大體積混凝土施工的主要技術(shù)難點(diǎn)是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土，出現(xiàn)再大的均勻收縮，也不會在內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土處在地基等約束條件下時(shí)，內(nèi)部就會產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過當(dāng)時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會開裂。① 

　　一、大體積混凝土澆筑過程產(chǎn)生裂縫的原因分析 

　　1、水泥的性質(zhì)和用量是產(chǎn)生裂縫的根本因素 

　　大體積混凝土主要是由水泥、煤灰、石子、砂子混合澆筑而成，煤灰的主要作用是不僅可以節(jié)約水泥的用量，而且還可以降低水化熱，增加混凝土和易性，還能夠大幅度提高混凝土后期強(qiáng)度，煤灰的用量一般在29%左右。石子和砂子的主要作用也是為了減少水泥的使用量、和混凝土的收縮變形。 

　　在混凝土中，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要原因是水泥水化過程中產(chǎn)生的水化熱，不同型號的水泥，產(chǎn)生的水化熱不同，水泥的用量不同，產(chǎn)生的水化熱也不相同，因此，水泥的性質(zhì)和用量是導(dǎo)致大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的根本原因。 

　　2、水泥水化使大體積混凝土產(chǎn)生內(nèi)外溫差導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生 

　　由于混凝土在硬化期間存在水泥水化過程，并且水泥在水化過程中會釋放大量的水化熱。再加上混凝土的體積比較大，所產(chǎn)生的水花熱很難在短時(shí)間內(nèi)釋放出去，因此，所產(chǎn)生的水化熱就會積聚在大體積混凝土的內(nèi)部，導(dǎo)致大體積混凝土內(nèi)部溫度不斷升高�？墒�，盡管內(nèi)部的溫度快速升高，而表面溫度卻變化不大。這就使大體積混凝土的內(nèi)部和表面產(chǎn)生較大的溫差。如果溫差值過大，造成大體積混凝土內(nèi)外溫度的變化產(chǎn)生差異，從而導(dǎo)致溫度應(yīng)力的產(chǎn)生，大體積混凝土表面出現(xiàn)顯著的溫度裂縫，給大體積混凝土帶來非常嚴(yán)重的危害。 

　　通常情況下，混凝土的澆筑厚度越大，所使用的水泥量也就越大，水泥在水化過程中所產(chǎn)生的水化熱也就越多，溫度升高就越快。因此，混凝土的體積越大，其表面出現(xiàn)裂縫的機(jī)會就會越多。 

　　為了避免裂縫的產(chǎn)生，在澆筑完成的早期，我們通常采用的是潮濕養(yǎng)護(hù)的方法�？墒菍τ隗w積比較小，厚度比較小的混凝土澆筑，潮濕養(yǎng)護(hù)的方法比較湊效，而對于大體積的混凝土來講，潮濕養(yǎng)護(hù)只能推遲干縮的發(fā)生，保證表層混凝土強(qiáng)度的增長，對混凝土的后期收縮基本起不到什么作用。 

　　3、降溫收縮和干燥收縮是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的主要因素 

　　除了水泥水化產(chǎn)生的熱導(dǎo)致內(nèi)外溫差產(chǎn)生裂縫的原因外。當(dāng)內(nèi)部溫度達(dá)到峰值后就會逐漸降低，而在降溫過程中因降溫產(chǎn)生的收縮會和因干燥產(chǎn)生的收縮疊加在一起，使處于約束條件下的混凝土產(chǎn)生裂縫。早期的裂縫也會導(dǎo)致應(yīng)力集中，這樣一來，應(yīng)力不斷加大，裂縫也就也來越寬、越來越長。 

　　由于混凝土具有抗壓強(qiáng)度高抗拉強(qiáng)度低的特點(diǎn)，再加上混凝土的彈性系數(shù)較差，因此水泥水化過程中產(chǎn)生的熱導(dǎo)致水泥膨脹對混凝土的影響不太大。而降溫過程和干燥過程中產(chǎn)生裂縫的原因才是大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。 

　　4、影響裂縫產(chǎn)生的條件 

　　大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因比較復(fù)雜，除了水泥本身的原因外，還有用水量、混凝土的澆筑方法、澆筑的厚度、混凝土表面的應(yīng)力以及所采用的降溫措施等。 

　　二、大體積混凝土澆筑技術(shù)的具體應(yīng)用 

　　為了進(jìn)一步理解對建筑施工過程中大體積混凝土澆筑技術(shù)，我們以具有下面工程特點(diǎn)的大體積混凝土為例來進(jìn)行說明： 

　　⑴、設(shè)計(jì)建筑平面是正方形。其中地上建筑52層，地下建筑2層。 

　�、啤⒉捎萌�現(xiàn)澆外框內(nèi)筒結(jié)構(gòu)。 

　�、�、基礎(chǔ)底板總面積約為4600平方米（98.4×95.6） 

　�、�、基礎(chǔ)底板的砼總量約為7800立方米. 

　　⑸、整個(gè)基礎(chǔ)包括大承臺（面積約1200平方米）、小承臺、承臺底板。 

　�、省⒌装寤炷�土厚0.8米，承臺混凝土厚3.2米 

　　⑺、砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C40 

　　1、原料的選擇及配合比例 

　　降低大體積混凝土溫度的最有效的方法就是降低水泥水化過程中產(chǎn)生的水化熱。因此，必須做好原料的選擇和配合比例的選擇。 

　�、�、原料的選擇 

　　水泥的選擇：由于本工程的砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級為C40，為了降低水化產(chǎn)生的熱量，減少水泥的用量，因此水泥可選用525號煉石水泥。 

　　骨料的選擇：對于細(xì)骨料的選擇也要從減少水化熱方面來考慮。因此，細(xì)骨料主要采用中砂。在粗骨料的選擇上，主要考慮混凝土的可泵性和混凝土的收縮變形問題，因此主要選用5到20毫米粒徑的連續(xù)級配石子。 

　　在進(jìn)行骨料選擇時(shí)，還要考慮骨料的含泥量。骨料中的含泥量不同，澆筑成的混凝土收縮變形程度不同，混凝土的抗拉強(qiáng)度也不同。因此控制骨料中的含泥量也是進(jìn)行骨料選擇的必要條件，一般情況下粗骨料的含泥量應(yīng)在1％以下，細(xì)骨料的含泥量應(yīng)在2％以下。 

　　摻和料和外加劑的選擇：由于混凝土的28天強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度基本接近，為最大程度控制溫升速度，推遲溫度升高到峰值的時(shí)間，摻和料應(yīng)該選用大摻量I 級粉煤灰，每立方米摻量最多可以達(dá)到100千克。從大體積混凝土的施工技術(shù)特點(diǎn)上來看，摻粉煤灰是增加可泵性、節(jié)約水泥的非常普遍的方法。 

　　外加劑的選擇主要采用在混凝土中添加U型低堿膨脹劑的方法，研究表明，在混凝土內(nèi)添加10%的U型低堿膨脹劑，可以達(dá)到膨脹應(yīng)力抵消一部分混凝土的收縮應(yīng)力的效果，這樣就可以減少裂縫產(chǎn)生的機(jī)會。 

　�、啤⑴浜媳壤� 

　　對配合比設(shè)計(jì)的主要要求是：既要保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度，又要大幅度降低水化熱；既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量②。 

　　根據(jù)試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)，每立方米混凝土配合比為525號水泥400kg，連續(xù)級配碎石（粒徑5―20mm）1060kg，摻合料73kg，外加劑6kg，水170kg，坍落度160―180mm③。 

　　2、混凝土的澆筑方案選用 

　　在混凝土澆筑方案的選擇上主要采取全面分層，二次振搗的方案。在混凝土澆筑完成剛接近初凝時(shí)，可以進(jìn)行二次振搗，如果混凝土已經(jīng)初凝，則不能再進(jìn)行振搗。二次振搗可以改變混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使混凝土內(nèi)部因水分和氣泡產(chǎn)生的微小空隙減少，還可以減輕混凝土和鋼筋的脫離程度，提高混凝土和鋼筋之間的握裹力，從而使混凝土更加堅(jiān)固。 

　　全面分層，二次振搗方案可以使接近初凝的混凝土恢復(fù)和易性，這種方案可以使混凝土上下層之間的各種系數(shù)保持一致，從而保證了混凝土內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)一步減小，這樣就降低了裂縫產(chǎn)生的機(jī)會。 

　　3、預(yù)測混凝土內(nèi)部溫度、精心設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)方案 

　　在各項(xiàng)措施得到有力保證的前提下，預(yù)測混凝土內(nèi)部溫度，降低降溫收縮應(yīng)力就成為保證混凝土不出現(xiàn)裂縫的唯一途徑。收縮應(yīng)力越大，出現(xiàn)裂縫的機(jī)會就越大，相反，收縮應(yīng)力越小，出現(xiàn)裂縫的機(jī)會就越小。 

　　收縮應(yīng)力主要和降溫值和降溫的速度有關(guān)。我們可以通過下面的關(guān)系式來計(jì)算降溫值： 

　　降溫值=澆筑溫度+水化熱溫升值－環(huán)境溫度 

　　這樣，我們就可以通過計(jì)算對混凝土的澆筑溫度、由溫升值產(chǎn)生是內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行猜測，從而制定采用控制澆筑溫度控制溫升值的方法，這樣就能有效控制裂縫的產(chǎn)生。同時(shí)，還可以據(jù)此制定相關(guān)措施，以應(yīng)對突發(fā)事件的發(fā)生。 

　　4、保溫材料的使用 

　　在計(jì)算混凝土中心溫度時(shí)，我們可以采取以下算式進(jìn)行計(jì)算： 

　　混凝土中心溫度=混凝土中心最大溫升+澆筑溫度 

　　為了防止混凝土出現(xiàn)裂縫，就要應(yīng)對混凝土中心溫度和環(huán)境平均溫度之差造成的應(yīng)力。為了解決這個(gè)問題，最好的辦法就是在大體積混凝土表面覆蓋保溫材料，。 

　　為此，在施工過程中，經(jīng)常采取的減少大體積混凝土內(nèi)外溫差的方法是表面添加覆蓋物的方法。一般采用的覆蓋物是塑料薄膜和防水巖棉被。 

　　總之，大體積混凝土澆筑是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工作，裂縫的產(chǎn)生也和方方面面的因素有關(guān)。為此，我們一定要認(rèn)真選擇施工材料，設(shè)計(jì)施工方案，落實(shí)每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，只有這樣才可以保證整個(gè)施工得到讓人滿意的結(jié)果。 

　　注：①吳高 淺談大體積混凝土澆筑技術(shù).民營科技.2010.06） 

　　②、③粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GBJ146-90國家標(biāo)準(zhǔn) 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　1、江正榮.建筑施工工程師手冊［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.12 

　　2、李麗宏.“三摻技術(shù)”在大體積混凝土施工中的應(yīng)用.民營科技.2008.02 

　　3、楊書全 鄺青.大體積混凝土裂縫控制與施工技術(shù)的工程應(yīng)用.礦冶.2004.03