大体积混凝土施工方法探讨

郭 玲 耿倩

（1郑州新开元路桥工程咨询有限公司，河南 郑州 450016 2、郑州黄河河务局惠金黄河河务局，河南 郑州 450045）

1 大体积砼概述

现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工,如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，在桥梁结构中最常见的大体积砼即是承台了，它们主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸都≥1m。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。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。

2 大体积混凝土的裂缝

对于承台这种地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1~0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.2~0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。

产生裂缝的主要原因有以下几方面：

a.水泥水化热。大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，水化热聚集在结构内部不易散失，使内外温差增大。水化热主要与单位体积混凝土中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期变化。由于结构表面可以散热，实际上内部的最高温度，多发生在浇筑后的最初3~5天。浇筑时，降低大体积混凝土内部最高温度和控制混凝土内外温度差在规定限值(25℃)以内对于裂缝控制是极其重要的。

b.外界气温变化。大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。

温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60~65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

c.混凝土的收缩。混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。混凝土收缩的主要原因就是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

影响混凝土收缩的，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。

3 大体积混凝土的配制

由于混凝土的选料和配比对其水化热和收缩影响极大，选用原材料时应注意以下几点：

a.粗骨料宜采用连续级配，以减少混凝土收缩变形；细骨料宜采用中砂，因为使用中砂比用细砂，可减少水及水泥的用量。此外，在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，含泥量偏高，不仅会增加收缩变形，还会严重降低混凝土抗拉强度，对抗裂的危害很大，因此骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1%以内，砂的含泥量控制在2%以内。

b.外加剂宜采用缓凝剂、减水剂、膨胀剂，使用减水剂可以减小水泥用量，改善和易性，推迟水化热的峰期值；使用膨胀剂，使混凝土内部产生膨胀应力，可以抵消一部分收缩应力，这样相应地提高了混凝土抗裂能力。

c.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，掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。在混凝土中掺用粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度。

d.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、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。无矿渣水泥的地区，可采用普通硅酸盐，加入适量的粉煤灰和矿渣粉取代部分水泥，减小水泥用量，改善混凝土的塑性和可泵性。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。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择低泌水性的品种，并掺加减水剂，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。

4 大体积混凝土的浇筑

浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常根据结构尺寸、场地及工期要求采用全面分层、分段分层、斜面分层三种方式。但是要注意振捣密实且停留时间不能过长，以免降低两次浇注混凝土的粘结力。

在夏日浇筑时，预先对机制砂、石子进行喷淋，降低砂、石温度；在搅拌时采用冰水搅拌；运输中对罐车进行隔热措施和浇筑时对输送泵管覆盖隔热，控制混凝土入模温度不高于30℃，可以有效的保证混凝土质量。

大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部水化热积聚的因素，另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束阻止混凝土收缩变形，一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。对此，可以在做完垫层后刷一道沥青作滑移层，并在四周贴苯板以减少四周及基底的约束力。

5 大体积混凝土养护时的温度控制

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，防止因温度应力引起混凝土的开裂。在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点：

a.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，不大于25℃~30℃。

b.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。

c.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。

d.保温法是在结构物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℃。

e.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。

f.当混凝土出现泌水现象时将水赶至低洼处，用大功率抽水泵及时的抽出混凝土产生的泌水和基坑内的雨水。

6 结语

总之，在大体混凝土的浇注中采取各种措失的目的均主要是为了降低由于水化热产生的内外温差，以此来有效的减少裂缝的出现，因此在实际施工时，应结合当地的筑材供应情况、季候特征、浇筑时期变温特点等因素采取多项对策才能在保证质量的前提下多、快、好、省地完成施工作业。

[1]黄恒，杨星，杜兴龙.4.5m超厚大体积混凝土浇筑施工技术.ppt（北京城建二公司重庆分公司；重庆万豪国际会展大厦）。