大体积混凝土浇筑技术浅析

摘要：在大体积混凝土的浇筑施工中极易出现裂缝，如果不加以控制，会产生许多严重后果。本文分析了大体积混凝土裂缝的原因，并从材料、施工、温控等方面总结出大体积混凝土温度裂缝的控制方法。

关键词：大体积混凝土；温度裂缝；施工技术

0前言

近十几年来，我国经济飞速发展，因此土木工程建设也将随之快速增长。从而混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几万立方米，因此，对于大体积混凝土施工提出了更高的要求。现代建设工程中时常涉及到的大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型桥梁基础、水利大坝等，它主要的特点是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于lm。由于其体积大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。

1大体积混凝土的裂缝

大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝：①混凝土内外温差而产生的；②混凝土结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，防止混凝土收缩变形。混凝土抗压强度较大，但抗拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉力强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。

大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；表面裂缝一般危害性较小。

2大体积混凝土的配制

大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点：粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂，外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等，大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量；降低原材料的温度；水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，使混凝土水灰比改变，而在掏水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝土的固结力和整体性。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水量多，泌水性大；且与温度高低有关，水完个析出的时间随温度的提高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂，以降低用水量在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土。

3大体积混凝土的浇筑

施工时根据具体情况和温度应力计算，确定一次性浇筑或分块浇筑。然后根据确定的施工方案确定劳动力数量、计算混凝土运输工具、浇筑设备和捣实机械。常用的浇筑方法是用塔式起重机浇筑和混凝土泵浇筑。值得注意的是，当混凝土采用泵送时，应严格控制混凝土浇筑时的坍落度，若出现离析现象，必须在浇筑前进行二次搅拌。在大体积混凝土施工过程中常采用分块浇筑来降低大体积混凝土的内外温差。在工期允许的条件下，可将大体积混凝土结构采用分层多次浇筑，在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过28℃(注:混凝土浇筑温度系指混凝土振捣后，在混凝土50～100mm深处的温度)，使混凝土内部的水化热得以充分地散发，而结合面则按施工缝处理，但应该注意的是分层浇筑的间歇时间。

从理论上分析，一次性浇筑只要采取降低混凝土内部温度、保持内外温差在一定温度范围内(小于25℃)的措施，就可保证混凝土结构的完整性。混凝土浇筑层的厚度，应不大于振捣棒作用部分长度的1.25倍。浇筑混凝土应连续进行，如果必须间歇时，也必须在前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。

4大体积混凝土施工中的后浇带

目前，大多数国家均采用设置温度伸缩缝的方法控制裂缝（一般伸缩缝的间距为6～40m）。然而，伸缩缝容易出现渗漏的现象，特别是地下工程，因此在施工条件及施工技术均较困难的条件下，常采用临时性变形缝(即后浇带)来控制裂缝。后浇带的间距较小，一般为20～40m，可使施工期间激烈温差及收缩应力得到显著的释放。封闭后浇带的时间间隔越长越好，一般不少于40d，过短将失去作用。封闭后浇带的材料可采用比缝两边混凝土高一个强度等级的普通混凝土或膨胀混凝土，在浇筑混凝土之前应将接缝处的混凝土表面凿毛，清洗干净，井保持湿润。后浇缝混凝土浇筑后，其养护时间不应少于28d。

当大体积混凝土平面尺寸较大，而又不希望留置后浇带时，可采取措施，用减小地基对混凝土的阻力系数(Cx)的方法来实现减小温度应力的目的。可以在大体积混凝土下面的垫层上干铺一层油毡作为滑动层，或者在垫层上表面抹平压光，再涂刷隔离剂。

5大体积混凝土水化热散热技术

（1）大体积混凝土浇筑后其水泥化热量大，内部温差过大就可能使混凝土产生裂缝开展，采用内散、保温的养护方案。

（2）在混凝土内预设冷却水管，利用冷水降低混凝土内部温度并在混凝土表面覆盖塑料薄膜、草包各两层养护，使混凝土表面不致快速散热，以控制混凝土内外温在允许范围（25℃）以内，并保持混凝土表面湿润。冷却水管可以采用25mm普通黑铁管，内部管道竖向与水平向间距以混凝土内部均匀降温为原则取1.0m，各布置两层。冷却水管固定于钢筋支架上，用铁丝绑扎或点焊固定。

（3）冷却水的水源利用自来水，冷却水与混凝土之间温差应控制在22℃以内。

（4）进出水管由总管分出若干分管头与单元的进出水头联结，各单元冷却水进出口处安装阀门，以便根据出水水温控制水量。

（5）冷却水管采用螺纹对接，进出水管的接头长0.6～0.65m,体外留出0.5m其安装完毕后进行通水试验，确保不漏水。

（6）混凝土浇筑开始时，水管覆盖一层混凝土后，相应的冷却管网应立即通水冷却。通水过程中，对管道流量、进出水温及混凝土内部温度变化情况，由专人定时进行测量记录，并以此为依据控制冷却水流量、蓄热养护层数等。连续通水10～l5d，不得中断，待进水、出水的温度接近时方可停止。通水过程中，应避免致命混凝土开裂的大而陡的温度梯度，冷却速度一般以每天温度下降小于2℃为宜。

6大体积混凝土养护时的温度控制

养护是人体积混凝土施工中一项十分关键的工作。养护主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土内表温差，促进混凝土强度的正常发展及防止混凝土裂缝的产生和发展。根据工程的具体情况，应尽可能多养护一段时间，拆模后应立即回土或在覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。大体积混凝土的养护，不仅要满足强度增长的需要，还应通过人工的温度控制，防止因温度变形引起混凝土的开裂。

温度控制就是对混凝土的浇筑温度和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：

①混凝土的中心温度与表面温度之间、混凝土表面温度与室外最低气温之间的差值均应小于20℃；当结构混凝土具有足够的抗裂能力时，不大干25～30℃。

②混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。

③采用内部降温法来降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，还有常见的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。

④保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。

⑤混凝土表层布设抗裂钢筋网片，防止混凝土收缩时产生干裂。

7结束语

混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，若不能很好的了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施，那么实际生产当中就很难保证施工质量。在控制大体积混凝土温度裂缝时应从产生温度裂缝的各个因素出发，从设计、施工、养护及温控等各个环节加以控制，以避免温度裂缝的产生，最终确保工程质量。

参考文献：

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[3]陈涛，谢井丽.大体积混凝土温度监测与裂缝控制技术[J].公路交通科技，2009.