大体积混凝土施工质量控制与工程应用

段傲翔

摘要：大体积混凝土应用技术一直是建设工程领域关注的焦点，具有混凝土一次性浇筑量大、胶凝材料水化热散发难、临时施工设施复杂、质量控制点多、技术含量高等特点。如施工质量控制不当，易出现混凝土开裂、地下室底板或外墙渗水等问题。作者结合相关理论研究及工程实践经验，给出了具体的技术措施，以供参考。

关键词：大体积混凝土;质量控制;技术措施

Abstract： The application technology of mass concrete has always been the focus in the field of construction engineering，it is characterized by large quantity of concrete pouring in one time，difficult to dissipate hydration heat of cementitious materials，complicated temporary construction facilities，many quality control points and high technical content.Such as construction quality control is not appropriate，easy to appear concrete cracking，basement floor or wall seepage and other issues.Combined with relevant theoretical research and engineering practice experience，the author gives specific technical measures for reference.

Keywords： mass concrete; Construction quality control; Technical measures

0 引言

大體积混凝土指结构实物最小尺寸≥1m或预计会因胶凝材料水化引起的温度变化和收缩导致有害裂缝产生的混凝土。原材料和配合比参数选用不当、施工管理不到位、温控措施不合理等均可导致大体积混凝土出现裂缝。

1理论研究

大体积混凝土除水泥、砂、石、水四种原料外，还需要掺加矿物掺合料和多种外加剂，由此增加了管理和施工难度。工程实践中，除需按GB50496[1]进行温度应力验算外，还可从以下几个方面加以防控：

1.1原材料选择及配合比设计

选用低水化热水泥，如粉煤灰或矿渣硅酸盐水泥等。不宜选用通过增加比表面积来提高早期强度的水泥，避免使用超过60℃的“新鲜”水泥。

选用非碱活性的粗骨料，如使用了无法判定是否是碱活性骨料或有碱活性的骨料时，可选用GB175[2]规定的低碱水泥。

矿渣可替代水泥-粉煤灰复合胶凝体系中的水泥，但不能替代粉煤灰。GB/T 50146[3]提供了掺合料取代水泥的最大限量。

外加剂使用前应进行其与水泥的适配性试验，超长大体积混凝土跳仓法施工中不应使用膨胀剂或膨胀型外加剂。

建议采用正交试验方法[4]确定各配合比参数的最佳水平组合。

1.2施工控制措施

预拌混凝土卸料点应尽量靠近浇筑处，平面布置应便于混凝土运输车行走、错车、喂料。同时，应根据结构尺寸选择浇筑方式，如全面分层、分段分层或斜面分层等。

跳仓法施工时，最大分块单向尺寸宜≤40m，各层顶板与基础底板分仓不必在同跨内，亦不必设置后浇带，跳仓间隔施工时间宜≥7d。

混凝土应振捣密实，宜采用二次振捣工艺。通常情况下，混凝土在振捣棒慢慢拔出时能自行闭合，则可认为此时施加二次振捣是适宜的。

夏季施工可采取用冷水降低水泥和骨料温度，对运输设备进行遮盖，或夜间浇筑等措施。遵循“一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的混凝土浇筑原则。冬季施工时宜对拌合水或骨料进行预热，为避免水泥速凝或假凝，拌合水温度应≤70℃。

1.3 约束条件和构造设计

大体积混凝土置于岩石类地基上时，宜在垫层上设置滑动层。滑动层可选用改性沥青类材料，按构造分“一毡二油”和“一毡一油”（夏季），如图1所示。

在高低底板交接等部位可用聚苯板作垂直隔离。

可在孔洞四周和断面处增配斜向钢筋等措施，以避免应力集中。

1.4 混凝土极限拉伸

可在混凝土中合理应用石粉、纤维等材料，亦可选用有利于提高混凝土抗拉强度性能的级配，如精选砂石骨料，确保中、粗砂粒径，严格控制含泥量及粉料含量等。

1.5 混凝土养护

保温保湿养护一般从混凝土降温时开始，持续时间宜≥14d，保温材料可采用草栅、塑料薄膜、土工布等。

保温覆盖层拆除应分层逐步进行，当混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。

地下室结构外墙和地下车库顶板应及时回填土，高出室外地面的地下室外墙应保温处理。

1.6 温度监测与应急预案

温度监测仪器，测位和测点布置等应符合GB/T51028[5]要求。为真实反映混凝土内部温度应力，应设置一定数量的零应力装置。

GB/T51028对温度监测的频率的要求高于GB50496，建议从严控制。跳仓法施工时监测频率可按相关地方标准[6][7]执行。

测试元件应安装牢固，并与结构钢筋及固定架金属体隔离。引出线宜集中布置并加以保护。

为掌握混凝土的即时状态，应绘制温度变化曲线曲线。如实测数据超过预警值或控制值，应分析原因并采取调整措施。

2 工程应用

市区某在建项目基础筏板厚1.88m，设计C35P6微膨胀混凝土。根据正交试验方法确定配合比参数：P.O42.5水泥，F类I级粉煤灰掺量15%，矿渣掺量12%，混合砂，碎石5-31.5mm连续级配，聚羧酸高性能减水剂掺量1.9%，膨胀剂30kg/m3，水胶比0.42等。

分段分层浇筑，冷却水管为φ50镀锌钢管，矩形排列（图2）。TM-902C测温仪（图3），每个测位布设5个测点，上下测点距构件边缘50mm，中间测点均匀布置。

混凝土入模温度31℃，浇筑后平均每6h监测一次（按时间顺序编号），图4为6号测位温度变化曲线。

由图可知，混凝土浇筑后有明显的水化热反应，且中间测点温度较高。后温度呈整体递减趋势，上下波动主要是受环境温度影响。该测点里表温差最大时为20.6℃，满足规范要求。

3 结语

上述各项措施是相互联系、相互制约的，应综合考虑施工难度、项目工期和管理成本等因素，以取得事半功倍的效果。

参考文献

[1]大体积混凝土施工标准GB 50496-2018[S].北京：中国建筑工业出版社，2018.

[2]通用硅酸盐水泥GB 175-2007[S].北京：中国标准出版社，2007.

[3]粉煤灰混凝土应用技术规范GB/T 50146-2014[S].北京：中国计划出版社，2014.

[4]王强等.超高层建筑大体积混凝土设计与施工关键技术.[M].北京：中国电力出版社2016.

[5]大体积混凝土温度测控技术规范GB/T51028-2015[S].北京：中国建筑工业出版社，2015.

[6]超长大体积混凝土结构跳仓法技术规程DB11/T 1200-2015[S].北京，北京城建科技促进会，2015.

[7]大体积混凝土跳仓法应用技术规程DB13（J）/T 292-2019[S].北京：中国建材工业出版社，2019.