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大体积混凝土施工工程全过程监测方法易凤聃

发表时间：2021/7/12 来源：《建筑模拟》2021年第3期作者：易凤聃

[导读] 近年来随着经济的快速发展和社会的进步，城市化进程的加快，我国建筑事业迎来了发展高峰，各种建筑物林立不穷，这就使得建筑质量成为人们重点关注的问题。为了提高建筑物的耐用性，建筑工程中会使用到大体积混凝土结构，有效提高了建筑物质量及性能，但值得注意的是大体积混凝土结构裂缝问题，在实际施工中浇筑土体量大，发生水化热后释放大量的热量，从而使混凝土内部温度快速升高，内外形成温度差，最终导致裂缝，因此施工单位必

        贵阳交通集团项目管理有限公司贵州省贵阳市 550000
        摘要：近年来随着经济的快速发展和社会的进步，城市化进程的加快，我国建筑事业迎来了发展高峰，各种建筑物林立不穷，这就使得建筑质量成为人们重点关注的问题。为了提高建筑物的耐用性，建筑工程中会使用到大体积混凝土结构，有效提高了建筑物质量及性能，但值得注意的是大体积混凝土结构裂缝问题，在实际施工中浇筑土体量大，发生水化热后释放大量的热量，从而使混凝土内部温度快速升高，内外形成温度差，最终导致裂缝，因此施工单位必须提高管控力度，有效提高建筑物质量。
        关键词：大体积混凝土；施工工程；全过程监测方法

        引言
        大体积混凝土在高层和超高层以及大型建筑中的需求量比较大且整体要求较高，通常情况下其更适用于特殊建筑工程或工程的特殊结构。由于胶凝材料存在着水化热现象，容易导致混凝土的内部和外部环境产生较大温差，致使大体积混凝土结构出现裂缝。一旦大体积混凝土出现开裂现象，将会导致其使用寿命大大缩短，并且在修复过程中需要投入大量的时间和资金，传统的施工工程监测方法面临着无法降低大体积混凝土开裂问题的困境。相关学者针对大跨径桥梁承台结构尺寸大，单次浇注混凝土方量大，为典型的大体积混凝土结构，施工中温度裂缝的产生将危害桥梁结构安全及耐久性的问题，提出以清云高速公路西江特大桥2个主墩承台施工为依托，结合项目特点，针对大体积混凝土特征，对承台混凝土施工采用全过程温控，确保大体积混凝土不产生温度裂缝，保证了承台施工质量，为类似项目提供参考依据。从整体上来看，相关学者的研究主要针对大体积混凝土的结构、施工过程和监测方法等方面进行科研探索，未深入监测大体积混凝土施工工程全过程，且现有方法监测精度较低。
        1大体积混凝土特点
        大体积混凝土浇筑体量较大，构件厚度较大，与普通混凝土构件相比，表面上是构件厚度上的差异，但实质上的区别是两者产生的水化热有极大的不同。大体积混凝土由于水化热产生的内部温度降低较慢，表面温度降低较快，就会产生里表温差，如果里表温差大于25℃，那么在构件表面极容易产生拉应力，理论上来讲，当产生的拉应力大于混凝土的抗拉强度时则会导致构件表面产生温度裂缝。根据实际工程经验，使用大体积混凝土的结构构件，在保证其强度、刚度、稳定性的前提下，往往还有抗渗等要求。因此，大体积混凝土的施工质量控制显得尤为重要，对裂缝的控制要求定位也比较高。
        2大体积混凝土施工工程全过程监测方法
        2.1材料控制
        制作混凝土会需要大量的原材料，而混凝土结构体积大，因此影响程度会被进一步扩大。要想提高大体积混凝土的施工质量，必须控制原材料质量，确保每种材料质量都能满足建筑需求。混凝土的组成主要有水泥、砂、骨料这三个方面，因此需对这三方面加强控制；水泥的质量控制关键是强度等级，水泥质量是否合格直接决定混凝土质量的高低。大体积混凝土结构多选择硅酸盐水泥，其水化热3天热量低于250kJ/kg；控制砂质量的关键的粗细程度，在制作混凝土过程中应使用中砂，同时在使用前需完成二次筛沙，能够保障骨料发挥出自身效用，进而提高混凝土质量。在控制骨料质量上需使用大粒径骨料，细骨料则应选择级配好砂并控制砂子含泥量，以降低孔隙率。施工人员要保证骨料满足混凝土的要求，保证在混凝土生产中能发挥其作用，从而提高大体积混凝土的质量和建筑质量。除此之外，对原材料的温度也要加以控制，避免因原材料温度过高而导致混凝土浆液温度升高。商品混凝土则需实施实验室试配；各种材料到场后必须检查水泥的品种、强度、出厂日期、安定性、凝结时间、水化热性能等指标。
        2.2温度控制
        为了保证大体积混凝土工程的质量，降低裂缝的出现，整个工程的施工队则需要对温度进行有效控制。可以多设置温度测量点，对每一个测量点的温度进行记录和保存，为了确保温度测量结果的准确性，千万不可以让温度计和钢筋直接接触。

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因为混凝土完成前和完成后的温度差很大，而且外界环境也会造成混凝土出现裂缝。对于大面积混凝土工程建设来说，需要浇筑的面积是非常大的，而且混凝土成品面积也很大，所以在混凝土凝固过程中会在水化热作用下发挥出很多热量，这些热量会使混凝土内部温度快速增加。但是混凝土表面的温度会很快降低，内部和外部就出现了温度差，受到内、外张力的影响，混凝土就会出现裂缝。而且混凝土的温度会受到多方面的影响，比如外界环境温度、施工环境温度和混凝土散热后的温度等，因为浇筑过程中温度差比较大，受到的内、外张力也不一样，从而就会出现裂缝。要想减少此类现象的发生，就要在施工过程中选择降温法，用冷却水循环系统达到降温的效果，而保温法也可以，设置一个保温材料，避免混凝土外部温度快速降低，也可以降低内、外张力的影响。
        2.3混凝土振捣
        大体积混凝土振捣不足时，不但混凝土密实程度不够，而且易出现早龄期塑性沉降裂缝；而若振捣过度，混凝土就会产生离析、均匀性无法满足要求的问题。因此混凝土振捣时，应保证振捣棒快插慢拔且插点均匀，振捣完毕后可用平板振动器再在表面振动一遍，以改善混凝土的均匀性。应尽量避免振捣棒接触模板底和模板内壁，以免影响混凝土的浇筑质量，降低模板破损、材料漏浆等事故的风险。对于变截面大体积混凝土结构，为防止早龄期塑性沉降引起的混凝土开裂，可在混凝土初凝前进行二次振捣，使混凝土填充密实，防止产生空洞。当浇筑配筋较密的结构时，由于骨料粒径与钢筋之间空隙的原因，充分振捣后混凝土易产生离析，表层骨料不足导致塑性收缩增大，建议在混凝土浇筑时预留一定厚度，待浇筑完毕后，于混凝土初凝前在表层铺撒瓜子片石子，进行二次振捣抹压，降低开裂风险。
        2.4监测施工全过程
        根据大体积混凝土施工工程的方案，对施工全过程进行监测。大体积混凝土在施工过程中，需要实时获取混凝土的内外结构温度以及天气温度和大气湿度等条件。由于大体积混凝土的体积较大，各个监测点之间的间隔距离也比较大，结合施工材料的自身特征，大体积混凝土在施工期间需要以无线传输的方式实时传输温度数据。复杂的施工环境导致无线传感器受影响较大，对监测传感器性能要求比较高。大体积混凝土监测周期长、实时性要求高，即便是温度异常的夜间还是雨天，都要保证对大体积混凝土施工工程进行全天候监测并根据监测结果及时调整施工方案。
        2.5后期养护
        后期养护在大体积混凝土结构施工中有着重要作用，其主要目的是防止混凝土出现裂缝问题，养护对大体积混凝土工程项目中的价值极其重要。实际工作中，当混凝土进入养护阶段，施工人员必须严格按照养护设计要求进行养护，主要内容包括：在混凝土表面覆盖麻袋或草帘，避免风雨侵蚀及阳光日晒而加快水分蒸发，进而产生内外温差，出现裂缝。如果天气温度较高可在铺盖物表面洒水，提高混凝土表面湿润度。此外还可以设置挡板避免水分流失，挡板表面蓄水深度需达到60mm，养护为期三周。
        结语
        对于高层建筑混凝土施工来说，施工质量控制对整个工程质量极为关键。为了确保工程的质量和安全性，就要对混凝土进行质量控制，在选择施工材料时一定要保证材料的质量，重视施工人员的整体素质和施工技术，以全面提高混凝土的施工质量。
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