摘要：隨著建築工程規模不斷擴大和功能的多樣化，大體積混凝土結構施工技術在建築領域中的應用越來越廣泛。由於大體積混凝土結構承受的荷載比較大，易出現水化熱現象而導致裂縫，因而結構整體性要求高、技術性高，施工中要嚴格控制施工技術，以防止裂縫出現。
下面本文就大體積混凝土出現裂縫問題的主要原因進行了分析，並提出了土木工程中大體積混凝土結構施工技術措施。
關鍵詞：土木工程；大體積混凝土；結構施工技術
引言混凝土作為土木工程中比較常見的施工材料，發揮著重要的作用，其中大體積混凝土結構的施工質量直接影響到整體建築的質量。在土木工程中，對混凝土的施工技術進行監督，保證混凝土的質量，不僅可以降低施工成本，同時還對整體建築質量有所保障。
一、大體積混凝土出現裂縫問題的主要原因
1、水泥水化熱因素
水泥在水化過程中必然要釋放出一定的熱量。由於大體積混凝土結構斷面較厚，表面係數相對較小，導致水泥釋放的熱量不易擴散而聚集在結構內部，以致於大體積混凝土結構內部的溫度越來越高，與外界形成較大的溫差，因此出現裂縫問題。
2、外界溫度變化因素
大體積混凝土在土木工程施工過程中，它的澆築溫度隨著外界溫度的變化而變化。每當氣溫驟降的情況下，都會增加混凝土內、外部的溫差，形成溫度應力。溫差越大，溫度應力越大，產生裂縫的可能性就越大。
其實，溫度應力與水泥水化熱因素有著共同點，就是造成裂縫的主要因素都歸結於溫差。
3、混凝土自縮因素
3.1 水泥因素
混凝土材料的關鍵是水泥，但是不同的水泥有著不同的特性，每一種都是有自己的使用效能的，他們各自的自縮能力也是不一樣的，一般來說鋁酸鹽水泥、早強水泥的自縮值偏大，中熱、低熱水泥的自縮值較小，礦渣水泥到了使用後期時的自縮值才會增大。再加上不同水泥的細度是可以影響到其的自縮值的，倘若使用的水泥細度太細，這樣是會導致其早期的自縮速度更大的。
3.2 外加劑因素
摻加高效減水劑來增大流動度時，高效減水劑可稍微降低自縮值， 但不同型別、不同摻加量的高效減水劑對自縮的作用差別很小。減水劑可減小自縮值 50%，這可能與減水劑可減小毛細水的表面張力有關。膨脹劑對自縮的作用取決於它的種類，某些氧化鈣型的膨脹劑可以減小自縮；而其他型別的膨脹劑雖在早期有膨脹，但隨後的收縮速度對混凝土的自縮沒有影響。
3.3 礦物摻合料因素
在水泥中加入比表面積在 400㎡/kg 以上的礦渣時，其 120d 的自縮值隨礦渣的摻量增大而增大； 而在水泥中加入比表面積為 338㎡/kg 的礦渣時，其 120d 的自縮值不隨礦渣的摻量改變而增大。在水泥中摻加矽灰將使混凝土的自縮值增大；矽灰的摻量越大，水泥漿自縮值越大。混凝土的自縮值隨粉煤灰摻量的增大而降低，特別是早期自縮值降低得非常明顯。
3d 齡期後摻加粉煤灰混凝土的自縮增長速度高於空白混凝土．粉煤灰摻量超過 20%後， 減小自縮的效果並不顯著．在水泥中加入偏高嶺土，在偏高嶺土(比表面積為 12㎡/g)含量為 10%時，水泥漿(水膠比為 0.55)的自縮值最大。
在水泥中加入經過防水處理的粉末，可以減少自縮。經過防水處理的偏高嶺土對自縮的減小作用在後期消失了；而經過防水處理的矽質粉末對自縮的減小作用能保持很長時間， 其取代量為 10%時就對自縮有明顯的減小作用。
3.4 其他因素對自縮的影響
通常而言，水泥的自縮是受到溫度的影響的，它是會隨著溫度而變化的，尤其是當溫度達到15-40℃以後，這對於水泥攪拌體的自縮值、自縮速度的影響更大。而當水灰比減少的時候，混凝土的自縮值和自縮速度會顯著增大。對於混凝土結構的養護是最重要的，如果不能及時的對其進行養護，就會因為外面的環境等因素影響其本身不同的自縮。
同時骨料多少的占有量對於混凝土自縮也是有著不可忽視的作用，如果骨料占有量增加，混凝土的自縮值就會減小。那麼不同骨料的使用自然也是會對混凝土的自縮有著不同的作用，對於人工的那些骨料混凝土其自縮值明顯是比常規的要小的，而且輕骨料混凝土的自縮值會因隨著輕骨料的含水率和幹密度變大而減小。6%體積分量的鋼纖維新增到混凝土，能使得自縮值減小20%。
4、結構材料不達標
根據相關建築工程行業規定和標準分析，在目前多數建築工程專案中，大體積混凝土原材料還不能夠達到相關的質量要求。為了提高工程建築的質量，在工程專案施工中，混凝土材料必須要能夠達到設計標準，同時在施工的過程中要確保砂石骨料的選擇具有一定的含水量，並且要定期進行含水量的監測，從而保證混凝土強度能夠滿足目前的施工要求。
二、土木工程中大體積混凝土結構施工技術措施
1、水泥的選擇與控制
在大體積混凝土的施工過程中，對水泥的選擇十分重要。不同品牌、不同型別的水泥內部組織各不相同，因此配置混凝土的效能也不盡相同，一般大體積混凝土工程在澆築初期發生開裂的最重要原因就是由於混凝土內部溫度公升高與收縮而造成的。通過對大體積混凝土的選材及配合比的控制，在大體積混凝土結構中加入外加劑，儘量減少水泥和水的用量，以減少水化熱現象引起的收縮變形。
普通的矽酸鹽水泥雖然其早期的強度高但是水化熱反應大；礦渣水泥相比普通水泥的熱度低，但是它的乾縮和滲水現象嚴重，而且後期會產生硬度收縮；火山灰水泥在後期的收縮程度較大，而且經濟代價較大。通過平衡選擇，一般情況下，粉煤灰水泥可降低裂縫出現的頻率，同時新增ln-800n 與膨脹劑hea，在一定程度上降低了水灰比以及水灰量，有效控制了水化熱現象，同時對大體積混凝土起到補償收縮的目的，有效防控了裂縫的產生，提高工程質量。
2、混凝土的澆築與振搗
根據施工的具體情況及溫度應力，可確定應選擇整體澆築還是分段澆築。在澆築過程中，遵循「分割槽定點、循序漸進、乙個坡度、一次到頂」原則，根據混凝土幫浦形成的坡度，在上層和下層分別布置兩道振搗點：第一道位於混凝土的卸點，解決上部振實；第二道位於混凝土的坡腳處，解決下部混凝土密實問題。
在澆築過程中，應選擇乙個部位進行，直到符合設計的標高，混凝土形成扇形流動趨勢，再在坡面實現連續澆築。當混凝土分段澆築結束後，可以在混凝土的初凝階段實現二次振搗或者表面擠壓，排除表面積水，並用木拍反覆擠壓密實，防止產生表面裂縫，提高大體積混凝土的防水效能與表面觀感。一般大體積混凝土澆築可選擇夜間進行，這樣可減少新舊混凝土的溫度差距，減少冷縮變形產生的裂縫。
3、改善混凝土的強度，降低混凝土收縮程度
改善混凝土強度，減低混凝土收縮程度可以從改善配合比和施工兩個角度加以解決。在混凝土調配比例方面，在保持幫浦送所需要的流動性的前提下，合理減低水泥用量。幫浦送混凝土宜摻適量粉煤灰, 坍落度在滿足幫浦送的條件下盡量選小值, 以減少收縮變形。
在施工方面，採用全斷面分層、自然分層或階梯分層等連續澆灌的方法，在混凝土終凝後及時快速的對表層進行碎石覆蓋處理，進行人工二次抹壓收面，從而減少收縮裂縫的出現。
4、合理選用和使用混凝土膨脹劑控制混凝土裂縮
摻膨脹劑的混凝土,水化時需水量大,比普通混凝土更要加強養護,使其表面始終處於潮濕條件,只有在充足水分下膨脹劑才能充分發揮作用。即使混凝土強度已達拆模條件,也必須保水養護足夠時間,在終凝後2 h即可開始澆水養護。混凝土的膨脹值一般要14 d才基本穩定。
夏季施工時,由於混凝土表面水分蒸發量大,且混凝土內部水化熱高,為保證大體積混凝土內部膨脹所需的水分,及保證混凝土內外溫差小於25℃,可在混凝土表面採用蓄水養護。冬季施工時,由於不能澆水養護,混凝土表面必須用塑料薄膜和保溫材料覆蓋嚴密,利用混凝土原有水分進行養護,必要時可澆熱水。這樣通過混凝土中摻入膨脹劑以及加強後期的養護工作充分發揮膨脹劑的作用,控制混凝土裂縮。
5、合理選擇混凝土材料
5.1 水泥
首先應優先使用低熱和中低熱、綜合性能好的普通矽酸鹽水泥；如混凝土中摻入外加劑如高效減水劑以控制單位用水量，或優質摻合料替換部分水泥用量，在保證同基準混凝土工作性強度的前提下，較高幅度地降低水泥用量，達到降低水化熱和混凝土收縮作用的目標。
5.2 骨料
其中砂石的含泥量對於混凝土抗拉強度具有較強的影響，控制失當可能導致結構嚴重開裂，因此砂的含泥量應≤2%，石的含泥量應≤1%；摻加≤混凝土體積25%的粗骨料，將塊石最大粒徑限制在150～250mm範圍內，不僅可相應降低用水量、泌水量與混凝土收縮作用，也能通過減少水泥用量達到減少水泥水化熱的作用，且石塊本身具有較高的吸收發熱量的功能，可以有效地控制混凝土的溫公升。 5.3 礦物摻和料
粉煤灰、礦渣、矽灰等礦物摻和料的加入能夠很好地降低膠結材料的水化熱，其中，粉煤灰具有火山灰活性，對於降低混凝土澆注初期的水化熱，減少乾縮，改善混凝土的和易性、抗滲效能和耐久性指標均具有明顯意義，工程應用廣泛。但由於粉煤灰的二次水化反應往往會在混凝土澆築14天後發生，且混凝土中水泥濃度降低，都必然導致混凝土早期強度偏低，使混凝土粘結時間延長。因此，粉煤灰摻量的控制必須嚴格遵循相關的技術指標要求，並通過減水劑與改性劑雙摻的方法予以解決。
6、提高施工工藝的要求，採用二次抹壓技術及相應的養護措施
加強養護工作，澆築完成之後要盡早委派專門的施工人員負責養護，確保混凝土始終處於濕潤的狀態，以免出現內外溫度和水分不勻而引起的裂縫。此外還要加強保溫，降低混凝土表面的熱擴散，減少混凝土表層和內部溫差，防止表面出現裂縫。通常情況下，混凝土在澆築完畢後12小時內實施灑水養護，對於混凝土的養護要有連續性，對混凝土的養護時間最好在15天左右為宜。
7、大體積混凝土的養護
養護在大體積混凝土的施工中具有十分關鍵的作用。養護的目標在於保持恰當的濕度與溫度，以較好控制混凝土的內外溫差，保證混凝土強度的正常發展，避免產生裂縫。在大體積混凝土養護過程中，應注意保濕、保溫並徐緩降溫。
另外，大體積混凝土的夏季施工應採用蓄水或者流水保護，冬季施工則使用麻袋覆蓋，側面使用碘鎢燈照射養護。在不同情況下，混凝土的養護時間略有不同：採用普通矽酸鹽水泥或者礦渣矽酸鹽水泥攪拌的混凝土，不得少於一周；對摻入緩凝型外加劑或者具備抗滲要求的混凝土，不能少於兩周。
應定期測量混凝土的表面與內部溫度，以便及時調整養護方案。根據大量的實踐經驗表明，大體積混凝土的溫差變化在72小時內的波動性最大，因此在72小時內應採取現場值班、不間斷測量等方式，在測試中，要求記錄混凝土的入模溫度、測溫時間、保溫材料的覆蓋狀況、澆水養護時間、恢復保溫時間以及特殊天氣情況等。
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