大体积混凝土建筑工程施工技术分析

夏锐

伴随着建筑行业的不断发展，建筑工程的种类与规模都在不断增长，大体积混凝土技术的应用也日益增加。大体积混凝土具有结构厚实、体积大的特点，能够满足高层楼房等建筑工程的建设需求，但在实际应用周由于体积过大，其混凝土水化热情况也比较严重，容易造成施工中的裂缝等问题。为了保证大体积混凝土建筑工程的建设质量，在实际施工时需要关注大体积混凝土的特点，围绕其原材料选择、配合比设计、浇筑过程管控、养护管理等进行研究，把握施工关键点，根据建筑工程的实际需要科学调整施工技术，让大体积混凝土工程施工更加稳定可靠。

一、大体积混凝土分析

1.大体积混凝土的定义

大体积混凝土是土体结构实物最小几何尺寸在1m以上的大体量混凝土，也指预计会因为混凝土中凝胶材料水化引起温度变化、收缩而导致有害裂缝的混凝土。大体积混凝土在现代建筑工程中有着广泛的应用，高层楼房、大型设备等基础建设时，都会用到大体积混凝土，水坝等工程建设也会应用大体积混凝土。相较于其他类别的混凝土，大体积混凝土的体积大，最小断面尺寸大，因此表面系数更小，水化热释放相对集中，当内外温差过大时，更容易出现温度裂缝，因此在施工中需要格外注意其施工技术的控制。

2.大体积混凝土的特点

大体积混凝土体积大、结构厚实，其工程条件也相对复杂。大体积混凝土具有水化热大的特点，一般其水化热温度高于25℃，容易发生温度变形，对工程建设产生影响。大体积混凝土的平面尺寸面积较大，因此约束作用产生的温度力也随之增加，在实际施工中，若温度控制措施不当，混凝土结构容易受温度应力影响而产生裂缝。

二、大体积混凝土施工技术分析

1.混凝土配合比

（1）原材料选择

原材料关系着大体积混凝土结构的最终质量，在建筑工程施工中必须对原材料质量进行管控，严格按照大体积混凝土施工要求选择原材料类别。大体积混凝土的粗骨料与细骨料选择需要按照工程建设的级配标准进行选择，粗骨料适宜选用连续级配，可根据实际施工方式选择粗骨料粒径，而细骨料可以选用中砂，细度模数最好在2.3以上。大体积混凝土可以应用缓凝剂、减水剂等作为外加剂调节混凝土性质，也可以配合粉煤灰、矿渣粉等掺和料。需注意掺和料与骨料的数量应在保证混凝土强度与坍落度要求前提下尽可能提高，从而减少水泥用量，降低裂缝的发生率。由于大体积混凝土水化热温度较高，因此需要严格控制水泥原材料的选择，大体积混凝土所使用的水泥应保证水化热足够低，且凝结时间较长，可以选用低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、火山灰质硅酸盐水泥等材料。另外，大体积混凝土施工所用的水泥材料应足够稳定，具有较强的抗裂性能。

（2）混凝土配合比设计

大体积混凝土的配合比设计应与工程项目的要求保持一致，保证混凝土的强度、耐久度、抗渗性等能满足工程建设要求，此外，需要注意大体积混凝土施工工艺的要求，在配合比设计中应该尽量降低混凝土绝热温升值。大体积混凝土配合比要保证其浇筑坍落度在160mm以内，拌和用水量不宜过大，水胶比一般在0.55以内。另外，在混凝土配合设计时，可以适当添加粉煤灰、矿渣粉等掺和料，减少水泥用量，但要注意掺和料总量不宜大于水泥总量的50%。大体积混凝土配合比设计时，还可以添加片石，可以选用厚度15cm以上，无裂缝、无夹层、抗冻性能符合要求的石块添加到混凝土中，但石块总量应在混凝土结构体积的20%以内，注意受拉区混凝土或气温低于0℃时，不宜填放片石。

2.混凝土浇筑

大体积混凝土浇筑时需要保证其入模温度控制合理，由于水化热温度较高，因此在混凝土入模时应保证其温度低于28℃，混凝土浇筑体的入模温度升高不宜超过45℃。大体积混凝土工程施工可以采用分层连续浇筑方式进行施工，也可运用推移式连续浇筑施工，比较常用的分层浇筑方案包括全面分层、分段分层、斜面分层（见图1）。在使用分层浇筑施工时，工作人员应该注意根据大体积混凝土的设计要求进行浇筑细节的控制，根据其横截面面积，合理进行分段，通常横截面积在200m内，分段不宜超过2段，300m内其分段不宜超过3段。另外，在分段施工中还应该严格控制段与段之间竖向施工缝的位置，应为其设置模板，保证其平行于结构较小的截面尺寸方向，分段上下邻层的竖向施工缝应该错开。在泵送混凝土时，应合理控制浇筑层厚度，避免其厚度超过500mm，非泵送混凝土的浇筑厚度一般不大于300mm。分层间歇浇筑混凝土时，其水平施工缝的设置需要考虑混凝土浇筑中温度裂缝控制的要求，应综合混凝土供应能力与钢筋施工等要求对水平施工缝进行合理管控。另外，需要注意大体积混凝土浇筑中对钢筋、预埋件等进行有效的管控，避免在浇筑中出现钢筋或预埋件变形、位移等问题。

图1 大体积混凝土浇筑方案

3.混凝土养护

大体积混凝土施工容易出现裂缝等问题，因此在施工时需要格外重视其养护技术的管控，工作人员除了要根据混凝土常规养护条件对其进行养护外，还要重视保温养护，严格控制养护中温度参数。

（1）保湿养护

保湿养护是混凝土施工中常用的养护技术，在混凝土浇筑完成后尚处于凝固硬化阶段时，需要为其提供适宜的湿度条件，控制混凝土的水化速度，避免混凝土由于脱水而产生干缩裂缝。混凝土在潮湿条件下可以顺利进行水泥水化作用，能够提高其拉伸强度，进而提高混凝土结构的质量。大体积混凝土施工的保湿养护需要及时，在浇灌后尚未凝固硬化期间为其提供保湿，避免水分蒸发过快，水化不完全，同时降低裂缝的发生率。工作人员还需要注意根据大体积混凝土的实际情况，对湿度条件与养护时长进行管控。大体积混凝土的保湿养护时间一般在28天以上，保湿养护期间要定期检查塑料薄膜与养护剂涂层的完整性，保证混凝土表面湿润。

（2）保温养护

保温养护是大体积混凝土养护中极为重要的工序，能够减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土的温度梯度，减少表面裂缝。通过保温养护延长大体积混凝土的散热时间，能够保证混凝土材料潜力与松弛度的发挥，进一步提升混凝土结构的强度，具有较高的应用价值。在大体积混凝土浇筑成型后，可以利用降温法或保温法进行养护。降温法利用循环冷却水对混凝土进行降温，避免大体积混凝土由于内外温差过大的温度应力而产生裂缝。保温法养护则利用保温材料提高混凝土表面与四周散热面温度，通过增加外部温度，缩小大体积混凝土结构内外温差，降低温度应力，能够让混凝土缓慢散热，从而使混凝土获得必要的强度。大体积混凝土保温养护中需要进行温控监测，根据大体积混凝土浇筑体的实际情况，制定温控监测方案，需遵循相关规定（见表1）。大体积混凝土保温养护时要格外注意其浇筑体芯部与表层温差、降温速率的监测，根据其温度变化调整养护的策略。

表1 大体积混凝土施工现场温控监测要求

4.特殊气候施工

大体积混凝土建筑工程施工期间需注意特殊气候的防范管理，关注大风、雨雪、炎热、冬期等特殊气候条件下的施工技术控制。在炎热季节进行大体积混凝土施工时，需加强原材料的管理与防护，及时为混凝土原材料提供遮盖，避免日光曝晒。注意混凝土拌和过程中，应该使用冷却水、冷却骨料或者加冰屑的方法降低其入仓温度，保证混凝土拌和的质量，避免由于高温影响混凝土的拌和质量。炎热条件下混凝土浇筑完成后需要进行安全防护，避免模板与混凝土受太阳直射，另外需要注意浇筑后及时采取保湿养护，避免水分蒸发过快导致裂缝。在冬季浇筑混凝土则需要使用热水、热骨料条件进行温度控制，应保证混凝土的入模温度在5℃以上，并在其浇筑后及时采取保湿、保温养护。另外若在冬季进行施工，还需要加强大体积混凝土拆模后寒流袭击、突然降温等防护，保证其施工质量。在大风天气浇筑混凝土，需要采取挡风措施，避免风速影响混凝土表面凝固速率，并且注意使用塑料薄膜等材料进行表面覆盖，避免大体积混凝土表面风干。雨雪天气一般不适宜进行混凝土浇筑施工，若在浇筑过程中遭遇雨雪天气则需要采取有效的防护措施，避免混凝土遭雨雪侵袭，并注意预留施工缝。

5.施工方案组织

大体积混凝土建筑工程在施工时为保证其施工质量，需要格外重视施工方案的科学组织，严格按照国家现行的规章制度进行模板与支架系统的建设，同时也应该关注大体积混凝土的浇筑与养护要求。在进行建筑工程施工时，为避免大体积混凝土发生倾覆，需要设置临时固定措施对模板、支架等进行防护。在施工期间根据建筑工程的设计要求，对大体积混凝土温度应力、收缩应力进行准确计算，严格做好施工期间的温度控制工作。根据建筑工程的规模与工期，合理调整大体积混凝土施工期间的制备、运输计划，并制定原材料质量管控、配合比技术管理等方案，保证混凝土结构施工的可靠性。另外，需要注意结合建筑工程现场总平面布置，对混凝土拌和设备等进行安置，做好温控监测设备的布置。大体积混凝土建筑工程施工时，要严格控制其混凝土浇筑顺序，把握施工进度，确保混凝土养护时间充足，加强养护期间的保温、保湿控制，避免大体积混凝土出现裂缝。另外，在大体积混凝土建筑工程施工中，还应明确各部门的岗位职责，执行严格的交接班制度，确保大体积混凝土的测温作业可靠。

三、结束语

大体积混凝土施工技术的应用可满足各种大型建筑工程的需求，但大体积混凝土因体积过大，若不进行有效技术控制，容易出现裂缝等问题，因此需提高对其施工技术的合理管控。在进行大体积混凝土建筑工程施工中，应该客观分析混凝土结构的施工特点，根据建筑工程的设计要求，分析国家以及行业标准，科学地进行大体积混凝土的原材料选择、配合比设计，并且围绕建筑工程特点完成混凝土浇筑、混凝土养护等工作，提升其施工质量，保证建筑工程的建设水平。