大体积混凝土浇筑技术在建筑施工中的应用

【摘要】在建筑施工中大体积混凝土浇筑普遍常见，所以施工单位对此降低了重视程度，施工管理人员的质量控制意识松懈，放松了对大体积混凝土监测、监控工作仅凭以往工作经验和操作流程，在大体积混凝土的浇筑、养护工作中，也比较随意没有足够的重视这项工程操作。本文针对大体积混凝土的施工，提出质量控制措施方法，希望能够引起相关部门对质量控制的重视并在今后现场施工中真正运用或借鉴。

【关键词】裂缝降温养护浇筑方案

大体积混凝土施工的主要技术难点是防止混凝土表面裂缝的产生。造成大体积混凝土开裂的主要原因是干燥收缩和降温收缩。处于完全自由状态下的混凝土，出现再大的均匀收缩，也不会在内部产生拉应力。当混凝土处在地基等约束条件下时，内部就会产生拉应力，当拉应力超过当时混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。

混凝土中水泥水化用水大约只占水泥重量的2O％，在混凝土浇筑硬化后，拌合水中的多余部分的蒸发将使混凝上体积缩小。混凝土干缩率大致在(2一lO)x1O 一 4 范围内，这种干缩是由表及里的一个相当长的过程，大约需要4个月才能基本稳定下来。干缩在一定条件下又是个可逆过程，产生干缩后的混凝土再处于水饱和状态，混凝土还可有一定的膨胀恢复。值得注意的是早期潮湿养护对混凝土的后期收缩并无明显影响，大体积混凝土的保湿养护只是为了推迟干缩的发生，有利于表层混凝土强度的增长，以及发挥微膨胀剂的补偿收缩作用。

大体积混凝土浇筑凝结后，温度迅速上升，通常经3d 一5d 达到峰值，然后开始缓慢降温。 温度变化产生体积胀缩，线胀缩值符合L=Lo.a.T 的规律， 这里线胀缩值数取1x1O 一5(1/OC)。因为混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且混凝土弹性模量较低，所以升温时体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响。但在降温时其降温收缩与干燥收缩叠加在一起时，处于约束条件下的混凝土常常会产生裂缝，起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽加长，最终破坏混凝上的结构性、抗渗性和耐久性。

混凝土降温值=温度+水化热温升值一环境温度。其中温升值的影响因素主要有水泥品种和用量、用水量、大体积混凝土的散热条件(主要包括浇筑方法、混凝土厚度、混凝土各表面的能力和其它降温措施)等。

为尽量发挥混凝土松弛对应力的抵消作用，同时避免在混凝土硬化初期骤然产生过大的应力，应该减慢降温速度。一般规定，混凝土内外温差不大于 25℃，降温速度不大于 1.5OC/d。

一、混凝土配合比设计

对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；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。

（1）选用水化热低32.5MPa 矿渣水泥，水泥用量仅为340kg/m3。（2）大掺量 I 级粉煤灰 (国外高达 3O％)。掺量高达100kg/m3，占水泥用量的 29％，占胶凝材料总量的 21％，在大体积混凝土中掺粉煤灰是增加可泵性、节约水泥的常用方法。矿渣水泥本身就掺有 20％一70%活性或惰性掺合料，再在矿渣水泥中掺近 30％的粉煤灰，而且要配制大坍落度的 C4O 混凝土，非常少见。这个掺量巳接近 GBJ146―9，粉煤灰混凝土应用技术规范的规定的上限。

二、混凝土的浇筑方案选用

全面分层，采取二次振捣方案。混凝土初凝以后，不允许受到振动。混凝土尚未初凝(刚接近初凝再进行一次振捣，称二次振捣)，这在技术上是允许的。二次振捣可克服一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性。

全面分层，二次振捣方案就是当下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性。这样，当下层混凝土一直浇完 42m 后，再浇上层，不致出现初凝现象。此方案虽然技术上可行，也有利于保证混凝土质量，但需要增加人力和振动设备，是否采用应做技术经济比较。

三、预测温度、设计养护方案

在约束条件和补偿收缩措施确定的前提下，大体积混凝土的降温收缩应力取决于降温值和降温速率。降温值=浇筑温度+水化热温升值一环境温度。

为了防止大体积混凝土裂缝的产生，通过计算预测了混凝土的浇筑温度、混凝土温升值的可能产生应力，并据此制定了降低浇筑温度腔制温升值措施，预先制定减缓降温速率的方案和一旦出现意外情况的应急措施。

这个温度是昼夜平均浇筑温度，如果白天最高气温是35℃，这时的浇筑温度 Tj=31.4℃。为了降低 Tj，采取如下措施：料场石子进仓前用凉水冲洗，水泥在筒仓内存放 15 以上，晴天泵管用湿岩棉被覆盖，气温高时拌合水中加冰降温。其中，拌合水中加冰效果最好。

可见，每使混凝土浇筑温度下降 1℃，平均要使拌合水温下降近 6℃。要使混凝土浇筑温度下降 3℃，至少每 m3 混凝土要加 O℃冰 40kg．无论如何，在工程中实际浇筑温度 Tj，都不能超过 32℃。

四、确定保温材料的厚度，预测混凝土表面温度

一般规定：混凝土内表温差 T1 一 T2≤25℃对于较厚的混凝土，此温差值可适当放宽。

由此可见，即使在炎热的夏季，大体积混凝上在降温阶段要“保温”养护。

经过计算，提出两种养护方案供施工时选择。一种是盖一层塑料薄膜和一层 3cm 厚的防水岩棉被。另一种是蓄水 2cm一 12cm 养护，深度随当时混凝土内外温差增减。前者的优点是保温性能较好，可缩小混凝土内表温差，减慢降温速度，从而有利于混凝土抗裂，但缺点是可能因降温速度过慢而延长养护时间；但如遇环境温度骤降造成混凝土内表温差过大时，较难采取临时加强保温的措施。

实际施工中采用了第一种养护方案，养护效果很好。塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿，既保证了表层混凝土的强度增长，又使前3周的降温阶段不致出现干燥收缩，还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。岩棉被的效果也恰到好处，当混凝土表面温度过高，不利于降温时，局部揭开岩棉被加快降温。下过几场大雨后，岩棉被被水浸透，导热系数增大，使混凝土浇筑后3周的降温速度始终较好地控制在1.30c/d―1.5Oc/d 范围之内。

五、结束语

1、基础大体积混凝土施工，一次浇筑量大，厚度大，强度等级高，在夏季炎热天气施工，技术难度大。混凝土浇筑后，经过3个星期保温保湿养护，效果理想。要施工好超厚、高强度等级的大体积混凝土，关键要有一个先进的混凝土配合比，有一套严谨的施工组织设计，有一套科学的养护工艺，有一种严谨的工作作风。

2、配制大体积混凝土，关键在于水化热要低，大掺量I级粉煤灰和低用量的矿渣 32.5MPa 水泥相结合是该工程成功的关键之一。 它有效地降低了水化热，提高了可泵性，从而提高了表层混凝土的强度。

在大体积混凝土的湿热养护条件下，混凝土早期强度发展得很好，有效地防止了混凝土裂缝的出现。微膨胀剂确实起到了补偿收缩作用。 根据计算，自降温开始，混凝土表层就应该出现拉应力。可是在实测中，始终未测到拉应力。除混凝土松弛，养护阶段没发生干缩外，微膨胀剂功不可没。

3、大体积混凝土施工，养护和浇筑同样重要。 保湿是前提，控制降温速度是关键，监测是根据。

总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格施工规范，仔细落实每一个施工环节，认真妥善地作好浇筑完的保温工作，该项技术是完全可以取得满意的效果。