大体积混凝土施工技术

刘信 徐燏

（1、浙江中联建设集团有限公司，浙江 绍兴 312000 2、武林建筑工程有限公司，浙江 杭州 310020）

前言

大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质区别是由于混凝土中水泥水化要产生大量热量，而大体积混凝土内部的热量又不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，不是由其最小断面尺寸大小单一因素决定的。比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25℃时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25℃时，其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土。

大体积混凝土内部温度控制是收缩裂缝控制的必要手段，而内部温度控制应从原材料选择、内部温度降温和测温措施及施工组织三方面着手。

1 原材料选择

1.1 水泥

考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝；因此宜采用低水化热或中水化热的水泥品配制大体积混凝土，如：矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。通过掺加合适的外加剂改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。

1.2 粗骨料

选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

1.3 细骨料

采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

1.4 水

控制搅拌混凝土的水温，夏季可采用低温水和冰水搅拌混凝土。

1.5 粉煤灰

由于大体积混凝土的浇筑方式宜为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此应控制粉煤灰的掺量，并采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

1.6 掺加缓凝剂

控制混凝土初凝时间，在搅拌后8h左右初凝，以延缓混凝土中水泥的水化反应热产生速度和水化热峰值。

1.7 掺加膨胀剂

补偿混凝土早期失水收缩易产生裂缝情况，控制混凝土收缩裂缝。

2 内部温度降温和测温措施

2.1 大体积混凝土除了选择好原材料进行降温以外最主要的内部温度降温措施是：混凝土内部预埋冷却水管，通入循环冷却水，降低混凝土水化热温度即降低混凝土内部温度。

2.2 应对大体积混凝土浇筑后的内部温度采取测温措施，测温采用硅扩散电阻加计算机控制的自动测温技术，将硅电阻温度传感器，予埋入混凝土中，可以连续测温灵敏度在0.6%，测温准确，测温时间分隔，根据实测情况确定，根据测得温度，随时调整冷却水流速，此项工作由专业队伍施工。

2.3 大体积混凝土的测温：温度监测频度在混凝土升温和降温阶段的前5d，不应少于每2h一次，其后每4h测温一次，在混凝土内部温度与大气温度之差<25℃时，结束测温工作。

2.4 温度控制：冷却循环水降温工艺应根据计算数据，将混凝土内部温度峰值控制在60℃，用循环水的流速进行控制。混凝土降温速度每天控制在<3℃，一般情况下在1.8~2.0℃度之间是正常情况。工程技术人员应及时察看测温记录，根据测温记录情况进行温度趋势分析，并提供建议措施或测温信息。

2.5 大气和混凝土入模测温：大气温度和混凝土入模温度对温差和峰值有影响，大气和混凝土测温频度应与混凝土测温的要求相同，测温结果应进行记录，测温应还要测保温层下混凝土表面温度，相邻两个测温探头温差<25℃时是正常。

2.6 大体积混凝土测温设备的安装：应在浇灌前至少4h调试完成，其测温数据精度应<0.5℃，第1批测温数据是模板内的温度，第2批测温数据是混凝土入模温度，两批测温数据与手持温度计测温结果进行比较其误差，确认测温工具和设备精确情况。

3 施工组织

3.1 施工准备

大体积混凝土因为方量大常采用商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。场钢筋、模板等分项工程应验收合格。冷却循环水管试水合格，各支管水流量及流速均衡，冷却水盘管固定牢固。测温用硅扩散电阻布置位置正确，经调试、试测合格，硅扩散电阻探头防水密封合格，固定牢固；浇筑混凝土时预埋的测温管及保温随需的塑料薄膜、草席等应提前准备好。固定泵和汽车泵停机点及主要行车通道已准备就绪。掌握天气预报，备足遮盖防雨布。

3.2 大体积混凝土浇筑

混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。

混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过4h，如遇特殊情况，混凝土在4h仍不能连续浇筑时，需采取应急措施。即在己浇筑的混凝土表面上插￠12短插筋，长度1米，间距50cm，呈梅花形布置。同时将混凝土表面用塑料薄膜加草席覆盖保温。

当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外应力和温度应力；同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。

由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。

4 结束语

组织大体积混凝土施工，首先应先编制相应的专项技术方案，主要是对该混凝土水化热进行计算，具体应计算以下项目：a、材料入罐温度；b、混凝土材料比热；c、水化热折算水泥用量；d、混凝土的出机温度；e、混凝土浇灌温度 (入模温度)；f、混凝土最大绝热温升值；g、冷却循环水降温计算；h、各龄期混凝土温度；m、保温层厚度计算；n、混凝土温度应力计算。

最后根据各龄期混凝土的温度收缩应力判断大体积混凝土的保温及循环水降温措施是否满足质量要求。

[1]《地基与基础工程施工质量验收规范》（GBJ202）.

[2]《地下室防水工程施工质量验收规范》（GB50208）.

[3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB502004）

[4]《建筑施工手册》（第四版缩印版）.