广州白云国际机场T2航站楼大体积混凝土工程应用技术交底

黄伟杰，潘亚波

（1.广州达程混凝土有限公司，广东 广州 510800；2.深圳市水泥及制品协会，广东 深圳 518000）

0 前言

大体积混凝土施工是现在工程中常用到的一种施工方式。但是，由于大体积混凝土在水化过程中会出现收缩和水化热释放等情况，导致大体积混凝土内部温度迅速升高，造成大体积混凝土里内外温差较大的情况，使大体积混凝土出现开裂现象，严重影响工程的质量和耐久性。为了有效解决大体积混凝土开裂的问题，我们在施工过程中经过科学合理的设计混凝土配合比，并结合施工现场施工、养护工艺，有效控制大体积混凝土中心峰值温度，避免了大体积混凝土内外温度差过大所造成的裂缝问题，充分保证了工程的质量。本文主要结合广州白云国际机场T2航站楼北进场下穿隧道工程实际混凝土施工案例，从原材料优选、配合比设计、施工养护过程控制等方面进行大体积混凝土生产应用技术交底。

1 工程概况

广州白云国际机场T2航站楼北进场下穿隧道工程，位于新白云国际机场已建候机楼北侧，是白云机场T2航站楼的重要配套设施，该建筑工程要满足2020年旅客的吞吐量在4500万人次以上，由中国建筑第八工程局承建施工。该工程总面积20.66万m2，地下2层，地上3层，其中地面建筑面积113306m2，地下建筑面积93294m2，建筑基底层面积41952m2，建筑高度14.450m。北进场路下穿隧道南段工程是由k1+004.527～k0+693.177组成，采用上、中、下三层跨矩形框架结构，全长311.35m，宽33.2m。其中顶板的厚度在0.9m，中板厚度在0.8m，底板厚度在1.1m，承台的厚度在1.5m，承台、底板属大体积混凝土结构。

该工程建筑级别为特级，建筑设计使用年限为50年，建筑的主体工程采用钢筋混凝土框架结构，耐火等级为一级，抗震级别为六级。考虑到工程结构的特殊性和工程施工复杂性，涉及地铁、城轨、停车楼以及北进场地下隧道工程，采用大体积混凝土进行施工浇筑。

2 大体积混凝土配合比设计方向

（1）混凝土工作性能各项指标达到施工要求，60d龄期能满足力学性能和抗渗性能要求。

（2）满足力学性能和耐久性的前提下，合理选用原材料，最大限度降低水泥用量，从而降低混凝土结构中心水化时的温升峰值。

（3）尽量使温升曲线趋于平缓，减少结构水化过程的体积变化，防止混凝土结构裂缝的产生。

3 原材料

（1）水泥：使用英德海螺水泥有限责任公司生产的P.O 42.5水泥，三氧化硫含量2.20%，碱含量2.11%，氯离子含量0.029%，水泥的相关性能指标见表1。

（2）粉煤灰：使用韶关市曲江区乌石港有限公司生产的Ⅱ级粉煤灰，细度为22%，需水量比101%，烧失量3.5%，28天强度活性指数达77%。

（3）矿渣粉：选用广东省韶关市曲江区韶钢嘉羊公司S95级矿渣粉，烧失量0.5%，流动度比101%，三氧化硫0.86%，比表面积418m2/kg，28d活性指数103%。

表1 水泥的相关性能指标

（4）外加剂：选用广东博众建材科技发展有限公司SPC型缓凝高性能减水剂，含固量10.7%，混凝土减水率33%。

（5）碎石：选用广州市顺兴石场有限公司5～25mm级配良好的花岗岩碎石，表观密度2710kg/m3，含泥量小于1%，泥块含量0.1%，碎石压碎指标8%。

（6）砂子：使用北江河沙，表观密度2680kg/m3，细度模数2.8，含泥量0.6%，泥块含量0.3%，级配良好，属2区中砂。

（7）水：本试验中搅拌用水采用洁净自来水。

4 技术准备

4.1 配合比设计要求

广州白云国际机场T2航站楼北进场下穿隧道的大体积混凝土底板和承台最大厚度为2.6m，混凝土的设计等级为C40P8。关于大体积混凝土配合比的设计，除了要符合《普通混凝土配合比设计规范（JGJ 55）》相关的规定之外，还应符合《大体积混凝土施工标准（GB 50496）》的相关规定。

（1）混凝土选择60d的强度值作为评定及工程验收的依据；

（2）混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；

（3）混凝土浇筑体里表温差不宜大于25℃；

（4）混凝土浇筑体降温速率不宜大于2℃/d；

（5）混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃。

4.2 基本性能试验

通过前期大量的试配验证，保证混凝土既满足工作性和力学性能，且具有合理经济前提下，优化混凝土配合比，混凝土配合比设计及性能见表2所示。

表2 C40P8大体积混凝土配合比设计及性能

（1）掺入优质粉煤灰和矿渣粉，从而大幅降低水泥用量，以尽可能减小水泥水化的发热量。

（2）选用缓凝型聚羧酸高性能减水剂，从而减小混凝土的收缩应变。

（3）混凝土在满足60d抗压强度和抗渗性再次进行优化验证，分析配合比除了满足基本性能外，在试验室内模拟测试混凝土温升试验，根据试验结果，最终结合温度变化曲线确定最优的混凝土，配合比见表3所示。

表3 混凝土配合比及性能

4.3 模拟测温试验

模拟测温试验工作步骤，见图1所示。

（1）准备工业测温仪一台、温度传感器3个、3.2L保温瓶3个。

（2）分别试拌选定的3个配合比拌合物各50L，入模成型后，将剩下的混凝土拌合物用4.75mm的方孔筛滤出水泥砂浆约2.5L，装入已预埋好温度传感器的保温瓶中，盖好盖子，并涂抹凡士林在保温瓶盖四周密封。

（3）每间隔2h用工业测温仪读取、记录一次各编号样品的温度变化。

图1 模拟测温试验

（4）72h以后结束试验，将3组混凝土配合比的温度变化数据记录绘制成曲线图，见图2所示。

另外，北冰洋新的变化是北冰洋碱性的海水会因为吸收了空气中的二氧化碳而变成酸性，由于冷水吸收二氧化碳的速度尤其迅速，因此北冰洋地区最容易受到影响。近年来夏季海洋冰川的减少又让更多的北冰洋洋面暴露在大气中的二氧化碳里。

图2 温度变化曲线

5 混凝土生产过程控制

（1）混凝土生产前2h，组织人员在材料堆场取样进行配合比试拌，检测混凝土2h内的性能指标，主要包括混凝土的和易性、流动性、坍落度经时损失、拌合物出机温度等。

（2）混凝土开盘前，与生产各岗位的人员班前交底工作，责任到人。

（3）做好生产运输组织协调，提前考察交通路况，根据实时路况制定运输路线，确保混凝土在出厂后40min内到达施工现场。

（4）混凝土生产开盘后，根据运输路况及现场浇筑速度，合理控制发车节奏，保证混凝土供应连续不间断。

6 施工过程控制

（1）在施工过程中，要严格按照斜面分层施工方式，要求每一层的浇筑厚度在500mm左右。

（2）在浇筑过程中，对混凝土输送泵有严格的要求，要求输送泵要同时进退、同步振捣、分层浇筑、循序渐进的工艺。

（3）对于加深的部位，需要振捣2～3次，需要注意的是，要尽量避免振捣而影响混凝土质量。

（4）在混凝土浇筑过程中，要从低向高，沿着长边由一边逐渐向另一边施工，要最大限度减少分层浇筑的时间差。

（5）在振捣过程中，要控制好前后方向，也就是混凝土流动的两端，不能有遗漏的情况，除了钢筋密集的地方采用斜向振捣之外，其他部位全部采用垂直振捣的技术，注意振捣的间距不大于350mm左右，振捣过程中要快慢有序，交叉进行。

（6）在处理混凝土的表面时，要遵循“三压三平”的原则，需要在振捣完成之后，对表面进行正平处理，最后再进行打磨，以此来防止混凝土表现出现表面塑性裂缝的情况。

7 养护过程的控制

养护是大体积混凝土施工过程中重要的组成部分，主要是通过控制混凝土内外温差的方式来降低大体积混凝土出现裂缝的情况。为了保证养护的质量，该工程底板采用覆盖薄膜后再覆盖麻袋的保温、保湿方式，养护时间视混凝土浇筑结构中心温度和表面温度接而定。具体实施的养护方法如下：

（1）设养护监测专员，按昼夜班轮值，把养护工作落实到位。

（2）在混凝土终凝之后，立即采用塑料薄膜和麻包袋将其覆盖，并在上面进行浇水，确保覆盖层饱水状态。

（3）每间隔2h，对已埋入温度传感器的混凝土结构中心、表面和环境进行温度测量与记录。

（4）若在养护期内发现混凝土结构体里表或表外温差接近规定上限或降温速率大于2℃/d时，可采取在面层蓄水等相应措施来增强对结构体的保温能力。

（5）养护时间不得少于14d，且直至混凝土表面温度与环境最大温度小于20℃时，才能逐层拆除覆盖层，结束养护。

（6）对大体积混凝土覆盖养护的过程中，需要结合当地的气候条件、混凝土的配比等因素，进行科学的调整养护方法。

8 结论

（1）大体积混凝土配合比设计应选用优质掺合料替代水泥，尽可能地减小水泥水化的发热量，降低水泥水化产生的热量。

（2）通过试验室模拟测温掌握混凝土温度上升、温度下降的速率和水化温度峰值，能够更加精准地确定最佳的配合比。

（3）大体积混凝土浇筑施工过程中，分段分层浇筑能有效控制混凝土中心的温度峰值，避免水泥水化热集中、过大产生，从而降低水化热高峰，便于散热。

（4）大体积混凝土的充分养护能防止混凝土结构出现温差过大产生的裂缝。