑温度计算入式（1）所示：
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经计算可得，在地区混凝土浇筑的最佳温度应控制在20.7℃。
（3）为防止混凝土裂缝的产生，需在实施过程中采用内降外保的方式对浇筑后的混凝土进行保护。其中，外保指的是混凝土浇筑完成后需在其覆盖一层塑料布或者草袋子进行保温，其对应保温层的厚度约为120mm。内降指的是在混凝土浇筑施工之前需在高炉本体内部预埋冷却水管，对混凝土内部的温度进行降温处理。为保证混凝土内部的降温效率将冷却水管布置为S状，并采用固定支架对冷却水管进行可靠固定。根据项目实际情况，为混凝土内部预埋水管的直径为25mm；为保证冷却水管的固定质量，为其加装直径为25mm，长度为1000mm的水平拉筋。
此外，为避免混凝土施工后的质量以及不可避免的裂缝满足相关要求，在实际施工过程中应采取相应控制措施：
（1）严格控制混凝土浇筑前的入模温度，针对该项目应将入模温度控制在10℃左右；
（2）采用分层浇筑的方式完成大体积混凝土的施工，并设置相应的后浇带，从而减少水化热的聚集，进而减少温度应力；
（3）大体积混凝土在浇筑完成后，应基于现场情况完成对混凝土的温度和湿度的养护，降低温度应力，并将混凝土的内外温差控制在25℃以内；尤其是在雪天应在混凝土塑料布上方覆盖一层棉毡，保证塑料布的干燥。
此外，应实时对混凝土的温度进行监控，并对温度和湿度的养护措施进行实时调整，避免混凝土温度和湿度变化范围小，从而有效避免有害裂缝的产生。
4 总结
混凝土施工为当前基础建设的关键，混凝土本身结构对所浇筑成型建筑物的裂缝具有重要影响。而且，对于大体积混凝土浇筑而言，其中的施工技术、设计以及当地所处的环境也是影响建筑物裂缝的关键。因此，对于大体积混凝土施工需合理选择混凝土原材料，选择最佳浇筑工艺以减少混凝土温度应力场，从避免有害裂缝的产生，保障混凝土的浇筑质量。
参考文献：
[1]邢世海, 李国柱, 孙祖元. 超掺粉煤灰混凝土在大体积混凝土工程中的应用研究[J]. 混凝土, 2004, 000(003):59-60.
[2]罗近元, 傅淼成. C30级粉煤灰超量替代水泥混凝土在大体积混凝土工程中的应用[J]. 建筑技术, 2001, 32(001):28-29.