关于大体积混凝土施工技术探讨

建材发展导向２０ｔ０年０６月　施工技术　关于大体积混凝土施工技术探讨　倪同彬　摘　要：本人通过多年工作经验分析了产生大体积混凝土裂缝的原因，介绍防裂的技术措施，避免大体积混凝土危害裂缝的产生。　关键词：大体积；混凝土；施工技术　现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基　础、大型桥梁基础、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就　是体积大、表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温　升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，　影响结构安全和正常使用。　１大体积混凝土裂缝　大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、　深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展　为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，破坏结　构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的；表面裂缝一般危害　性较小。　大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝　土内外温差而产生的；另一方面是混凝土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，但抗拉力却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗　拉力强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一　般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必　须予以重视和加以控制。产生裂缝的主要原因有以下几方面：　１．１水泥水化热　水泥在水化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聚集在　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，　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３～５ｄ。　１．２外界气温变化　大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑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。　１．３混凝土的收缩　混凝土中约２０％的水分是水泥硬化所必须的，而约８０％的　水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土　收缩的的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土　・　收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的　体积。干湿交替会引起混凝土的交替变化，这对混凝土是很不利　的。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和　掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。　２大体积混凝土配制　大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点：　（１）细骨料选用细度模数大于２．４Ｏ的中砂，可掺ＷＬ一１型　缓凝剂，内掺一定数量粉煤灰；粗骨料选用５　２５ｍｍ和５－４０ｒａｍ　连续级配的碎石，优先选用５－４０ｍｍ的碎石减少混凝土的收缩；　严格控制骨料的含泥量，粗细骨料的含泥量分别控制在１％、２％　以下，骨料的含泥量控制不仅有利于混凝土强度发展，而且有利　于混凝土极限拉伸强度的提高，从而提高混凝土的抗裂能力。　（２）外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤类、矿　渣粉等。　（３）大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求前提下，　应提高掺合料及骨料的含量，以降低混凝土的水泥用量。　（４）水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采　用中热硅酸盐水水泥、低热矿渣硅酸水泥、大坝水泥、粉煤灰硅　酸盐水泥、火山类质硅酸盐水泥等。但是，水化热低的矿渣水泥　的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水　现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集　在上下两浇筑层表面问，使混凝土水灰比改变，而在掏水时又带　走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝　土的粘结力和整体性。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水　量多，泌水性大；且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度　的提高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用　矿渣水泥时应考虑其泌水性能，并应在混凝土中掺入减水剂，以　降低用水量。在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝　土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇硬筑上一层混　凝土。　３大体积混凝土浇筑　３．１大体积混凝土的浇筑工艺流程（图１）　３．２施工技术　（１）为保证连续浇筑，采用厂拌混凝土，其含砂率在４０　４５％　之问，在满足混凝土和易性和可泵性前提下尽量降低砂率，坍落　度在满足泵送条件下尽量采用小值，以减小收缩变形。　（２）泵送混凝土的初凝时间不短于８ｈ，坍落度控制（１２￣１２）　・２３５・　施工技术　鲁　搏　——王——　§饕　攀辜Ｉ赣　重辚糖靛蔓　Ｉ　｝表什麓　鞭羹　一律卜叫　辛霄藏　囊　瘴嚣曩臻　ｌ　／　工　ＩＩ鬻ｌ　打　奠　｝１　遵曩　搏辍Ｉ‘黛　ＩＬ—　鼻鬻震．囊蠡棒　ｌ　ｌ　上　健纯　盘键　纛　僦肆　瓣　０　ｌ　弗●ｉ｝蘩　攀遘冀鬻鼙　冀　鼍纂幸运攮■鬈葬　０　ｌ　ｔ　奠奠ｔ舞辣麓斌　麓　镌囊辨茸蕾謦　薯　０　ｆ　ｔ　矬｜ｔ　捧摊　卜　图１浇筑工艺流程　Ｃｍｏ　（３）合理安排浇筑顺序和泵车数量以减小温差、连续浇筑。　混凝土搅拌车辆配备应满足混凝土的供应速度大于混凝土的初　凝速度。　（４）混凝土浇筑时，配备一定数量的卸料串筒或软管，混凝　土自由落体高度不宜大于２．０ｍ，以防止混凝土产生离析现象。　混凝土自由落体高度如超过２ｍ时，应用串筒或溜管下落，１０ｍ　以上要有减速装置。串筒布置应考虑混凝土浇筑速度、摊平能　力，间距一般为２．５　３．０ｍ，可采取行列或交叉布置。串筒下料后，　应迅速摊平并捣实。　（５）混凝土浇筑可以采用分段分层浇筑，在浇筑结构底部混　凝土时，操作人员应下到底部进行振捣，在振捣上一层混凝土　时，应插入下一层５－１０ｃｍ左右，以消除两层间的接缝；同时振　捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前进行，振动器在每一　插点上的振捣延续时间，以混凝土表面呈现水平，并出现水泥浆　不再出现气泡、不再显著沉落为度，要控制振捣时间，如振捣时　问短，混凝土不易振实，过长则会引起混凝土离析。　（６）因为承台基础平截面过大，采用分块进行浇筑分块浇筑　时应符合下列规定：①分块合理布置，各分块平均面积不宜小于　５０ｍｚ；②每块高度不宜超过２ｍ；③块与块之问的竖向接缝面应　与基础平截面短边平行，与平截面长边垂直；④上下邻层混凝土　之问的竖向接缝，应错开位置做成企口，并按施工缝处理。如因　故必须间断时，其间断时间超过上述时间时应设施工缝。　（７）泌水处理：①混凝土浇筑时成一定的坡度，使泥水能顺　利地引流入周围的排水结构排出。②混凝土向前推进接近另一　端，可从另一端逆向浇筑，形成ｖ型底形成一积水处，用软管排　出泌水。③通过侧模底部开孔排出泌水。④表面处理在混凝土浇　筑后３～４ｈ左右进行先按标高用长刮尺刮平，如仍有泌水，则挤　走泌水，在初凝前，用滚筒碾压数遍，待混凝土收水沉实后，用木　板二次搓平表面，第二次搓平可在初凝后、终凝前进行，以闭合　收水裂缝。然后覆盖塑料薄膜和草包养护。　４大体积混凝土水化热散热技术　（１）大体积混凝土浇筑后其水泥化热量大，内部温差过大就　可能使混凝土产生裂缝开展，采用内散、保温的养护方案。　・２３６・　建材发展导向２０１０年Ｏ６月　（２）在混凝土内预设冷却水管，利用冷水降低混凝　七内部温　度并在混凝土表面覆盖塑料薄膜、草包各两层养护，使混凝土表　面不致快速散热，以控制混凝土内外温度在允许范围（２５℃）以　内，并保持混凝土表面湿润。冷却水管可以采用＋２５ｒａｍ普通黑　铁管，内部管道竖向与水平向间距以混凝土内部均匀降温为原　则取１．０ｍ，各布置两层。冷却水管固定于钢筋支架上，用铁丝绑　扎或点焊固定。　（３）冷却水的水源利用自来水，冷却水与混凝土之问温差应　控制在２２℃以内。　（４）进出水管由总管分出若干分管头与单元的进　水头联　结，各单元冷却水进出口处安装阀门，以便根据出水水温控制水　量。　（５）冷却水管采用螺纹对接，进出水管的接头长０．６～０．６５ｍ，　体外留出０．５ｍ其安装完毕后进行通水试验，确保不漏水。　（６）混凝土浇筑开始时，水管覆盖一层混凝土后，相应的冷　却管网应立即通水冷却。通水过程中，对管道流量、进　水温及　混凝土内部温度变化情况，由专人定时进行测量记录，并以此为　依据控制冷却水流量、蓄热养护层数等。连续通水１０～１　５ｄ，不得　中断，待进水、出水的温度接近时方可停止。通水过程中，应避免　致命混凝土开裂的大而陡的温度梯度，冷却速度　般以每天温　度下降小于２℃为宜。　５大体积混凝土养护温度控制　（１）大体积混凝土养护时要对混凝土内部的温度进行测量，　测点布置应注意选择具有代表性的位置，并注意测点的均布性，　尽可能反映各部位温度变化的真实情况。　（２）测温点可预埋小口径的ＰＶＣ管并将下端封堵而成，预　埋测温孔要垂直，并达到设计和施工要求测温前将孔内注满麻　油。　（３）混凝土内部温度与表面的温差值控制在２５℃。　（４）对测温区进行２４ｈ监控，监控期为１５ｄ左右，每天上午　和晚上发出２次测量报表，当混凝土内外温差超过２５℃时，及时　开始降温，及时对保温层采取措施。　（５）混凝土内部升温一般在３～５ｄ内可达到最大温升，此后　趋于稳定，并开始降温，在升温阶段，测温宜２ｈ一次，降温阶段　宜４ｈ一次。　（６）测量混凝土温度时，将温度计探入到预留的孔洞内部，　尽量缩短取出时间以便读取准确数值。　６结束语　虽然大体积混凝土很容易产生裂缝，但是只要我们在设计、　施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑的各　种因素的影响，还是完全可以避免危害结构的裂缝的产生。　（作者单位：盐城市元盛建设工程有限公司）