結合實例論大體積混凝土施工質量控制措施

金貽德

1 混凝土配合比的確定

本工程地上38屋，地下有2層，總建筑面積56488m2，屬超高層綜合樓工程，采用內筒外框密肋梁樓板結構。由筆者公司承建。底板為超厚大體積混凝土，塔樓和裙樓部分底板厚度分別為2.9m和1.5m，采用后澆帶分隔，總體積為661lm3。底板設計采用C35、S6混凝土，要同時滿足強度和抗滲要求，關鍵是大體積混凝土各層間溫度差產生的應力 (最大溫度收縮應力)應小于同一時間混凝土的抗拉強度。根據這些要求針對降低水化熱的問題。我們進行了大量的試驗工作，選用了不同的水泥、摻合劑、外加劑進行了試驗。

一般情況下。大體積混凝土施工最常選用的是32.5R或42.5R礦渣硅酸鹽水泥，因它們標號低，故水化熱相對較少。但本地供應的這些水泥均為立窯生產的，質量不穩定，收縮率大。而52.5R硅酸鹽水泥采用轉窯生產，質量穩定，早期強度高，收縮率小。只是水化熱比42.5R水泥稍高，經大量的計算和試驗，我們決定采用該水泥，并通過摻加UEA膨脹劑、二級磨細粉煤灰和緩凝高效泵送劑，盡量減少水泥用量。從而達到降低水泥水化熱峰值并推遲其到來時間的目的。通過多方考慮研究比較，最后決定采用表1的混凝土配合比。

表1 底板大體積混凝土(C35、S6)設計配合比

對其它材料我們均按規范要求進行嚴格的控制，對所確定的配合比還進行了抗滲試驗。4個試樣未出滲時的最大水壓為1MPa。達到了設計抗滲強度。

2 混凝土攪拌及溫度控制

2.1 混凝土攪拌及輸送

本工程混凝土采用現場攪拌和泵送施工。根據 Q=I.1hlb／t=1.1×0.5×12×42÷6＝46.2m3。為防止各方向的澆筑層之間搭接時間差超出混凝土的初凝時間。形成施工冷縫。混凝土供應量必須達到46m3／h。因此我們在現場設置了2臺SHC一57型混凝土輸送泵，最大泵送量為50m3／h，由東向西一次性澆筑，日澆筑量達lO00m3，混凝土澆筑總用時僅158h，有效地防止了冷縫的產生。

2.2 出機溫度控制

為了降低混凝土的總溫升值，減小結構的內外溫差，控制拌和溫度和澆筑溫度同樣重要。在混凝土原材料中，石子的比熱較小，但單方混凝土中所占的重量較大，水的比熱最大，但其重量在單方混凝土中占很小部分，因此對混凝土拌和溫度影響最大的是石子和水的溫度，砂次之，水泥溫度影響最小。

本工程底板施工在3月中下旬，白天環境溫度最高為30℃，為了進一步降低混凝土的拌和溫度，我們在攪拌站設置了一臺冷水機，制備的冷水溫度約為l5℃，并用自來水沖洗碎石降溫，通過實測各原材料的溫度和混凝土的出機溫度與預先計算控制的拌和溫度20℃非常接近，由于人模溫度較低，因此有效地降低了混凝土的總溫升。

2.3 澆筑溫度控制

為了控制澆筑溫度，我們盡量縮短混凝土的運輸時間，將攪拌機出料口直接擱置到混凝土輸送泵的攪拌槽頂，及時供料，泵管用麻袋和多層濕潤水泥袋包裹以防日曬而升溫，輸送泵和攪拌臺全部搭棚以防陽光照射，通過采取上述措施，現場測定混凝土澆筑溫度為22℃。

3 大體積混凝土的澆筑

3.1 澆筑方法

本工程地下室底板設后澆縫將塔樓和裙樓分開，其中塔樓部分面積最大，為42m×38m=1596m2。厚2.9m，底板的縱橫長度均超過厚度的3倍。故混凝土采用斜面分層法進行澆筑。采用2臺輸送泵。采取“由東向西，一次澆筑，一個坡度，薄層覆蓋，循序推進，一次到頂”的方法，該自然流向形成斜坡混凝土的澆筑方法，能較好地適應泵送工藝，輸送管道不需經常拆洗和接長，可提高泵送效率，保證上、下層澆筑間隔不超過初凝時間。

3.2 振搗

根據混凝土泵送時自然形成坡度的實際情況。在每個澆筑帶的前、后布置2道振動器(如圖1)，分別布置在混凝土的卸料點和坡角處，其目的是解決混凝土上部和下部的密實。為防止混凝土集中堆積。

圖1 混凝土澆筑及振搗示意圖

先振搗出料口處的混凝土，形成自然流淌坡度，再全面振搗，嚴格控制振搗時間、移動間距和插入深度。

3.3 泌水的處理

由于底板結構厚度較大及泵送混凝土流動性較高，在澆筑和振搗的過程中，上涌的泌水和浮漿將順著混凝土坡面下流至坑底。為此，施工前我們先在基坑四周基礎墊層下留設4個集水坑并配置潛水泵，以便泌水順著混凝土墊層流向集水坑，再通過集水坑內的潛水泵向坑外排出。

當混凝土大坡面腳接近頂端模板時，改變混凝土的澆筑和抽水方法，從側模端頭開始下料和澆筑，形成與原澆筑方向相反的斜坡，并逐漸推進，與原斜坡相交成一個集水坑，將泵拾高，抽出逐步縮小水潭中的泌水。

3.4 表面處理

由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，故在澆筑后2—8h初步按標高用長刮尺刮平，再用木槎板反復搓壓數遍，使其表面密實，初凝前再用鐵滾筒碾壓數遍，并用鐵槎板壓光，以較好地控制混凝土表面龜裂，減少混凝土表面水分散發，促進了養護。

3.5 養護

為防止內外溫差過大，使溫度應力大于同期混凝土抗拉強度而產生裂縫，養護工作尤其重要，我們采取的是保溫、保濕養護法。先在混凝土表面覆蓋單層SP一70系列模板，以混凝土達到初凝為宜，其目的是利用模板框與混凝土表面架空層內的空氣保溫，然后在模板面上加蓋一屋塑料編織布，既可防止水分蒸發，又隔離了較低溫度的雨水對模板的直接影響，同時又使表面已升高的溫度不易散發，有效地縮小了內外溫差。混凝土需補充水分時，只需在模板與底板之間澆水和覆蓋，經14d的養護，混凝土質量很好，表面光滑密實，達到驗收規范的要求

4 混凝土的測溫

大體積混凝土溫度控制是施工中的一個重要環節，因此施工中我們注意做好溫度監測工作，包括澆筑前材料的原始溫度、混凝土攪拌后的拌和溫度、人模溫度和澆筑溫度、混凝土澆筑后不同齡期的內部中心溫度和表面溫度等數據的測試和記錄，為混凝土溫度控制提供依據。

4.1 溫度計的選擇

根據現場實際情況和施工單位的設備條件，決定采用接觸式玻璃溫度計進行測溫，電子溫度計抽檢復核。

圖2 基礎底板測溫管平面布置圖

4.2 測溫點的布置

根據塔樓底板與裙樓底板厚度不同的情況，我們以后澆縫分界。把溫控重點放在塔樓底板，相應布置的測溫點較密集。裙樓底板也布置了一定數量的測溫點，整個底板共設測溫點15個，如圖2所示。

測溫管用Φ50鐵管加工而成。混凝土澆筑前按測溫點位置。將測溫管用拉結條與鋼筋骨架焊接并預埋，底部焊上鐵板，上口高出澆筑面20cm并用木塞塞緊，防止水分浸泡。測溫管底部埋人深度按深層 (2.5m)、中層(1.5m)、淺層(0.5m)共3個位置設置。

4.3 測溫

施工前根據施工配合比中各種材料的構成和擬定采取的保溫措施，計算得混凝土澆筑溫度 T=20℃，內部溫升高峰期(τ=3d)水化熱絕熱溫升 Τ(τ)=43.5℃，相同齡期(3d)混凝土內部的中心溫度Tmαχ=64.68℃，表面溫度Tb=754.4℃。

在混凝土施工過程中，我們每隔4h測量一次原材料、拌和物、冷卻水的溫度和環境氣溫，澆筑溫度則每隔1h2h測一次。混凝土澆筑后5d內，每2h測一次，以后每日早、午、晚各測一次，連續30d，并按要求如實填寫測溫記錄表。

5 總結

5.1 大體積底板混凝土工程量大，技術復雜，施工前必須編制詳細的技術措施，經業主、設計、監理、行業專家等嚴密論證后，按技術要求精密組織施工。

5.2 地下室底板采用52.5R硅酸鹽水泥，按超量代換的“三摻”工藝配制。使混凝土和易性和可泵性良好，流淌斜度約為1：5，未出現明顯的泌水現象，施工條件大為改善。從現場留置的試件看來，用硅酸鹽水泥配制的混凝土早期強度高，在較短齡期即具備了一定的抗裂能力，足以承受降溫而出現的溫差應力，因此只要配合比選擇合理，高強度硅酸鹽水泥是可以配制大體積混凝土的。

5.3 合理控制溫差可以縮短混凝土的保溫期，在混凝土灌注初期。內部溫度尚低而不需急于保溫。當其內部逐漸升溫至內外溫差接近25℃時才開始保溫，然后始終根據測溫結果。逐步增減保溫層，保持溫差在25℃左右，并使混凝土內部溫度盡快散發，直至內部溫度與大氣溫度之差<25℃時，便拆除保溫層。

5.4 控制工程總進度，盡量避免在天氣寒冷時施工大體積混凝土，本工程底板澆搗時間在3月中旬，天氣變化曲線與混凝土溫度變化曲線基本一致，對控制混凝土溫差相當有利。

5.5 本底板經過幾年的使用及現場觀測，未出現有害裂縫。說明采取的上述技術措施是可行的。

[1]吳子峰.大體積混凝土的施工技術及質量控制.山西建筑,2009年1期.

[2]譚毅堅.對大體積混凝土的施工技術及質量控制分析.科技信息,2009年23期.