如何做好大体积混凝土的施工质量控制

摘 要: 本文作者在总结多年大体积混凝土施工经验的基础上，阐述了大体积混凝土的主要特点, 分析了大体积混凝土产生裂缝的原因, 并详细论述了保证施工质量的措施。供同行业人士参考。

关键词:大体积混凝土；施工质量；温差裂缝；特点；施工方法

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

大体积混凝土的相关简述及特性

1、大体积混凝土的定义

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、大型设备基础、水利大坝等。

日本建筑学会标准(JASS5)规定：“结构断面最小厚度在0.8米以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土”。美国混凝土学会(ACI)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。

一般来讲，实体最小尺寸大于或等于1m以上，其尺寸已经大到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值, 合理解决温度应力并控制裂缝的混凝土结构。

2、大体积混凝土的特点

1、结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂，施工技术要求高。

2、大体积混凝土多为地下或半地下, 常处于潮湿或与水接触的条件下。因此, 除了需要满足强度外, 还必须具有良好的耐久性和抗渗性, 有的还要具有抗冲击或震动的作用, 具有耐腐蚀性等性能。

3、大体积混凝土, 由于其水泥水化热不容易很快散失，这样内部温度升高较大, 容易产生由温度引起的裂缝, 对温度进行控制是大体积混凝土施工最突出的特点。

4、大体积混凝土标号比较高, 单位水用量较大, 水化热和收缩容易造成结构的开裂。

二、大体积混凝土产生裂缝的主要原因

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。这样混凝土内部热量无法及时散发，以至越积越高，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。

2、外界气温的变化

大体积混凝土的施工，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，这对大体积混凝土是尤为不利。

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。

3、混凝土的收缩

混凝土中约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体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。

三、大体积混凝土需处理的核心问题

大体积混凝土施工的核心就是解决水化热过大的问题。大体积混凝土分为无筋混凝土和有筋混凝土两种, 但这两种混凝土都必须处理或解决由于水泥产生的水化热以及由此引起的混凝土体积变化, 以便最大限度地减少混凝土裂缝。只有将混凝土内部和表面的温度差, 以及混凝土表面和大气的温度差均控制在25℃以内, 才能防止混凝土裂缝的发生。那么在施工中如何才能降低混凝土的温度差呢?

1、采用低热或中热水泥。由于水泥品种不同, 水化热的区别很大, 因此,选用低水化热水泥是降低水化热的主要措施。较理想的是选用矿渣水泥, 如果只有普通水泥时,应掺磨细粉煤灰混合使用效果才比较好。

2、选择适当的混凝土配合比。在保证混凝土的设计标号和施工的和易性的前提下, 尽量降低水泥用量。介于混凝土的最终绝热温升与水泥的用量和水泥水化热的乘积成正比。因此, 降低水泥用量, 也是降低大体积混凝土水化热的有效措施。

3、降低混凝土入模温度。大体积混凝土的最高温度等于混凝土的入模温度加水化热温升, 入模温度愈低，最高温度也相应偏低, 在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土吸收外界热量等降温措施。

一是水泥的温度，水泥刚进场的温度比较高, 需停放一段时间后在使用；

二是水的温度， 应采用自来水, 当夏季施工时, 水中最好掺入冰屑制成冰水；

三是砂和石料的温度， 砂和石料的温度受气温的影响较大, 夏季最好进行遮盖, 减少太阳辐射, 同时浇水降温；冬季施工时, 只要水和砂无冻结即可。

四、大体积混凝土正确的施工方法

1、全面分层。在整个基础内全面分层浇筑混凝土, 必须是第一层全面浇筑完结后浇筑第二层时, 第一层浇筑的混凝土还未初凝, 如此逐层进行, 直至浇筑好。这种方法使用于结构的平面尺寸不太大, 施工时沿长边进行较适宜。

2、分段分层。使用于厚度不太大而面积或长度较大的结构。混凝土从底层开始浇筑进行一定距离后, 回来浇筑第二层, 如此依次向前浇筑以上各分层。

3、斜面分层。适用于结构长度超过厚度的3倍的情况, 振捣工作应从浇筑层的下端开始, 逐渐上移, 以保证混凝土施工质量。

4、大体积混凝土工程在施工中,掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂；使用外加剂时具有如下优点：

1) 可降低水泥初期水化热。大体积混凝土中, 由于水化热可使内外温差达20～50℃ , 甚至更高,冷却时发生裂缝。应用缓凝外加剂后, 水泥的初期水化热降低, 热峰出现的时间推迟, 热峰温度降低, 从而可提高施工质量。

2)延缓混凝土的凝结时间。大体积混凝土由于结构厚大, 一般都要分层浇筑、分层捣实。应用缓凝外加剂后, 初凝时间可延长2到4小时h, 从而保证上下层混凝土之间在初凝前结合良好, 不致产生“冷缝”。

3)节省水泥。大体积混凝土由于工作量大, 水泥用量多, 如果能节5%左右的水泥, 即可取得相当可观的效益。 混凝土的养护工作, 是保证混凝土质量的有效方法之一。一般来说, 混凝土振捣平整完毕, 随即覆盖, 最好采用塑料布密封养护, 防止混凝土脱水龟裂。加盖保温材料, 能有效地控制混凝土表面和大气的温度差均小25℃, 从而防止混凝土因温差应力而产生的龟裂。

热电偶温度计的插入深度可按实际需要和具体情况而定, 在浇筑大体积混凝土工程中, 在高度方向测点距离一般为500到800 毫米；在平面尺寸方向, 一般为2500到5000毫米, 距边角和表面应大于50毫米。在测温过程中, 当发现温度差25℃ 时, 应及时加强保温或减缓拆除保温材料, 从而防止混凝土温差应力裂缝。

五、大体积混凝土养护工作

混凝土浇筑完毕后，应在12小时内加以覆盖，并浇水养护。显示塑料薄膜，然后是麻袋，最后是浇水。

由于混凝土温差有害裂缝，出现在混凝土内部降温阶段（大约在开始浇筑后45到48小时内),此时处于护养阶段。根据测温系统数值，时刻关注此时的数值，按照温差的数值，适时改变冷却水的流速，增减表面的覆盖材料。养护时间不得少于7天，待混凝土温差及温升情况稳定后，方可撤除覆盖材料。

六、结 语

大体积混凝土裂缝的产生是由多方面的原因造成的, 在施工中, 合理选择施工材料, 优化混凝土配合比,采用科学的施工方法, 严格施工管理, 加强养护工作,以此来降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能, 保证工程质量。大体积混凝土的施工很复杂,一定遵循施工操作规程的要求, 正确地进行操作, 配料、搅拌、运输、模板、准备工作、浇灌、振捣、养护等操。这对混凝土工程质量有直接影响,广大施工技术人员都应引起高度重视。

参考文献：

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[2]张小娟.浅谈大体积混凝土结构控制裂缝的施工措施[J].铁道建筑技术.2007(S1)

[3]吴海.浅谈大体积混凝土裂缝的产生原因和防治措施[J].山西建筑.2009(20)

[4]邹志坤,张广益. 大体积混凝土结构的现场施工监测[J].低温建筑技术. 2010(08)

作者简介： 作者姓名：赵荣 出生年月：1970年4月 性别：男

籍贯：河北省承德市学历：本科 职称：工程师

研究方向：建筑工程从事工作：建筑工程

单位名称：承德炜烨建筑工程监理有限公司邮编：067000

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