大体积混凝土施工技术的应用

摘要：该文从施工材料，混凝土配合比，施工方法、养护等方面介绍了大体积混凝土施工技术，以达到降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能的目的。

关键词：大体积混凝土、裂缝、措施、施工方法养护

中图分类号：TU文献标识码：A

1大体积混凝土的定义

大体积混凝土指最小断面尺寸大于1m以上的混凝土结构，必须采用相应的技术措施处理温度差值，控制温度应力和裂缝开展的混凝土结构。

2施工材料

2.1大体积混凝土要防止因水泥水化热引起的温度应力裂缝，需从材料选择上、技术措施等环节做好施工准备工作。

水泥。主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求，一般采用低热矿渣水泥，中热硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰。外部混凝土，除抗裂性能外，还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小，因此一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。

砂。砂选用质地坚硬、级配良好的B类低碱活性天然中砂，其含泥量应控制在2.5%以内。细度模数为大于2.5-3.2，以减少用水量，水泥用量也可相应减少，降低混凝土的温升和减少混凝土的收缩。

石子。粒径5mm-25mm的低碱连续级配碎石或卵石。按照《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ52-92)的要求，含泥量应控制在1.0%以内，针状和片状颗粒含量不大于10%。

混凝土外加剂。混凝土外加剂应符合《混凝土外加剂质量标准》，其应用要符合《混凝土外加剂应用技术规范》。使用的混凝土内掺入外加剂时，要符合设计要求及有关规定，并选用绿色环保型的、无污染、无毒害等并经检测机构检测的合格产品。

外加剂带入混凝土的碱含量≤0.7kg/m3，氯离子含量(0.02-0.20)kg/m3，氨含量≤0.1%，游离甲醛≤0.5g/kg，总挥发性有机化合物(TVOC)≤200g/L，并要求搅拌站对混凝土放射性进行检测，确保混凝土安全。

矿物掺合料。依据《地下工程防水技术规范》的规定，防水混凝土掺入的粉煤灰级别不得低于二级，掺量不宜大于20%，磨细矿渣粉的掺量应经过试验确定。

2.2混凝土配合比

通过试验室进行多种配合比的试验和研究，选用最佳配合比作为混凝土的施工配合比，最佳配合比应满足以下要求:混凝土的初凝时间不少于6h；混凝土的砂率控制在35%-40%。；混凝土中的最大氯离子含量为0.06%；混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3；水泥中铝酸三钙含量≤8%。

3大体积混凝土主要施工方法

3.1.施工工艺流程

泵车试运转搅拌站供货核实混凝土配合比。开盘鉴定:混凝土运输单检查混凝土质量、坍落度输送与混凝土同配合比水泥砂浆输送管内壁输送混凝土分层浇筑振捣抹面扫出浮浆、排除泌水养护测温成品保护。

3.2.混凝土振捣

混凝土拌合料必须振动捣固，密实成型，使拌合料的颗粒之间以不同的震动加速度发生液化，破坏初始颗粒之间不稳定平衡状态，骨料颗粒依靠自重达到稳定位置，游离水分挤压上升，气泡逸出表面，混凝土最终逐渐达到密实状态。从而大大提高混凝土结构耐久性。

浇筑时，每条泵管配备足够的振捣棒。使混凝土自然缓慢流动，然后全面振捣，保证整个高度混凝土的质量。混凝土浇筑应分层振捣，每次浇筑高度不应超过振动棒长度的1.25倍，即不得超过500mm。

为保证上下层混凝土能结合成整体，在进行上层振捣时，应插入下层不小于50-10Omm，并在下一层混凝土初凝前，将上层混凝土振捣完毕。振捣时间以混凝土表面水平、不再出现下沉、不出气泡、表面出现灰浆为准。一般每点振捣时间控制在20s－30s即可。严禁欠振或过振，防止发生分层、离析现象。

3.3.混凝土的保温、养护

降低大体积混凝土内外温差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度，以承受外约束应力时的抗裂能力，对混凝土的养护是非常重要的。

为了确保新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，混凝土浇筑完毕后，在l2h内加以覆盖并浇水养护，以保持混凝土表面湿润。底板大体积混凝土采用覆盖养护方法，在混凝土面上覆盖一层塑料薄膜，在塑料薄膜上再加上一层阻燃草帘被。然后再用塑料薄膜把混凝土全部严密地覆盖起来，四周用砂袋或其他重物压住，防止被风吹开，影响养护效果。并保持塑料薄膜内有凝结水，保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护。混凝土养护时间不得少于14d。

混凝土在强度未达1.2MPa前，不得上人和安装模板、支架。为保证混凝土内部与混凝土表面温差小于25℃、表面温度与大气温度之差小于25℃，采用塑料薄膜和保温被覆盖养护的同时，还要根据实际施工时的气候、测温情况、混凝土内外温差和降温速率，通过热工计算来随时调整养护措施。

在养护过程中，如发现遮盖不好，表面泛白或出现干缩细小裂缝时，耍立即仔细加以覆盖，加强养护工作并采取措施加以补救。保温层在混凝土达到砼强度标准值的30%后、内外温差及表面与大气最低温差均小于25℃时，方可拆除。

3.4.加强施工管理

在混凝土结构中，强度不是均匀的，裂缝总是从强度最低的薄弱处开始，当混凝土质量控制不严，混凝土离差系数大时裂缝就多。

4大体积混凝土裂缝的控制

4.1.大体积混凝土裂缝产生的原因

4.1.1水泥水化热

水泥在水化过程中产生大量的热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源，大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在结构内部不易散失，使混凝土内部温度升高，混凝土内部的最高温度，大多发生在浇筑后的3-5d，当混凝土的内部与表面温差过大时，会产生温度应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗温度应力时，便开始产生温度裂缝，这是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。

4.1.2约束条件

结构在变形变化时，受到一定的抑制而阻碍变形，当早期温度上升产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力，由于混凝土弹性模量小，应变和应力松弛度大，使混凝土与地基连接不牢固，因而压应力较小，当温度下降时，产生较大拉应力，若超过混凝土抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝。

4.1.3外界气温的变化

混凝土内部温度由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和混凝土的散热温度。三者叠加。外界温度越高，混凝土的浇筑温度也越高，外界温度下降。尤其是骤降，大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差应力，造成混凝土出现裂缝。

4.1.4混凝土的收缩变形

混凝土的拌合水中，只有约20%的水分是水泥水化热所必需的，其余80%被蒸发，水分的蒸发引起混凝土体积的收缩，从而产土裂缝。

4.2.大体积混凝土裂缝控制措施

大体积混凝土的强度等级宜在C2O-C35范围内选用。随着高层和超高层建筑物不断出现，大体积混凝土的强度等级日趋增高，出现C4O-C55等高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内部温度高，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面，而对于大体积混凝土底板应在满足抗弯及抗冲切计算要求下，采用C2O-C35的混凝土，避免“强度越高越好”的错误慨念。

5结论

大体积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。施工中，合理选用施工材料，优化混凝土配合比，保证混凝土的供应，采用科学的施工方法，严格施工管理，加强养护，就可以降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能，保证工程质量。

参考文献：

[1] 姜作为, 崔敏. 大体积混凝土施工技术研究[J]. 黑龙江科技信息, 2009, (24)

[2] 李栋权. 论建筑工程中大体积混凝土施工技术[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2010, (08)