對大體積混凝土沒有集中定義,一般都以截面尺寸來斷定是否是大體積混凝土,原于定義的不同,從而給工程帶來不同程度的負面感染和虧損。大體積混凝土不是由其絕對截面尺寸的大小決策的,而是以水泥水化熱是否會致使較大的溫度收縮應力來確認的,但水化熱的大小又與截面尺寸有關。大體積混凝土的施工,除了愜懷強度、剛度、整體性的需求外,還擁有怎樣預防有害裂縫產生的問題。怎樣采取有效控制措施,預防溫度收縮應力造成混凝土結構表面和內部出現有害裂縫,一直是大體積混凝土結構施工中的重要問題。

　　1　裂縫產生的主要原因

　　1)水泥水化熱。水泥在水化過程中要燃放出一定的熱量,而大體積混凝土結構斷面較厚,表面系數相對較小,因此水泥發生的熱量聚集在結構內部不易流失。由于混凝土結構表面可以自然散熱,實際上內部的最高溫度,多數發生在澆筑后的最初3 d～5 d。

　　2)氣溫變化。大體積混凝土在施工階段,它的澆筑溫度隨著外界氣溫變換而變化。尤其是氣溫驟降,會大大提高內外層混凝土溫差,這對大體積混凝土是非常不利的。同時,在高溫條件下,大體積混凝土不易散熱,混凝土內部的最高溫度一般可達60℃～65℃,并且有較長的延續時間。因此,應采取溫度控制措施,防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。

　　3)混凝土收縮。混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必需的,而約80%的水分要蒸發。多余水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮。水泥品種、混凝土配合比、外加劑、摻合料品種以及施工工藝、養護條件等,也是影響混凝土收縮的主要因素。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化,這對混凝土是很不利的。

　　2　施工技術

　　1)混凝土配合比的確定。a.水泥的選定。優選水化熱較低的礦渣水泥,但考慮基礎的抗滲要求和冬期施工,選用強度等級較高的普通硅酸鹽水泥; b.骨料的選用。中砂可以減少用水量及水泥用量,降低混凝土溫升,減少混凝土收縮。c.外加劑的選用。由于基礎有防水要求,選用KF-H緩凝型防水劑,減小水泥水化熱釋放速度,延長混凝土的凝結時間。d.摻合料。應用添加粉煤灰技術,在混凝土中摻用的粉煤灰不僅能夠節約水泥,降低水化熱,增加混凝土和易性,而且能夠大幅度提高混凝土后期強度。2)設置后澆帶。后澆帶的設置和處理如設計無規定時,其間距一般為20 m～30 m,縫寬1 m,可在后澆帶40 d后封閉,冬期可適當延長。封閉前,應仔細鑿毛,并將鋼筋按設計要求連接好,再用補償收縮混凝土(亦可在普通混凝土中摻入膨脹劑)將縫灌注密實。3)模板配置。由于大體積混凝土對模板的剛度要求高,在有條件時,宜優先使用鋼模板。

　　3　施工工藝

　　3.1　混凝土攪拌

　　1)溫度控制。根據施工方案的規定對原材料進行溫度調節。2)加料順序。攪拌采用二次投料工藝,加料順序為:先將水和水泥、摻合料、外加劑攪拌約1 min成水泥漿,然后投入粗、細骨料攪拌均勻。3)計量控制。計量精度每工作班至少檢查2次,計量控制在:外加劑:±0.5%,水泥、摻合料、膨脹劑、水:±1%,砂石:±2%以內。4)攪拌時間。攪拌應符合所用機械說明中的規定時間,一般不少于90 s,摻加膨脹劑的混凝土攪拌時間延長30 s,以攪拌均勻為準,時間不宜過長。

　　3.2　混凝土運輸

　　運送混凝土的車輛應滿足均勻、連續供應混凝土的需要,必須有完善的調度系統和裝備,根據施工情況指揮混凝土的攪拌與運送,減少停滯時間。在夏季施工時,罐車在盛夏應有隔熱覆蓋措施。

　　3.3混凝土澆筑

　　1)混凝土澆筑順序方法。大體積混凝土宜采用斜面式薄層澆筑,利用自然流淌形成斜坡,并應采取有效措施防止混凝土將鋼筋推離設計位置。控制澆筑混凝土時間,摻外加劑時由試驗確定,但最長不得大于初凝時間減90 min。混凝土澆筑宜從低處開始,沿長邊方向自一端向另一端推進,逐層上升。2)混凝土振搗。振搗混凝土應使用高頻振動器,振動器的插點間距為1.5倍振動器的作用半徑,防止漏振。斜面推進時振動棒應在坡腳與坡頂處插振。振動混凝土時,振動器應均勻地插拔,插入下層混凝土500 mm左右,每點振動時間10 s～15 s,以混凝土泛漿不再溢出氣泡為準,不可過振。

　　3.4　混凝土表面處理

　　初凝前一次抹壓,臨時覆蓋塑料膜,混凝土終凝前1 h～2 h掀膜二次抹壓,覆膜。對混凝土表面水應及時引導集中排除。混凝土表面浮漿較厚時,應在混凝土初凝前加入粒徑為20 mm～40 mm的石子,均勻撒布在混凝土表面,并用抹子輕輕拍平。對混凝土硬化后的表面塑性收縮裂縫,可灌注水泥素漿并刮平。

　　4　裂縫控制

　　4.1　通過控制混凝土的溫升來降低溫度應力

　　選用中低熱的水泥品種,以減少水化熱的產生;用摻合料來轉換部分水泥,可利用混凝土后期強度;用添加外加劑來延緩水化熱釋放速度;通過調整原材料入機溫度及運輸途徑來控制混凝土出機溫度和入模溫度。對溫度應力進行理論計算,選擇經濟、可行的技術措施,實施溫度動態監控,做到信息化施工。

　　4.2　控制混凝土降溫速率,充分發揮徐變特性

　　做好保溫和降溫工作,控制內外溫差,達到同步降溫,減小溫度梯度;內部設冷卻水管,循環帶走部分熱量,來降低內部溫度。

　　4.3　提高混凝土的極限拉伸值

　　控制原材料質量,尤其是骨料的級配和含泥量,合理確定配合比。加強混凝土的二次振搗,提高密實度。采取一些構造上的手段,改善邊界約束條件。

　　5　結語

　　大體積混凝土結構的施工技術與裂縫控制措施,直接關系到混凝土結構的使用性能,若不能很好的了解大體積混凝土結構開裂的原因及采取的相應措施,就很難保證施工質量。防止大體積混凝土出現裂縫,是一項復雜的系統工程,隨著新材料、新工藝的不斷涌現和科學技術的不斷提高,大體積混凝土施工技術及病害防治措施將日臻完善。