大体积混凝土施工的浅析

杨会霞　李芬玲

【摘 要】近十几年来，随着国民经济飞速发展，基础、环保设施的大力改善，全国大体积混凝土施工面广、工程量大，绝大多数大体积钢筋混凝土施工中已淘汰了许多落后的工艺，但许多经济欠发达地区仍采用如预埋冷却钢管，地下水拌合混凝土等落后的施工方法。

【关键词】建筑施工；大体积混凝土；质量影响；应用

1.大体积混凝土施工中温度变化规律

（1）构筑物内部沿高度方向，靠近上表面的顶部温升最快，最先达到峰值，降温也快。待将到接近气温后，受大气温度变化影响较大，往往随昼夜气温波化而波动，但波动幅度随混凝土表面养护措施（保温效果）而有程度不同的缓解；靠近基低温升较慢，最晚达到峰值，降温也慢。从纵断面等温线看，中间疏、下面密、上面最密，随着降温时间的延长，上中下各部位逐渐接近并趋向一致。上表面与中心温差（即内外温差）的70%以上是在距上表面80cm；基低与中心温差的80%集中在距基底80cm内，厚度超过2cm时，中心最高温升大体上与厚度尺寸无关。

（2）如洛阳市凯利名家工程主楼筏板基础厚度1.5cm，建筑面积21084m2，主筏板基础大体积砼浇筑时室外环境为25℃-31℃之间，为切实反映大体积砼内部温度变化情况，加强砼内外温度的测试以保证大体积砼施工质量，大体积砼基础施工期间，沿浇筑层的高度，在底部（-1.5m）、中部（-0.1m）、表面（-0.5m）分别布置测温点，测温点平面间距一般为5m，分别布置在边缘与中间，垂直测温点间距一般为500mm，由专人测温并记录，温度上升阶段每2h测一次，温度下降阶段每8h测一次，整个测温记录反映，温度上升每2h平均升温0.45℃，上升温度最快的中部测温点每2h平均升温0.86℃，3天后达到最高峰值，为70.5℃，其中底部最晚5天后达到峰值，为69.6℃。降温速度比较缓慢，每8h降温0.52℃，降温同升温基底偏慢，中部降温较快。从整个升降温过程反映，该工程大体积砼基础表面温度度与内部温度差始终维持在24℃以内，满足施工规范要求。

（3）构筑物内部沿长（宽）度方向，中心部位达到最高温升峰值（即内外最大温差）时，距测表面（即模板内表面）1m远的混凝土内部温差很小，而且大体上与平面尺寸无关。

2.温度变化对混凝土质量的影响

（1）混凝土内部最高温升问题。大体积混凝土构筑物内部温升高未必会出现裂缝，反之亦然。据资料介绍，1972年日本群津钢铁厂高炉基础施工中混凝土温升达到76℃，并未出现裂缝。

（2）关于混凝土浇筑温度、入模温度、出机温度、大气温度等问题。

混凝土拌合物从出搅拌机到进入模板的时间不同，其温度略有差异，但都与大气温度相关不大，常规施工中，混凝土浇筑温度与大气温度约高于大气温度1-3℃。上海宝钢一期工程中的几个大体积钢筋混凝土基础，浇筑温度最高达35-36℃，再从混凝土内部最高温升达到76℃也无害的事实来看，为降低入模温度而要求用地下水或冰水拌合混凝土，对砂、石堆场采取遮阳等技术措施也就没有必要了。

（3）对厚度较大的地下大体保积钢筋混凝土分层分块跳槽浇筑，甚至还采取预埋循环冷却水管等施工方法，既延长了施工工期，又增加了对施工缝的处理工序和费用，得不偿失。从结构受力和地下结构抗渗要求来说，整体连续浇筑混凝土才是最好的施工方法。

3.浅析几个有关问题

（1）大体积钢筋混凝土构筑物，如工业厂房独立柱基础，大型设备基础，高耸烟囱基础等，都是承重构件，配筋较密且都集中在边部，对大体积混凝土抗裂性有利。浇筑后的混凝土在硬化过程中，升温时受到钢筋笼限制，其势膨胀量远少与自由状态下混凝土构筑物的热膨胀量，降温时其体积收缩程度也小得多。因此大体积钢筋混凝土比大坝混凝土的抗裂性要高得多。这里说明一点，用自由状态下混凝土线膨胀系数计算有钢筋笼约束的厚板或块体混凝土的体积膨胀量，准确性很低。

（2）地下大体积钢筋混凝土构筑物工作环境特点。

施工期间较少受到或完全不受日期、风吹、雨淋等然害，同时深基坑中构筑物周围空间狭窄，通风条件差，就连昼夜温差变化大的气温影响也比地面要小，这对混凝土浇筑、养护都有利。7-14d的高温热自养护，混凝土已比较接近甚至达到设计强度，拆模时混凝土已有较高的抗裂能力，拆模后及时回填，此后混凝土内部残余温度（余热）将通过回填土缓慢外泄，直到与地面温度平衡。土壤导热性差，残余温度的消失将在长时间内缓慢地完成，这过程中温度应力不会影响混凝土质量，以致产生温度裂缝。所以地下大体积钢筋混凝土只重视施工期间，即早期温度影响，而不考虑中、中期温度影响。

（3）保证大体积钢筋混凝土施工质量的关键。

大体积钢筋混混土内部温升约在50-80℃，浇完后24-72h到达峰值，7D内平均降温速度为1℃/d。即在距构筑物外表面1m远的混凝土内部、养护期间混凝土处于高温、高温（相对标样）、高压（相对自由状态）的自养护条件下完成硬化过程。强度增长比同龄期标养快，接近或达到蒸养效果。

硬化过程中混凝土导热性差、升温稍快，降温缓慢，温度梯度最大，最可能出现裂缝的部位是在3个临边处，即上表面、下底面和四周侧表面深约12cm以内。因此，不管体积（厚度与平面尺寸）多大，3个临边易出现问题，也是解决问题的关键。

降温时温差大，如遇到约束就会产生温度应力，而温度应力大于此时混凝土的抗拉承受力，混凝土会出现温度理裂缝。可见在3个临边处控制降温速度，特别是防止急剧降温和放松外界约束等措施，可保证混凝土施工质量。3个临边中，上表面和四周侧表面都与养护措施密切相关，底约束与混凝土的构筑物的基层材性有关，如混凝土构筑物座在刚度较大的坚实岩石或旧混凝土基础上，则应采取消除或减轻其对新浇混凝土构筑物约束的措施。

4.大体积混凝土施工综合技术的应用

4.1混凝土外加剂的应用

高效减水剂的广泛应用，在满足施工和易性的前提下，使混凝土单位用水量大大降低，水灰比已从五、六十年代常用0.55-0.7降低到目前的0.4左右，比较接近水化反应所需用水量。

微膨胀剂的普遍采用，弥补了超细高强水泥水化初期收缩性大的缺点，使混凝土固化收缩量大为减少或不再收缩，因此使大体积混凝土在硬化过程中产生裂缝的可能性大大减少。有针对性的使用外加剂，大大改善了混凝土的品质，提高了大体积混凝土外界干扰的能力。

4.2商品混凝土和泵送混凝土的应用

商品混凝土和泵送施工工艺的普遍应用，既保证混凝土的质量，又解决了大体积混凝土的连续浇筑问题。分层、分块，人为地设置施工缝的旧办法已无必要，从而为大体积混凝土施工提高工效、降低成本提供了有利条件。

5.结语

虽肤浅的认识到大体积混凝土的施工温度的变化规律，温度的变化对工程质量的影响及大体积混凝土的特点，保证质量的关键和新技术的应用等，但随着不断出现的特大型国家重点工程开工（大体积混凝土面广、量大），望有关单位和个人牵头，组织调查研究，介绍先进的施工技术和成功经验，全面提高大体积混凝土施工技术水平。