浅谈大体积混凝土施工质量

孙永良赵俊丽荆玉博

摘要：新疆某工程大型压缩机基础浇筑尺寸为：长13.4m；宽5.58m；高3.4m；单台基础混凝土浇筑方量为254.2m³。在大体积混凝土施工中具有以下重点、难点：1. 浇筑过程侧模受力大；2. 凝固过程水化热高；3. 凝固过程收缩量大；4. 容易开裂等。

关键词：大体积混凝土侧压力 模板 裂缝 水化热 施工方法

Abstract: placement dimensions as the basis for a large compressor, Xinjiang: long 13.4m; w 5.58m; high 3.4m; single base concrete placement volume for 254.2m ³. In large volume concrete construction, with the following key points, difficult points: 1. Lateral modes force the process of pouring large; 2. Hydration heat of solidification process of high 3. Solidification shrinkage; 4. Easy to crack.

Keyword: construction of large volume concrete hydration heat of side pressure template crack method

[中图分类号] TU755 [文献标识码]A [文章编号]

1、对基础模板产生侧压力的主要因素分析

1.1泵送混凝土

由于泵送混凝土效率高，浇筑速度快。这种施工方法所使用的混凝土因可泵性的要求：塌落度较大、流动性较好、粘聚性较大；其材料组成、配合比、塌落度等变化较小，浇筑过程比较连续均衡同时加入适量的外加剂。所有这些特点，使得混凝土对模板的侧压力影响比较突出。

1.2主要因素分析

a、混凝土的浇筑速度

混凝土的浇筑速度是影响泵送混凝土对模板侧压力的重要因素之一，随着混凝土浇筑速度的增加，混凝土侧压力也随之增大。

b、混凝土的浇筑高度

混凝土浇筑高度增加，其重力密度增加的同时加大对模板的侧压力。

c、混凝土的振捣方式

振捣密实的方法有两种：一种是人工振捣，一种是机械振捣，本工程所用的振捣方式为机械振捣，特别是对一次振捣量较大的泵送混凝土，振捣方法影响混凝土的液化程度，机械振捣会使混凝土液化的好，流动性会增大，混凝土侧压力相应也会增大。

d、混凝土的塌落度

混凝土的塌落大，其流动性好，侧压力也随之增大。对于泵送混凝土因可泵性要求，使得其塌落度较一般混凝土大，因而其测压力相对较大。

e、集料种类与级配

集料种类与级配决定了混凝土的容重，也影响混凝土的内摩擦力。对于混凝土的容重，其对混凝土的侧压力有较大的影响，但在一般工业与民用建筑施工中所使用的普通混凝土，其容重可看成是一个常数。

1.3防止混凝土侧压力对模板产生破坏，所采取的压缩机基础模板施工措施。

1.3.1 模板拼装及加固（其中对拉杆可根据实际情况选用：Φ12或Φ14钢筋加工制作）：

1.3.2对拉杆端部连接、紧固方法：

1.3.3 模板的水平缝、竖向缝间均贴双面胶带，防止混凝土在振捣的过程中漏浆，造成混凝土表面蜂窝、麻面等质量缺陷。

1.3.4 在压缩机基础垫层浇注施工过程中：混凝土初凝前，在垫层表面弹出基础边线，紧贴基础边线内侧预埋钢筋头，钢筋头露出长度为5mm左右，以便在支模的过程中精确控制模板底口位置，避免在底层对拉杆紧固的过程中，模板底口移位难以校正。

1.3.5 模板上口采用水平杆锁口校正。

1.3.6 所有水平杆与立杆交接处采用+字扣件连接，斜撑与立杆交接处采用转向扣件连接，斜撑易与基坑边坡成正交，斜撑垫板为50mm厚木板，宽、长均≥200mm，水平杆采用搭接连接，搭接长度≥1000mm。

1.3.7 模板之间水平、竖向的拼接靠回型销连接，回型销的分布要均匀、连续。

1.3.8 支模所用钢管、扣件有合格证并有相关部门复检报告方可进场使用，模板表面保持清洁、平整（无水泥浆等污垢，无凸凹点），模板、钢管、扣件在使用前已经过严格的挑选并定期保养。

2 、大体积混凝土裂缝类型及裂缝产生原因分析

大体积混凝土结构裂缝主要包括收缩裂缝和温度裂缝两种。

2.1 收缩裂缝混凝土在逐渐散热和硬化过程中会导致水分蒸发、体积的收缩，对于大体积混凝土而言，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到周围外界的约束，就会在混凝土内产生相应的收缩应力，当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土中产生收缩裂缝。

2.1.1影响混凝土收缩的主要因素

影响混凝土收缩的主要因素主要是：混凝土中的水和水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响，一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。

2.2 温度裂缝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因素：由于内外温差而产生的；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，混凝土抗压强度较大，但受拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限制内，一般不会影响结构的强度，但对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。

2.2.1产生温度裂缝的原因

a、水化热

水泥在水化的过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3-5天。

b、外界气温变化

大体混凝土在施工阶段，它的浇注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。

2.3裂缝的防治措施

2.1 设计措施。

2.1.1 优化混凝土配合比和结构构造的设置，提高混凝土的极限抗拉强度。

2.1.5 在结构设计中应充分考虑施工时的气候特征，合理设置后浇缝。

2.2 原材料控制措施。

2.2.1 尽量选用低热或中热水泥，在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

2.2.3 选择级配良好的骨料。应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，尽量采用中砂，严格控制砂、石子的含泥量。控制水灰比在0.6以下。还可以在混凝土中掺缓凝剂，减缓浇筑速度，以利于散热。

2.2.4 适当选用高效减水剂和引气剂。

2.3施工过程控制

3 大体积混凝土施工及温度控制措施

大体积混凝土施工重点主要是将温度应力产生的不利影响减少到最小，防止和降低裂缝的产生和发展。因此本工程采取如下施工措施：

3.1 本工程采用商品混凝土连续泵送浇筑。

3.2混凝土浇注

该工程压缩机基础采用全面分层浇筑。即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再按浇筑顺序返回浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直到完工为止。

3.2.1分层浇筑厚度及振捣应注意的事项：

a、作业中应使振动棒自然沉入混凝土，一般应垂直插入，并插入下层尚未初凝层50-100mm，以促使上下层互相咬合。

b、压缩基础的浇筑为全面分层浇筑，分层厚度为500，本次压缩机基础浇筑所使用的振动棒作业半径为400mm，插点间距为600mm。

3.3混凝土养护

3.3.1本工程采用“内散外蓄”的养护方法降低砼内外温度差

冷却水管的设置:

a、 根据砼内部温度分布特征，在砼中埋设两层冷却水管，冷却水管为Φ48*3.5钢管，其水平间距为不大于1.2 m，上下层间距不大于1.2m。冷却水管进出口集中布置，以利于统一管理。

冷却水管平面布置图如下：

注：C1、C2的布置方式相同。

b、冷却管的使用及控制方法

①冷却水管使用前进行清水严密性试验（严密性试验压力等于拟使用循环水压力），防止管道漏水、阻水。

②自混凝土初凝起，冷却管内须立即灌入冷却水，连续通水12d，每个出水口流量20~30 L/min；为增进冷却效果，取用未经日光暴晒的自来水。

③严格控制进出水温度，在保证冷却水管进水温度与砼内部最高温度之差不超过30℃条件下，尽量使进水温度最低。

④冷却水通水时间控制在砼一开始有温升即开始通水，待达到并每日降温速率超过2℃时即停止通水。

⑤待主通水冷却全部结束后，应采用同标号水泥浆或砂浆封堵冷却水管。

c、温度控制

① 温度测点的布置

测温点的布置力求反映混凝土内部温度场的变化情况,考虑结构形状和尺寸，故测点从上到下沿厚度方向分3层布设。三层测温点沿基础纵轴线平均分布，每层4个测温点采Φ48*3钢管在混凝土浇筑前按照一定标高预埋在承台中。测点位置确定后在测温钢管中注满水,采用测温计测出各测点从混凝土浇筑到养护全过程的温度值。

②温度测量

混凝土覆盖测温管后即开始测温工作,24 h不间断测量。测温测试频率为:第1~3d,每2h测温1次;第4~6d,每4h测温1次;第7~10d,每8h测温1次;第10d以后12h测温1次。

③数据分析

根据温度测量记录绘制温度-时间曲线图进行数据分析，找出温度变化规律。

温度测点布置图

④温差控制数值：1、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℃。2、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。3、保温法是在压缩机基础外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯末、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℃，测温所需温度计均已校验。

3.4压缩机基础混凝土的配制（原材料的选择）

3.4.1 水泥的选择

水泥选用普通硅酸盐水泥

3.4.2 掺加外加剂，控制水灰比

为满足施工要求，混凝土中掺加水泥用量1%的复合液，它具有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种外加剂的功能。溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20%左右，初凝延长到5h左右。

3.4.3 严格控制骨料级配和含泥量

选用连续级配石子，细度模数2.80-3.00的中砂（通过0.135n凹筛孔的砂不少于15%，砂率控制在40%-50%）。砂、石含泥量控制在1%以内，并不得混有有机质等杂物，石子、砂子均有出场合格证及相应复检报告。

3.4.4 混凝土表面处理。大体积混凝土的表面水泥浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。在混凝土浇筑后4～8h内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，混凝土表面会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。

通过精心策划，严格管理，合理控制施工质量，对该工程的大体积砼浇筑成形后进行实体检测，未发生影响工程质量的问题，取得较为明显的施工效果。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。