土木工程建筑大体积混凝土的应用

　　针对建筑施工过程中大体积混凝土施工进行了分析，探讨了大体积混凝土结构施工过程中遇到的主要问题——裂缝问题。分析了出现问题的主要原因和施工技术，希望对建筑工程中大体积混凝土施工提供一些帮助。

　　关键词：土木工程建筑施工；大体积混凝土结构；裂缝问题；施工技术

　　混凝土是我们日常生活和建筑施工过程中必不可少的建筑材料，根据《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018中的规定，我们可以清楚地知道：大体积混凝土是指最小面积在1m以上或最小断面的几何尺寸在1m以上的体积大的混凝土【1】。结构已经大到必须解决温差，并管控裂缝问题的混凝土构件。裂缝会影响结构使用，使建筑物使用寿命变短。

　　1施工过程中容易遇到的问题

　　在施工过程中我们避免不了要遇到大体积砼结构施工的情况，比如大型设备和高层楼房的基础施工等。大体积砼首先量大，其实结构厚实也是其材料的明显特点。例如地下现浇钢筋混凝土结构就比较常见，现场施工的条件相对来说比较复杂，施工工艺要求也比较高，混凝土表面系数相对比较小产生的热量在结构内部无法完全释放到外部，出现比较集中的情况使混凝土内部温度升高变快，容易使结构产生温度变形。大体积混凝土对结构构件的尺寸是有一定限制的，尺寸过大构件会被约束，约束作用会使构件产生温度应力，因此平面尺寸增大的同时会导致约束作用和温度应力的增大。混凝土内外温差大，如果温度调节措施不到位，混凝土的拉伸限值不能超过温度应力时，构件就会产生有害的裂缝，影响结构构件整体的安全性能。因此从根本上分析结构，确保施工质量和顺利进行有着重要的意义。一般情况下按照深度的不同，大体积混凝土会出现三种情形的裂缝【2】，这三种裂缝造成危害的程度也不相同，表面裂缝一般是混凝土表层水分蒸发过快或硬化时内外温差过高而产生，表面龟裂不规则，不连续，危害较小，处理起来也比较简单。相对而言，比较难处理的是深深的龟裂。深裂缝阻断了结构的小部分，并不是全部。这有一定的危害，但危害达不到贯穿性的缝隙。当表面裂缝发展成深裂纹，并且进一步切断结构的整个断面就形成了贯穿性裂缝，贯穿性裂缝严重的损坏了结构的整体稳定性。其危害也是三种裂缝中最严重的。但是在一定程度上，裂缝的产生不会对结构安全产生绝对的影响，在不同的环境下有不同的允许值。裂缝在一定程度上会影响混凝土的防水，裂缝早期的轻微渗水现象会随着时间消失。一般情况下，在允许值范围内的裂缝宽度一般对结构强度没有影响，但会影响结构的耐久性，因此分析、处理和控制裂缝产生的原因是很重要的。

　　2出现裂缝的原因

　　2.1水泥砂浆的影响

　　水泥在与水作用的时候，在水泥硬化的同时会放出大量热量，这种热量被称之为水化热。混凝土内部的热量主要是源于水化热。在现场施工前，要求将水泥和水进行拌合处理，由于结构体积过大，热量积聚在结构内部不容易消散，内部温度上升。浇灌的三到五天后，混凝土内部的深层温度预计将达到最高。温差与温度应力成正比，混凝土构筑物的内外部温差很大时，温度应力随之产生。当砼抗拉强度的允许值无法超过混凝土的温度应力，温度变形也会跟着变大，温度裂缝也因此而产生【3】。因此，在大体积砼结构中使用水化热高的水泥是极其不合理的。

　　2.2约束条件的影响

　　当地基与构件浇筑在一起时，混凝土的初期体积会随着温度的升高而增大，是因为物质固有的热胀冷缩属性，混凝土的膨胀增大会受到下部构件的约束，温度不断地升高导致构件膨胀，而地基对构件的膨胀会产生约束，这就是混凝土的约束力。在混凝土的压力应力阶段，由于抗压能力强而不会被破坏，当温度达到最高值时，混凝土的体积变化开始减少，弹性率开始下降。混凝土压力应力较小，且应力松动较大，它们之间的连接不再牢固，当温度下降时，会产生垂直裂纹，是因为混凝土的拉伸强度无法抵抗拉伸，当施工过程中存在一些变化因素时，建筑物结构的浇筑质量很难保证。混凝土很重，结构容易下沉，这样混凝土结构会受到影响，龟裂的产生不利于施工任务的顺利进行，要尽早控制。

　　2.3环境温度变化的影响

　　混凝土结构构件的表面温度会受到室外环境温度变化的影响，从而影响混凝土内部的温度。因此，环境温度的变化会对混凝土产生裂缝这个问题产生很大的影响。温度越高，水化速度越快，水泥在和水拌合过程中的水化速度是随着温度变化的。当外界环境温度下降时，特别是突然下降时，混凝土的内外温差会突然增加。因此，为了防止构件产生裂缝，要控制混凝土内外温差【4】。

　　2.4混凝土收缩变形的影响

　　混凝土搅拌用水只有20％参与了水化反应，剩下的水分基本上都被蒸发了【5】。混凝土体积收缩变小的主要原因就是混凝土中残留的水分被蒸发。干燥收缩和自生收缩这两种收缩被一起称为全收缩，不被约束条件影响。如果出现限制，混凝土的抗拉伸强度无法抵抗这种应力时将会出现裂痕。在建筑的施工过程中能否使用合适的工艺，工程安排是否细致牢靠，这些都是影响施工质量的重要原因。如果施工技术条件并不符合当地的地质条件要求，没有按照相应的规范进行，构件施工质量将会受到极大的影响，结构就不容易稳定，容易发生龟裂现象。

　　3施工中的实际应用

　　影响施工质量的因素有很多。提升混凝土抗裂性能有一个很重要的方法就是对混凝土原材料的配合比进行优化。在骨料选择中选择粗骨料时，连续级配这方面要重点注意，砂作为细骨料。结合施工现场的实际施工情况，适当调整各种外加剂的配合比，并进行反复试验，找出合适的外加剂【6】。要求工作人员通过试验得出配合比对施工过程进行有效的监督管理，现场施工人员严格按照配合比进行准备以提高大体积混凝土结构的稳定性。并秉着经济原则通过合理的加入钢筋保证强度,这样结构构件薄弱部位的稳定性和安全性才能够得到保证，从而提高整个结构的抗裂缝功能。为了保证工程质量，可以适当地降低单位混凝土用量；同时，混凝土用水量也可以进行一定的限制，进一步增强现场的施工效果。为保证施工质量，有必要制定一个实际可行的施工方案。浇筑前，操作人员应该严格检查钢筋和重要预埋件，提高方案可行性和合理性，进一步促进混凝土浇筑的顺利进行。在具体的施工阶段，将采用的施工工艺与工程规范相结合，规范施工作业。结合浇筑现场的情况，试验人员应密切关注混凝土和易性和坍落度的变化。混凝土振捣时，振捣强度速度要控制好，做到垂直快速插入，缓慢拔出【7】。防止混凝土出现裂缝。浇筑过程中，少量浮浆上浮是正常现象，说明砂石下沉。如果浮浆出现在混凝土表面，应立即中断振捣混凝土的施工。工作人员通常采用插入法。插入式振捣器插入深度大多控制在30cm左右，插入式振捣器插入端与下层的距离控制在60cm左右。混凝土振捣的全过程都需进行监督，尽量避免漏振或过振。当混凝土凝固时在其上附着一层混凝土以防止裂缝。为了避免裂缝的产生，在养护时必须提高混凝土的强度。要实现混凝土提高强度并且避免裂缝的主要途径是在施工过程中控制温度。主要采用人工控制温度的方法防止混凝土内外温差过大。有两种方法：一是冷却水管。当混凝土厚度较大且内外温差较大时，提前在结构内部布置好冷却管，并且预留管径方便冷水循环使用；这种方法能有效地促进混凝土的冷热交换，减小混凝土内外温差。当然，在冷却过程中，要严格控制冷却管内的水流量和温度。需要注意冷却管的出水不能影响施工的正常运行。第二，保湿。为混凝土结构提供一个潮湿的环境，可以用塑料薄膜或者沙子覆盖在混凝土的表面，这样做可以减缓混凝土表面的散热。此时，强度正处于发展阶段的混凝土可以防止表面干燥和收缩开裂。浇筑后，应该在半天之内用水覆盖，以改善结构的硬化状况，降低收缩裂缝的概率，提高稳定性。保证施工质量尤其重要的就是施工工艺。因此施工时选择合适的施工工艺，并且进行材料准备和相关操作，严格按照工艺流程和规范要求来实行。

　　4结束语

　　随着城市的高速发展，我国建筑业也不断进步，大体积混凝土在高层建筑中的应用也有了迅猛的发展。我们要充分利用专业知识和专业技术来推动建设项目更好地完成。勇于进行探索和创新，相信在不久的将来，一定会取得显著的成绩。

　　参考文献：

　　[1]刘瀚.大体积混凝土施工的温度监测及裂缝控制措施探讨[J].科技创新与应用,2015(21):246.

　　[2]《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018

　　[3]侯林宇,梁翃瑞,许杰.新型装配整体式混凝土结构施工技术[J].砖瓦,2020(10):56-57.

　　[4]李鼎文.空间大悬挑型钢混合肌理饰面清水混凝土结构综合施工技术[J].砖瓦,2020(11):167-170.

　　[5]张海星.关于土木工程建筑中混凝土结构的施工技术分析[J].砖瓦,2020(05):175+177.

　　[6]陈泼.高层建筑钢筋混凝土梁式转换层施工技术的应用分析[J].砖瓦,2020(09):142-143.

　　作者：郭晓娜 张玉林

转载请注明来自：http://www.uuqikan.com/jianzhushejilw/22851.html