大体积混凝土施工质量的控制措施

摘要：分析了大体积混凝土早期裂缝的成因，并提出了混凝土裂缝的控制措施，保证大体积混凝土施工质量。即在混凝土中掺加优质粉煤灰，尽量减少水泥用量，降低水化热温升值;混凝土入模后采取科学的振捣措施，以保证浇筑质量;利用预留测温孔测量混凝土温度及草垫覆盖养生措施控制内外温差<25℃;混凝土中添加泵送缓凝剂，保证混凝土不出现施工冷缝。

关键词：大体积混凝土 裂缝控制 施工技术

Abstract: the author analyzes the early mass concrete the causes of cracks, and put forward the concrete cracking control measures to ensure that the mass concrete construction quality. That is in the concrete by adding high quality of fly ash, try to reduce the dosage of cement, reduce the temperature rise of the hydration heat; The concrete the adopt scientific vibrating measures to ensure the quality of casting; Use the reserved WenKong concrete temperature measurement and control measures cover health MATS temperature 25 ℃; inside and outside" Add in the concrete pumping retarder, ensure that will not occur in the concrete construction cold seam.

Keywords: mass concrete crack control of construction technology

大体积混凝土指的是混凝土结构物实体最小尺寸≥1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。混凝土产生裂缝由多种因素造成，针对大体积混凝土工程，就混凝土自身而言，其早期裂缝的生成，可归结为温度变形和收缩变形等间接作用的效应，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，会使混凝土产生早期温度裂缝;混凝土表面水分蒸发散失快，产生干燥收缩，形成早期干缩裂缝，其又影响基础结构的稳定性。某气田生产指挥中心工程(生产指挥中心楼)工程建筑面积20916.66M2，结构形式为框架结构，基础类型为独立承台桩基础，承台底标高为-4.2m，承台混凝土等级为C30，其中桩基承台CT-9采用C30 S6级抗渗混凝土，厚度为1m～1.7m的承台基础，符合大体积混凝土标准。所以大体积混凝土的早期裂缝控制成为承台施工的关键。

1大体积混凝土早期裂缝的成因分析

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。

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3～5d。

1.2 外界气温变化

大体积混凝土结构在施工阶段，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂缝的产生起着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高;同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热。如果外界温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。如果外界温度下降过快，会造成很大的温度应力，极其容易引发混凝土开裂。另外外界的湿度对混凝土的裂缝也有很大的影响，外界湿度降低会加速混凝土的干缩，也会导致混凝土裂缝的产生。

1.3 混凝土的收缩

混凝土中水泥硬化需要约20%的水分，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。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺和料的品种以及施工工艺等。

2 大体积混凝土裂缝的控制

本工程所有混凝土采用商品混凝土，针对大体积混凝土早期裂缝产生的原因，在承台施工前期，向商品混凝土搅拌站交底时重点对承台混凝土的配合比设计和施工措施提出的具体要求，以保证混凝土的施工质量。

2.1优化配合比设计

(1)大体积混凝土中水泥的品种及用量。理论上应选择水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，但承台采用整体浇筑，层与层之间必须在初凝前浇筑，混凝土由商混罐车运送，存在不可避免的时间间隔，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。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，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，建议还是选择普通硅酸盐水泥。

(2)大体积混凝土的骨料控制。在选择粗骨料时，根据施工条件，尽量选用粒径较大、质量优良、级配良好的石子。既可以减少用水量，也可以相应减少水泥用量，还可以减小混凝土的收缩和泌水现象。在选择细骨料时，采用平均粒径较大的中粗砂，从而降低混凝土的干缩，减少水化热量，对混凝土的裂缝控制有重要作用。

(3)掺加掺和料和外加剂。a.混凝土内掺粉煤灰：大体积混凝土施工为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把部分水泥用粉煤灰代替，掺入粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化物，其中二氧化硅含量40%～60%，三氧化二铝含量17%～35%，这些硅铝氧化物能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从而减少水泥用量，降低混凝土的热胀;②由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀;③同时，粉煤灰的火山灰反应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。b.混凝土内掺缓凝剂：缓凝剂的作用既延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂缝出现的机率，也可改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失，避免出现施工冷缝。

2.2 施工控制措施

(1)大体积混凝土的浇筑。a.合理安排浇筑顺序：每个承台采用整体浇筑，层与层之间必须在初凝前浇筑，不能留施工缝;浇筑前混凝土运输路线，运输时间，混凝土运输车数量应全部安排好，保证浇筑连续。b.混凝土振捣工必须技术熟练，责任心强，经过培训，严格按施工操作工艺进行施工。要做到“快插慢拔”，在振捣过程中将振捣棒上下略微抽动，以使上下振捣均匀。每插点要掌握好振捣时间，过短不宜振实，过长可能引起混凝土的离析，振捣保持在20-30S之间，高频不少于10S，应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准，振捣棒插点均匀排列，振捣半径40cm，呈“交错式”次序移动，振捣时，振捣棒不宜紧靠模板振动，且应尽量避免碰撞钢筋，防止移位变形。

(2)控制混凝土入模温度。入模温度的高低，与出机温度密切相关，另外还与运输工具、运距、施工气候等有关。承台混凝土浇筑时间为2008年8月中旬至2008年8月下旬，环境温度为25~32℃。因此要求混凝土搅拌站视环境温度情况，采取冷水降低混凝土骨料的温度，保证运送到施工现场的混凝土入模温度<22℃。

2.3混凝土温度控制、监测与养护

(1)温度控制、监测。为能够较准确地测量出混凝土内部温度，浇筑前将塑料管一端封堵好，埋入混凝土内,使得管底伸至底板厚度的中心处，底部封口，管上部露出混凝土面，采用水银温度计插入法进行测温测量。自浇筑混凝土开始每2h测定一次，混凝土强度达到4.0 N/m2以后，每6h测定一次。测温时应在孔口周围用软木成其它保温物塞住。温度计在孔内留置3min以上方可读数,读好混凝土内部温度后再把温度计至于大气中5min以上读出外界温度。根据测点的温度，及时绘制出混凝土内部温度变化曲线，如果发现混凝土内外温差超过25摄氏度时必须及时增加覆盖厚度，加强养护。

(2)混凝土养护。混凝土养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制混凝土的内外温差，促进混凝土强度的正常发展及防止裂缝的产生和发展。从混凝土浇筑完成到终凝这段时间的养护对混凝土而言十分重要。混凝土浇筑完毕后，在其顶面及时采用草垫加以覆盖，洒水保持湿润，并经常检查覆盖保湿效果。其主要作用有：①蓄水保温，防止表面水分蒸发和抵抗受太阳辐射与刮风时温度骤变;②保持内外温差的稳定。

3 结束语

经过采取粉煤灰掺加料代替部分水泥，以降低混凝土的内部温度，混凝土内掺缓凝剂，避免出现施工冷缝的出现，并在施工中严格按照技术措施组织施工，桩基础承台大体积混凝土没有出现早期裂缝的现象。实践表明，采取粉煤灰掺加技术，改善施工工艺，提高施工质量，做好温度监测工作及加强养护等有效技术措施，完全可以控制大体积混凝土早期温度裂缝和施工裂缝的发生，保证建筑基础稳定性。

参考文献：

[1] 建筑地基处理技术规范[M].中国建筑工业出版社.

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