关于大体积混凝土施工技术的探讨

摘要：随着社会发展，越来越多工程需要运用大体积混凝土施工技术。对于大体积混凝土施工来说，由于混凝土体积较大，施工时其温度应力也相当显著从而较容易地产生有害裂缝。本文通过结合压缩机基础混凝土施工，提出行之有效的大体积混凝土有效的浇筑方法以及相应的温控措施，为同类工程提供参考。

关键词：混凝土施工；大体积混凝土；温控技术；温度监测

一、引言

大体积混凝土是指最小断面尺寸大于1m以上的大体量混凝土，或者预计会因混凝土中胶凝材料水化反应引起温度变化或收缩产生的有害裂缝的混凝土。其中安阳中盈60万吨/年尿素项目中，造粒塔基础、压缩/冰机基础底板、 C02压缩机基础等属于大体积混凝土构件。其结构厚大，配筋密集，在施工中，混凝土除满足一般施工要求外，还应采取特殊处理措施，保证混凝土连续浇筑，控制温度应力，防止裂缝产生。

二、合成气压缩机基础简介

安阳中盈化肥60万吨/年尿素项目中氨压缩机基础形式为筏板基础，氨压缩机基础筏板底长17400mm、宽6700mm、高1600mm.基础筏板顶长16400m、宽6400mm、高1500mm/1600mm。该筏板基础的混凝土施工属于典型的大体积混凝土施工。为了能有效地阻止混凝土表面裂缝的出现，同时有效提高混凝土的抗裂性，在混凝土混合料中掺入聚丙烯纤维等材料。本工程通过在筏板基础混凝土施工中在掺入膨胀剂，要求膨胀剂掺量为：后浇带处掺量为胶凝材料重量的12%，其余的掺量为胶凝材料重量的8%；同时外加剂的掺量还应当符合《混凝土外加剂应用技术规程》GB50119-2003的相关要求，其中要求后浇带砼应满足填充用膨胀混凝土的性能要求，其余砼应满足补偿收缩混凝土的性能要求。

三、合成气压缩机基础混凝土施工技术要求

（一）工艺流程

（二）材料要求

水泥：优先选用高强低水化热水泥，并具备合格证及复试报告；

粉煤灰：掺入混合料，减少水泥用量，降低水化热。粉煤灰技术性能符合技术要求。

微膨胀剂：掺加微膨胀剂，以控制裂缝形成，并向监理申报材料合格证明，试行“双掺”控制；

砂石：具有材料试验报告，级配良好。砂石骨料含泥量不超过1%和3%。高温季节，通过冷水搅拌，骨料冲洗降温，避免曝晒，降低混凝土出机温度。

（三）浇筑要求

1.浇筑方法。

大体积混凝土温度峰值大小，与原材料带入的初始热量有关，其施工浇筑宜选在气温较低季节进行，由于环境气温低，砂、石、水泥、拌含水、掺合料温度均较低，原材料带入热量小；由于气温低，水泥水化速度放慢，使水化热温度峰值降低并向后延迟，同时也会减小季节降温的温差值。如果工期要求需要在气温高的夏季施工，必须采取能降低原材料温度的措施.控制入模温度使其尽量减小；如采用地下水拌制混凝上（埋深10m以下，一般为10-15℃），砂、石、水泥、掺合料堆放应遮挡通风，避免阳光直接照晒。混凝土搅拌运输车、泵送输送管道应覆盖遮挡避免阳光直接照晒。对本工程筏板基础的大体积混凝土采取斜面分层连续浇筑，同时控制每层混凝土为500mm以内，浇筑时从一端浇起，采取拆管退后浇筑方式，即边拆卸水平输送管，边向后推进浇筑，当端部混凝土浇筑到标高后，开始拆管向后推进，同时边浇筑边振捣，保证混凝土的和易性。

2.施工缝设置。

所有施工缝表面必须凿去表面浮浆，露出石子，浇筑前洒水湿润并用与混凝土相同成份的水泥砂浆进行接浆处理。施工缝必须垂直或水平位置，严禁留斜缝，若在浇筑过程中，由于设备故障而无法连续浇筑时，必须按规范要求留置施工缝。

（四）养护

为了保证新浇筑的混凝土有适宜的的硬化条件，防止在早期由于干缩产生裂缝，大体积混凝土应在浇筑完毕后及时覆盖，并洒水养护，以保持混凝土表面经常湿润。养护时间需经温度应力验算。洒水时应注意水温与混凝土中心温度之差不得超过25℃，混凝土表面还应及时用塑料薄膜覆盖，上部加盖一层毡布，以便做到既保水又保温。

四、合成气压缩机基础混凝土浇筑温控措施

（一）体积混凝土浇筑前的裂缝控制的理论计算

混凝土浇筑施工前，根据施工拟采取的防裂措施和现有的施工条件，先计算混凝土的水泥水化热的绝热最高温升值，各龄期收缩变形值，收缩当量温差和弹性模量，然后通过计算，估量可能产生的最大温度收缩力，如果不超过混凝土土的抗拉强度，则表示所采取的防裂措施能有效控制，预防裂缝的能力，如果超过混凝土的抗拉强度，则可采取措施调整混凝土的入模的温度，降低水化温度，降低混凝土内外温度差，改善施工操作工艺，混凝土拌合物性能性能，提高抗拉强度或改善约束等技术措施重新计算，直至计算的应力在允许的范围。

（二）控制温度和收缩裂缝的技术措施

在混凝土內预埋单层环状φ48χ3.5的散热钢管，管内灌水，用潜水泵使水循环，强化降低混凝土内部水化温度，混凝土内预埋降温钢管。

（三）砼温度控制与记录

1.测温孔设置。在混凝土结构内部有代表性的部位部置测温点，测温点布置应在边缘与中间，按十字交叉布置，间距为3-5m，沿浇筑高度应布置在底部中间和表面，测点距离底板四周边缘要大于1米。通过测温全面掌握混凝土养护期间其内部的温度分布状况及温度梯度变化情况，以便定量、定性地指导控制降温速。

在合成气压缩机基础中设置不少于Φ30四根PVC管，其中基座底板5根。用温度计测温，详见下图所示：

2.测温时间。

设专人测温，待砼终凝后，将玻璃棒温度计插入测温孔测温，在升温阶段每4小时测一次（大体积混凝土在浇筑完成后，一般在4小时左右开始升温，72小时温度达到最高值，之后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温）。降温阶段每8小时测温一次，同时应测相应大气温度，计划测至第14天（即养护龄期）。要求里表温差不大于25℃，砼表面温度与大气温度不大于20℃，蓄水与混凝土温差控制在25℃以内。在读取温度时，确定温度计插入管内时间不少于5min。

3.测温记录。

按监理要求表格式样填写大体积混凝土结构测温记录和测温示意图，作为交工技术资料存档。

五、特殊工艺或关键控制点的控制

（一）混凝土浇筑

为便于沿水平逐层上升并便于检查，应在基础内模板上每隔一定距离，测上标高，画上分层线，使之便与观测和控制；同时应注意使各浇灌区浇筑、下灰，进度应大体均衡，以避免各区层次不一，高低不平，造成较大高差，而使模板走动；或振动低处，使高处已振实的混凝土受侧振而松塌。

（二）工缝处理

对于混凝土全面分层带来的水平施工缝应在下层混凝土未硬化前，在混凝土表面插上短的钢筋头，以加强与上层混凝土的连接，钢筋长度20cm，采用Ф8或Ф10，每平方米一根。

（三）混凝土养护

混凝土养护初期，应努力提高混凝土养护环境温度，其里表温差控制在25℃以内，使得混凝土内部温升峰值出现之前，混凝土具有一定抗拉强度。

六、施工注意事项

施工质量注意事项：

（一）降温收缩裂缝

采用水化热低的材料。在保证混凝土不出现施工缝的前提下，尽量延缓上层覆盖下层表面的时间，使混凝土内部热量得以充分散发。浇筑时，混凝土下落的自由倾落高度不得超过2m，如超过2m时则必须采用下串筒等措施。

（二）表面温度裂缝

基础混凝土终凝前进行表面二次抹压，以消除其早期硬化过程中产生的表面硬化收缩裂缝。

（三）蜂窝

混凝土搅拌时严格控制配合比，经常检查，保证材料计量准确。混凝土应拌合均匀 ，颜色一致其延续搅拌最短时间按相关规范执行。捣实混凝土拌合物时，插入式振捣器移动间距不应大于其作用半径的1.5倍；振捣器至模板的距离不应大于振捣器有效作用半径的1/2。

（四）缝隙夹层

在已硬化的混凝土表面上继续浇筑混凝土前，应除掉表面水泥薄膜和松动石子或软弱混凝土层，并充分湿润和冲洗干净，残留在混凝土表面的水应予清除。在浇筑前，施工缝宜先铺抹水泥浆或与混凝土相同的减石子砂浆一层。

七、结论

对大体积混凝土工程而言，其质量的优劣直接取决于温控措施的成败，当大体积混凝土施工时应采取多种措施确保工程质量。例如从材料优选用，配合比优化设计，混凝土浇筑方案，养护措施及测温控制等多方面综合措施进行温度控制，其中大体积混凝土浇筑完成后，冷却水降温措施是积极主动并且高效的。

参考文献：

[1]《大体积混凝土工程施工规范》（GB50496-2009）.

[2] 《建筑施工手册》.

[3]《混凝土工程与技术》.

作者简介：

姓名：娄芬兰，女，参加工作时间：2011年9月；所属单位：中化二建集团有限公司河南分公司；职称：助理工程师。参与建设项目：1.安阳中盈60万吨/年尿素项目；2.晋煤天庆18305项目；3.洛阳20万噸/年乙二醇项目。