大体积混凝土施工技术

俞天霖

【摘 要】以某高炉基础大体积混凝土施工为例，从施工工艺及原材料选择，配合比选择，循环水降温等方面介绍了大体积混凝土施工技术，实践表明：采用循环水降温的方法可以有效控制大体积混凝土施工期内部温度和内外温差。

【关键词】高炉基础；大体积混凝土；裂缝控制；温度计算

Mass concrete construction technology

Yu Tian-lin

（Building Materials Industry Design and Research Institute of Shaanxi Province Xian Shaanxi 710000）

【Abstract】Taking a massive concrete blast case basis， from the construction technology and raw material selection， mixing ratio selection， circulating water cooling， etc.， introduced mass concrete construction technology， practice shows that： the use of recycled water cooling method can effectively control the massive concrete construction of the internal temperature and temperature difference between inside and outside.

【Key words】Blast basis；Mass concrete；Crack control；Temperature calculation

1. 工程概况

某高炉基础底部为32m×20m×1.5m的长方体，基础底板为双层双向25@150钢筋网片。基础顶面配制20@200钢筋网片。钢筋保护层为35mm，混凝土强度等级采用C25。基础均为大体积混凝土施工。

2. 混凝土原材料及配合比选择

2.1 原材料选择。

原材料选用低水化热P·O32.5矿渣水泥；石子采用5～31.5mm碎石，含泥量小于1%；砂子采用中砂，含泥量不大于3%；粉煤灰采用优质粉煤灰；外加剂采用抗裂泵送剂，掺量为水泥用量的8%。

2.2 确定配合比。

经过系列配合比试验后，综合考虑强度、抗渗强度、耐久性及工作性能等多种因素，结合专家评审会结论，最终确定基础混凝土基准配合比如表1 所示。

3. 混凝土施工

3.1 混凝土的搅拌、运输及准备。

（1）基础混凝土必须采用两台强制式搅拌机同时进行搅拌。 混凝土等级为C25；要求混凝土坍落度：14±2cm；混凝土初凝时间：10～12小时；水灰比：0.55以下。

（2）混凝土运输采用拖式泵用泵管直接输送到浇筑部位或溜槽上。

（3）施工准备：在施工垫层时，为减少垫层对基础混凝土的约束，首先保证垫层混凝土标高，并用铁抹子压实赶光。 高炉基础一次浇筑完成，砂、石、水泥用量要准备充足 [1]。

3.2 混凝土浇筑。

（1）混凝土浇筑采用拖式泵连续施工，施工过程中不允许留施工缝，浇筑采用分层浇筑，根据混凝土浇筑速度及间隔时间调整泵管输送方向，分层厚度不得超过500mm。在基础内固定架上布置混凝土浇筑厚度标识，控制浇筑厚度。根据现场搅拌站情况，基础底座每层浇注时间为8～9小时，共分三层。

（2）混凝土浇筑过程中，混凝土表面泌水现象会比较严重，水排除采用引导其流向较底处，积水随时用人工集中排出。

（3）为防止混凝土表面产生裂缝，混凝土浇筑时在表面及模板内侧1米范围内均匀撒钢纤维，钢纤维的掺量为5Kg/m3，振捣抹压密实 [2]。

（4）因基础浇筑高度较高，相应的沉降量很大，基础浇筑后沿基础钢筋网片容易出现裂缝，为减少裂缝的出现，在施工过程中对浇筑的混凝土进行二次振捣，二次抹压，即浇筑完混凝土后在初凝前在表面再进行细致的振捣，用木抹子压一遍，稍后再进行一次抹压，并进行养护工作。

3.3 混凝土的振捣。

（1）混凝土振捣采用插入式振捣器进行振捣，插入点应均匀布置，要做到“快插慢拔”。在振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上下振捣均匀。混凝土分层浇筑，每层混凝土厚度不应超过振动棒长的1.25倍；在振捣上一层混凝土时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前进行。一般每点振捣时间为20～30s ，但应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不出现气泡，表面泛出灰浆为准。不可过振，振捣器移动间距为1.5倍振捣器的作用半径，每层混凝土振捣完成之前，不得进行下一层的浇筑工作。

（2）混凝土浇筑完，混凝土接近初凝之前进行二次振捣，然后按标高线用刮尺刮平并轻轻抹压，在终凝前时间段内，用铁抹子对混凝土表面进行二遍压光，防止混凝土表面出现干裂缝。压面后及时覆盖一层塑料布，最后再覆盖二层草垫子 [3]。

4. 大体积混凝土质量控制

混凝土应连续进行浇筑，为保证基础混凝土连续一次浇筑完，主要取决于原材料供应、机械设备的完好、施工机具及人员是否充足等。这样施工所用的原材料可以保证混凝土连续浇筑。混凝土施工的机械提前进行了检查，消除了所有安全隐患。混凝土施工班组分二班一倒，白班和夜班人员充足，不允许一班连续作业。

4.1 混凝土施工期温度预测。

为了保证混凝土浇筑质量，避免温度宏观裂缝的出现，在选择降温方案之前，必须对混凝土施工期温度进行较为精确的预测，本工程混凝土施工期温度在普通保温措施条件下预测结果如表2。

图1 混凝土温度变化曲线

4.2 混凝土温度控制。

（1）经计算本工程基础混凝土必须采取措施降低内外温差，从而减小温度应力，防止混凝土裂缝。主要采用 “内降外保”法。“内降”即混凝土施工前在高炉基础结构内部预埋冷却水管，通过循环水对混凝土内部进行降温控制；“外保”既表面覆盖塑料布和草袋子进行保温。“内降”法的选用是因为高炉基础圆柱体部分外围无法设置保温措施而定。

（2）冷却水管顺东西方向成“S”型布置，水管材质采用50mm薄壁钢管，设置25钢筋固定架，用22#铁线绑扎牢固，弯折处连接牢固。进水口布设在东侧底板顶面，管头露出板面500mm，出水口设在东侧底板侧面，管头露出混凝土面500mm。在混凝土浇筑24h后接通循环水，对混凝土内部进行降温，在混凝土浇筑3d后其内部降温速度要求控制在1.5℃/d，当混凝土内外温差降至10℃以内时可停止使用循环水降温。同时循环水降温过程中流出来的水用于混凝土表面养护。

4.3 混凝土施工期温度监测。

（1）在混凝土钢筋上沿结构等间距布置温度感应片，预埋时测温管与钢筋绑扎牢固，以免位移或损坏。每组测温线有2根，分别测定结构内部和表层温度。测温线用塑料带罩好，绑扎牢固，防止测温端头受潮。测温线位置用保护木框作为标志，便于保温后查找。运用大体积混凝土测温仪进行温度测量，每2小时测温一次，混凝土不同龄期温度监测结果如图1。

（2）通过对混凝土温度实测数据进行分析，不难发现，结构中心点内外温度达到最高值的时间段分别是混凝土浇筑完毕后第40～50小时、第75～85小和第95～100小时。混凝土的最高温度为58℃左右。边缘点内外温度达到最高值的时间段均是混凝土浇筑完毕后第40～50小时混凝土的最高温度为50℃左右。由此可以看出，采用循环水降温取得了很好的效果。

4.4 混凝土试块留置及养护。

混凝土浇筑时应按规范每台班、每200 m3作三组试块，二组与基础在同等条件下进行养护，一组标养。底板混凝土浇筑完毕后应均匀振实，用木抹子找平，终凝前再用木抹子二遍搓平，表面不允许出现10mm的正负公差，一米范围内表面高差小于5mm。表面整平后再覆盖塑料薄膜和草袋子，以利于保湿和保温，避免混凝土内外温差过大，造成裂缝。混凝土内外温差保持在25℃以内，现场设专人看护，保湿保温。

4.5 混凝土防裂措施。

为防止混凝土产生宏观裂缝，在施工过程中以及在养护阶段，还制定并执行了以下措施：

（1）在保证混凝土有足够强度、满足使用要求的前提下，掺加粉煤灰减少混凝土中的水泥用量，粉煤灰可以提高混凝土的和易性.大大改善混凝土工作性能和可靠性，代替水泥后降低水化热。

（2）在混凝土保护层内设置钢筋网；在转角处设钢板网，用于防止裂缝。采用二次抹面消除上表面细小裂缝。

（3）推迟拆模时间，拆模时间都不能少于7天，避免因拆模导致的裂缝。拆模后不宜直接浇水养护，应及时用塑料膜覆盖，并加一层至三层麻袋进行保温养护 [4]。

（4）保温养护的持续时间，应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制、确定，但不得少于15d。并注意良好的抗风条件。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行 [5]。

5. 结语

大体积混凝土在施工前必须根据工程特点制定合理科学的施工方案，保证混凝土的施工质量。浇筑前，必须对混凝土施工期温度进行准确的预测，以此修正施工方案，制定完善的降温措施，预防混凝土宏观裂缝的产生。循环水养护方法能有效较低混凝土施工期温度及内外温差。同时，对于大体积混凝土工程，在施工和设计上均应考虑相关措施保证混凝土质量。