关于大体积砼施工技术及防裂缝措施

　　摘要：随着建筑业的快速发展，施工过程中常涉及到大体积砼的问题，由于其具有体积较大、结构厚、钢筋密等特点，因此对施工技术提出了更高的要求，在砼施工中合理选用材料，对砼配合比，供应进行优化，选用科学的施工方法，只有重视大体积砼的施工问题，避免裂缝的产生，才能确保施工质量。

　　关键词：大体积砼;裂缝;施工技术

　　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

　　中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：2095-2104(2012)06-0020-02

　　大体积砼是指其最小断面的尺寸仍大于1000mm以上的砼结构，大体积砼施工技术与施工质量、工程造价、结构安全等密切相关。近几年，随着建行业的迅速发展，高层建筑物，高耸结构及大型设备基础大量的出现大体积砼已经被广泛应用。因此，本文将对大体积砼的施工技术相关问题进行分析与阐述。

　　1.材料的选用

　　1.1水泥的选用

　　砼主要考虑抗裂缝性能好，兼顾低热和高强两方面的要求，部分表层砼，除抗裂性能外，还要求抗冻融性，耐磨性，抗蚀性，强度高及干缩较小，故此施工一般可用低热矿渣水泥，中，高标号的中低热硅酸水泥，此外，采用的水泥应对其品种，级别，包装和散装仓号，出厂日期等进行检查，并应对其强度，安定性及其他必要的性能进行复检，其质量必须符合现行国家标准的规定方可使用。

　　1.2滑料的选择

　　一般选用结构致密，并有足够强度的优良骨料，符合有关的标准，规范的要求，此外，还应注意以下几点(1)粗骨料要求洁净，不含杂质。估伤脑筋大粒径的卵石或碎石，含泥量小于等于1%。(2)细骨料建议采用中砂，含泥量小于等于3%。

　　1.3矿物拌合料

　　在砼中掺加磨细矿物拌合料后，可以起到降低温升，改善和易性。增进后期强度，改善砼内部结构，提高耐磨性，并可代替部分水泥，节省资源，起到抑制碱，骨料反应的作用。常用粉煤灰，高炉矿渣，沸石粉等。

　　1.4水

　　拌制砼宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合国家现行标准《砼用水标准》JGJ63的规定。外加剂：不同品种外加剂的掺加通常可起到改善砼拌合物的流动性，调节砼凝结时间，硬化性能，改善砼的耐久性等作用。外加剂的选用应根据设计和施工的要求通过试验及技术经济比较确定，不同品种的外加剂复合使用时，应注意其相容性及对砼性能的影响，使用前应进行试验，满足要求方可使用。

　　1.4水

　　拌制砼宜采用饮用水，当采用其他水源时，水质应符合国家现行标准《砼用水标准》JGJ63的规定。外加剂：不同品种外加剂的掺加通常可起到改善砼拌合物的流动性，调节砼凝结时间，硬化性能，改善砼的耐久性等作用。外加剂的选用应根据设计和施工的要求通过试验及技术经济比较确定，不同品种的外加剂复合使用时，应注意其相容性及对砼性能的影响，使用前应进行试验，满足要求方可使用。

　　2.砼配合比的确定与优化

　　(1)水泥初凝时间不少于6小时。(2)砂率控制在35-40%。(3)砼中的最大氧离子含量为0.06%。(4)砼中的最大碱含量为3.0KG/M3。(5)水泥中铝酸三钙含量小于8%。

　　3.优化砼的供应

　　大体积砼应由商品砼搅拌站供应。原材料计量要准确，保证配合比的准确性。

　　3.1计量

　　要求使用检定过的计量器具，保证计量正确。

　　3.2拌制

　　控制原材料投入搅拌机顺序，不采用“外掺”、“后掺”的作法，严格控制拌制时间，搅拌完成后装入运输车时，即测定坍落度，同时观察砼的和易性，不得存在离析，分层等现象，坍落度不符合要求的砼不能出站。

　　3.3运输

　　根据路线的比对，交通的状况，随时增减车辆，保证砼的正常供应，砼运输时间不得大于180MIN，砼运输车辆离开搅拌站后不得掺加任何材料，包括水、外加剂等。

　　4.大体积混凝土易裂的原因

　　4.1水化温升高，体积变化大,混凝土体积越大，水泥总用量相对大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大，大体积混凝土浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大的拉应力以至开裂。

　　4.2受约束，产生拉应力

　　不受约束的混凝土是不会产生内就历程的，体积变化受约束才产生内应力。约束条件有两种，即外约束和内约束，外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产生拉应力。

　　抗拉能力低。混凝土是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低，抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右;极限拉伸也很小，大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变很容易产生裂缝。以上三方面同时存在，并达到相当程度必然会发生裂缝，缺少其中一个，或其中一个没有达到相当程度，裂缝可能不会发生，大体积混凝土裂缝产生的最根本原因是水化温升的引起的体积变化。

　　5.大体积混凝土防裂的措施

　　科学的施工方法既能满足节约施工成本的要求，又有效避免了大体积砼内外的温差问题，极大降低了产生裂缝的可能性，以下将对几种施工方法进行分析：

　　5.1分块浇筑法

　　为了尽量避免大体积砼内外的温差问题，在进行施工过程中宜采取分块浇筑法。分块浇筑法又可以分为水平分段浇筑与竖向分层浇筑两种方式，其中分层浇筑又可分为全面分层、分段分层及斜面分层三种方式。在竣工时间较充足的情况下，可以将大体积砼的结构采取分层多次浇筑，各施工层之间的结合均按照施工缝来处理，也就是薄层浇筑技术，这种技术能充分散发砼内的水化热。在施工过程中，应注意每道程序的间歇时间，如果间歇的时间太长，会影响竣工，同时也会使原来的砼对新浇筑砼产生约束力，进而会在上下层砼结合面产生难以发现的裂缝;如果间歇的时间过段，则可能正处在下层砼的升温阶段，表面温度高，再覆盖上层砼，就不利于下层砼的散热，也可能造成上层砼的沉降问题，提高裂缝的可能性。

　　5.2二次振捣技术

　　二次振捣技术，对提高砼的抗裂性具有重要作用，大量的施工实践表明，对已经完成浇筑但尚未凝固的砼加强二次振捣工作，能有效避免砼由于水平钢筋下部产生的水分及空隙等，以此提高钢筋与砼之间的凝聚力，避免由于砼沉降而产生裂缝，并能以此降低砼内微裂的现象，提高砼的密实度，并增强砼的抗压强度约10%一20%，有效防止裂缝产生。

　　5.3优化大体积砼的搅拌

　　在传统的大体积砼搅拌过程中，水分会与湿润的石子表面直接接触，在砼逐渐成形或静置的过程中，水就会向水泥砂浆和石子的界面集中，最终在石子表面形成水膜层。在砼已经硬化后，由于存在水膜层，就会造成界面的过度层趋向疏松多孔化，减弱了硬化水泥砂浆和石子之间的粘结性，进而成为砼结构中最薄弱的环节，对砼的抗压力及其他物理学性能造成不良影响。改进大体积砼的搅拌方式，能有效提高砼的极限拉伸力，避免砼结构的收缩。为了进一步保障砼的质量，可以通过二次投料的砂浆裹石或者净浆裹石等搅拌技术，既能防止水分过于向石子及水泥砂浆界面集中，又能保障硬化后的界面过度层更密集，并提高约10%的砼结构强度，提高其极限抗拉值与抗拉强度。大量的施工已经证明，在砼结构的强度基本趋同的情况下，能够适当减少水泥用量，也避免了水化热的产生。

　　提高大体积砼施工质量的一些途径：

　　5.4加强对温度的控制

　　首先，为了控制由温差导致的裂缝，大体积砼的浇灌工作应选在一天中气温比较低的时间进行，优先选择水化热比较低的水泥，在确保大体积砼的强度等级前提下，使用一定的缓凝减水剂，以减少水泥的使用量，同时使水灰比降低，能够有效减少水化热;加入外掺料如粉煤灰不仅能代替部分水泥的功能、减少用水，还能够改善砼的可泵性。其次，要注意控制砼入模的温度，如通过向骨料洒水来减少太阳对砂石料的直接照射;通过加冰块来冷却材料。在浇筑时，应采取分层的方法，能够更好的控制浇筑的厚度及进度，有利于散热，同时浇筑的温度也要格外关注，例如在浇筑大体积素混凝土时加入适量的毛石，能够吸收大量的热能，并且节约大体积砼的原材料，但是要注意在浇灌过程中，应严格控制毛石块的体积不超过总体积的25%。

　　5.5提高对原材料的控制

　　由于在大体积砼结构中涉及的配筋较密且多，因此为了确保砼的紧密填充，应加强石子中最大粒径及其粗细集料级配，如果石子的粒径过大，石子就可能卡在钢筋中，而砂浆的收缩度大于砼的收缩度，拆模后就很可能在钢筋下方造成裂缝。另外，应严格控制砂石料的含泥量，若超过规定，会降低大体积砼的抗拉力并增加砼的收缩力，这种情况下就极易产生裂缝，影响工程质量。

　　另外，在大体积砼的施工过程中，对水泥的选择也十分重要。不同品牌、类型的水泥其组织各不相同，因此配置出的砼的性能也不尽相同，一般大体积砼工程在浇筑初期发生开裂的最重要原因就是由于砼内部温度升高与收缩而造成的。通过对大体积砼的选材及配合比的控制，在大体积砼结构中加入外加剂，尽量减少水泥和水的用量，以减少水化热现象引起的收缩变形。普通的硅酸盐水泥虽然其早期的强度高但是水化热反应大;矿渣水泥相比普通水泥的热度低，但是它的干缩和渗水现象严重，而且后期会产生硬度收缩;火山灰水泥在后期的收缩程度较大，而且经济代价较大。通过平衡选择，一般粉煤灰水泥，可降低裂缝出现的频率，同时添加LN-800N与膨胀剂HEA，在一定程度上降低了水灰比以及水灰量，有效控制了水化热，同时对大体积砼起到补偿收缩的目的，有效防控了裂缝的产生，提高工程质量。

　　5.6适当调整钢筋配置

　　通过调整钢筋的配置方案，可以增设温度的传递分布筋，将大体积砼内部的热量及时传递出来，以防止内部热量增高。在钢筋的配置设计上，一般采取在配筋率不改变的前提下、上下皮配筋差异的方案，也就是说底皮钢筋在没有柱板带的地方横纵均采用Φ25@150，在有柱板带的地方上下皮筋则采Φ25@130。由于砼的厚度约为1米，出于其散热速度的考虑，可在底皮钢筋与顶皮钢筋之间设置Φ25，温度分布筋采用每平方米1根的方式，采用搭接焊的方式连接上下，放弃原来28@200的配筋方案。通过这种上下错位的分布方式，可使钢筋的直径减小，钢筋之间的间距缩短，这样就减少了砼的收缩程度，上下搭接的方式能够使中间的热量迅速散发出来，减少裂缝发生的几率。

　　5.7通过在浇筑混凝土的模具内敷设一定数量的细钢管为导管，在施工浇筑时及养护期作为散热管道，在导管中循环冷水，带走大量的水化热，是一种很好的降温措施。

　　5.8注重养护工作

　　加强对砼结构完工后的养护，主要是严格监控其温度，以避免出现过大温差而导致裂缝。一般大体积砼的底板浇筑应控制在5月份之前完工，以避开炎热天气以及太阳的暴晒。在养护方面，当浇筑工作完成后，派3—4个人进行专门养护工作，做到轮班值守。为了确保已经浇筑好的砼表面热度不至过快散去，可选择在大体积砼的表面铺盖草袋，并在草袋的上面再盖一层尼龙薄膜，这样可以有效保证砼的表面湿润，使其降温速度降慢。由于初期的养护工作十分重要，能为后期投入使用时避免裂缝现象提供较好的保障，以减少不必要的麻烦，所以不能怠慢，并应将养护期延长至15天。

　　6总结

　　大体积砼施工的技术十分复杂，为了有效避免裂缝的产生，从设计到施工，包括施工的环境与材料等多方面因素，都应提高注意。只要选好原材料，确定配合比，并在施工组织和施工技术上采取必要的措施，就能控制温度裂缝的产生。应从多方面加强对大体积砼施工的分析，并采取积极的防控措施，以实现综合治理原则，能够从根本上提高建筑工程的质量，保证建筑物使用功能的发挥。