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1、对大体积混凝土施工的思考摘要：本文首先讨论了低热水泥混凝土技术原理，接着分析了复合式的贫混凝土加强混凝土的养护，最后研究了几点建议。因此本文具有深刻的理论意义和广泛的实际应用。关键词：大体积混凝土; 混凝土; 混凝土施工; 贫混凝土; 大体积混凝土施工大体积混凝土工程在当今建筑中应用的相当广泛。所谓大体积混凝土就是结构物实体最少尺寸不小于1M，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土，从而需采取措施以对水泥水化产生的体积变化，尽量减少温度裂缝。 1. 低热水泥混凝土技术原理 大体积混凝土一般设计龄期较长，强度较低，要求水化热温升越低越好，达到峰值温度的时间越长越好，在这些要
2、求上正好能体现低热水泥的优势，而且低热水泥在后期还能有较高的水化度，对于混凝土由于各种原因出现内部微裂纹的自愈效果更佳。在大体积混凝土中采用低热水泥配合比设计思路是：混凝土配合比设计遵循“混凝土配合比设计方法”进行，除了进行了各强度等级各级配混凝土拌合物性能试验，混凝土抗压(拉)、极限拉伸、弹性模量等物理力学试验及混凝土抗冻、抗渗等耐久性试验外，还进行了低热水泥和中热水泥水化热对比试验，两种水泥混凝土内部温度及应力应变观测试验，以了解低热混凝土在降低水化热温升方面的效果以及其内部的应力应变情况，同时与中热水泥进行技术经济性比较。 通过在低热混凝土内部布置埋设观测仪器，为掺低热水泥混凝土的试验研
3、究和推广应用取得了完整、可靠的监测资料。从监测成果可以看出： (1)仪器观测结果符合一般规律，基本上能正确反映混凝土内部温度、应力应变变化发展情况； (2)掺低热水泥混凝土内部温度发展变化规律与掺中热水泥混凝土基本一致，采用掺低热水泥混凝土进行施工，从混凝土温控角度考虑，对混凝土的施工工艺及温控手段不会造成影响，由于其早期水化热低的特点，混凝土浇筑升层厚度可以相应加大，可以提高混凝土工程施工进度。 (3)混凝土应力应变观测成果说明了仪器埋设部位混凝土处于微膨胀状态，混凝土内部应力状态稳定，对预防混凝土产生裂缝十分有利。 2. 复合式的贫混凝土 “复合式的贫混凝土”是指将粉煤灰、膨胀剂、减水剂、
4、引气剂、化学纤维等材料复合在一起掺到水泥中，并优选粗骨料且增加其掺量，然后对配合比进行优化设计，形成水泥用量特别少的一种全新的混凝土。它的特点有： (1)混凝土的设计强度保持不变，从而保证结构承载力和安全性、耐久性。 (2)混凝土中水泥用量少(俗称少灰)，放出热量少，温差就不会太大，裂缝控制就变得容易多；水泥价格较贵，水泥用量少，成本自然得到降低。 (3)具有叠加的复合效应。将粉煤灰、膨胀剂、减水剂、引气剂、化学纤维复合使用在一起配制，会带来超叠加复合效应，能使混凝土高性能化，同时使混凝土有很好的抗裂防渗功能，克服了材料单掺给混凝土和易性带来的不利影响，满足混凝土拌合物良好工作性能。 (4)使
5、用超量的中弹性模量的骨料(如采用正长岩人工骨料)。这种骨料特征是弹性模量中等，而它的抗压强度、抗拉强度较大，将这种粗骨料比例提高到70以上，同时加入部分尺寸在150-200mm左右的毛料石。 (5)水泥采用普通硅酸盐水泥，不采用矿渣水泥，因为矿渣水泥后期收缩力较大。 (6)不在施工现场配制混凝土，要求商品混凝土厂家生产，厂家须严格按所设计的“复合式的贫混凝土”配合比进行配制。骨料对混凝土的热学性能、热膨胀、干缩及弹性模量均起到重要作用。一般来说，高密度及低吸水率的骨料会呈现低收缩性。 总之，在不增加工程造价的前提下，又具备可行性的基础上，大胆提出高掺量粉煤灰、一定比例的膨胀剂、减水剂、引气剂、
6、化学纤维复合叠加、通过优选粗骨料并加大其掺量，最后形成一种全新的“复合式的超大体积混凝土”，对解决超大体积混凝土开裂问题是一次创新，这种新结构需要认真研究、在配制时要根据工程各自的特点，仔细研究适合该工程混凝土配合比，在工程施工时，要通过严格质量，精心施工，才能实现。 3. 加强混凝土的养护 混凝土拌合料浇筑之后到开始凝结期间，由于骨料下沉，水分上升，在已浇筑混凝土表面析出水分，形成泌水，使混凝土表面拌合料的含水量增加，产生大量浮浆，硬化后使面层混凝土强度低于内部的混凝土强度，并产生大量容易剥落的“粉尘”，混凝土在采用分层施工浇筑工艺时，必须清除泌水和浮浆，否则会严重影响上下层混凝土之间粘结能
7、力，影响钢筋和混凝土握裹强度，产生裂缝。大体积混凝土压面原则上至少是两遍木抹子搓平，还应根据现场条件，增加压面次数。 大体积混凝土养护要达到保温和保湿的双重目的。保温能保持混凝土表面温度不至过快降低，减小混凝土表面的热扩散和温度梯度，防止产生表面裂缝，同时延长散热时间，可充分发挥混凝土的潜力和材料的松弛特性，使混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯通裂缝。在混凝土强度发展阶段要保湿，潮湿的条件可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝，使水泥水化顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。因此要求混凝土在浇筑完毕后，初凝之前先覆盖一层塑料布再覆盖保温草帘养护。大体积混凝土在养护期间必须
8、严格控制其内外温差，确保不出现有害裂缝，确保混凝土质量，养护是一项十分关键的工序。应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇筑后的混凝土表面和内部温度，根据具体情况增加或减少混凝土表面覆盖的保温层，将温差控制在25范围内。 4. 几点建议 1)虽然在施工中要求混凝土7 d强度达到设计强度标准值的80，但还应考虑适当降低这个要求。在保证14 d强度达到设计强度标准值80及28 d强度要求或利用56 d强度的前提下，使混凝土出现水化热温峰的时间推迟，使护筒结构混凝土的内外温差缓慢增大，降低温差增大变化对护筒结构混凝土产生的温度应力，在现浇大体积混凝土中掺入缓凝剂是有效途径之一。 2)为降低混凝土温
9、升，宜选择低热或中热水泥，将减少水化热及降低温升。 3)由于浇筑护筒内大体积混凝土水化热的释放，护筒结构混凝土壁呈内热外冷状态，护筒外壁受拉应力，内壁受压应力，因此在制作护筒时在护筒内侧埋设冷却水管，或安装护筒后在护筒内侧安装冷却水管，用水冷却内壁区域，使护筒内外壁温差减少，进而降低护筒外壁的拉应力，抑制护筒开裂。也可在现浇大体积混凝土内部埋设冷却水管，降低大体积混凝土整体内部温升，降低护筒开裂趋势。 4)采用护筒外壁保温措施，也将降低护筒内外壁温差，减轻护筒开裂趋势。 5)由于护筒结构的上部边缘有“边缘效应”，上边缘外壁拉应力增加较大，因此在上边缘05 m范围可浇筑钢纤维混凝土，以抵抗“边缘
10、效应”，减少护筒上边缘混凝土的开裂。 6)根据具体工程混凝土质量要求，确定承台混凝土所要求达到的裂缝控制水平，与甲方、设计及监理共同确定允许裂缝宽度。 7)其它措施例如降低入模温度(采用冷却水、加冰屑、冷却骨料等)、优化混凝土配合比设计、增加构造配筋、提高护筒预制质量及附加预应力等措施在此不再赘述。 8)必要时进行温度经时监测，检验温控措施的效果，同时对打混凝土的时间间隔给与指导，不断完善措施，使综合防裂措施有效运行。 9)永久性钢筋混凝土护筒模板是模板工程中的新生事物，是大模板，尤其对加快外海大体积混凝土施工速度，无需拆除模板，降低船机费用，保证工程质量有着一定的技术先进性，但其应用和发展还
11、有待更深入地研究和实践，工程建设者应根据工程实际情况和建设者拥有的优势选择采取综合措施，不断完善。 近几十年来的研究成果及工程实践表明：固体材料的裂缝既是材料的某些缺陷，也是材料的某些固有性质。在某种程度上人们是可以认识这种性质的。但是，由于材料中微观裂缝的形成以及建筑物七宏观裂缝的出现，都包含着极其复杂的因素，所以迄今为止， 尚未有一种公式能够定量地描述裂缝现象，实践中还出现了与习惯概念相悖的现象。本项目试验设计难免欠妥，不当之处敬希大家指正，诚盼与同行商榷。 参考文献： 【1】孙群伦. 试析混凝土结构工程裂缝的控制与治理安徽建筑, 2003,(03). 【2】林宝新. 某超长结构桩筏承台大体积混凝土的温度计算与抗裂分析安徽建筑, 2004,(02). 【3】翟红侠,廖绍锋,章家海,冯兰芳. 聚丙烯纤维膨胀混凝土在大体积混凝土中的应用安徽建筑, 2005,(03). 【4】高金岐,张新天. 水泥混凝土冬季施工的控制北京建筑工程学院学报, 2001,(03).