大體積混凝土施工方法探討

郭 玲 耿倩

（1鄭州新開元路橋工程咨詢有限公司，河南 鄭州 450016 2、鄭州黃河河務局惠金黃河河務局，河南 鄭州 450045）

1 大體積砼概述

現代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等，在橋梁結構中最常見的大體積砼即是承臺了，它們主要的特點就是體積大，一般實體最小尺寸都≥1m。它的表面系數比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快。混凝土內外溫差較大時，會使混凝土產生溫度裂縫，影響結構安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來保證施工的質量。

2 大體積混凝土的裂縫

對于承臺這種地下或半地下結構，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當裂縫寬度在0.1~0.2mm時，雖然早期有輕微滲水，但經過一段時間后，裂縫可以自愈。如超過0.2~0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在工程中應盡量避免超過0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現這種裂縫，將大大影響結構的使用，必須進行化學灌漿加固處理。

產生裂縫的主要原因有以下幾方面：

a.水泥水化熱。大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，水化熱聚集在結構內部不易散失，使內外溫差增大。水化熱主要與單位體積混凝土中水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期變化。由于結構表面可以散熱，實際上內部的最高溫度，多發生在澆筑后的最初3~5天。澆筑時，降低大體積混凝土內部最高溫度和控制混凝土內外溫度差在規定限值(25℃)以內對于裂縫控制是極其重要的。

b.外界氣溫變化。大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。

溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60~65℃，并且有較長的延續時間。因此，應采取溫度控制措施，防止混凝土內外溫差引起的溫度應力。

c.混凝土的收縮。混凝土中約20℅的水分是水泥硬化所必須的，而約80℅的水分要蒸發。混凝土收縮的主要原因就是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

影響混凝土收縮的，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝（特別是養護條件）等。

3 大體積混凝土的配制

由于混凝土的選料和配比對其水化熱和收縮影響極大，選用原材料時應注意以下幾點：

a.粗骨料宜采用連續級配，以減少混凝土收縮變形；細骨料宜采用中砂，因為使用中砂比用細砂，可減少水及水泥的用量。此外，在大體積混凝土中，粗細骨料的含泥量是要害問題，含泥量偏高，不僅會增加收縮變形，還會嚴重降低混凝土抗拉強度，對抗裂的危害很大，因此骨料必須現場取樣實測，石子的含泥量控制在1%以內，砂的含泥量控制在2%以內。

b.外加劑宜采用緩凝劑、減水劑、膨脹劑，使用減水劑可以減小水泥用量，改善和易性，推遲水化熱的峰期值；使用膨脹劑，使混凝土內部產生膨脹應力，可以抵消一部分收縮應力，這樣相應地提高了混凝土抗裂能力。

c.大體積混凝土在保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，應提高摻合料及骨料的含量，摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。在混凝土中摻用粉煤灰不僅能夠節約水泥，降低水化熱，增加和易性，而且能夠大幅度提高混凝土后期強度。

d.水泥應盡量選用水化熱低、凝結時間長的水泥，優先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥等。無礦渣水泥的地區，可采用普通硅酸鹽，加入適量的粉煤灰和礦渣粉取代部分水泥，減小水泥用量，改善混凝土的塑性和可泵性。但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現象，不僅影響施工速度，同時影響施工質量。所以，在選用礦渣水泥時應盡量選擇低泌水性的品種，并摻加減水劑，降低用水量。在施工中，應及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實后，再繼續澆筑上一層混凝土。

4 大體積混凝土的澆筑

澆筑方案，除應滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外，還應考慮結構大小、鋼筋疏密、預埋管道和地腳螺栓的留設、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響，常根據結構尺寸、場地及工期要求采用全面分層、分段分層、斜面分層三種方式。但是要注意振搗密實且停留時間不能過長，以免降低兩次澆注混凝土的粘結力。

在夏日澆筑時，預先對機制砂、石子進行噴淋，降低砂、石溫度；在攪拌時采用冰水攪拌；運輸中對罐車進行隔熱措施和澆筑時對輸送泵管覆蓋隔熱，控制混凝土入模溫度不高于30℃，可以有效的保證混凝土質量。

大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫，一方面是混凝土內部水化熱積聚的因素，另一方面是混凝土的外部因素：結構的外部約束和混凝土各質點間的約束阻止混凝土收縮變形，一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫。對此，可以在做完墊層后刷一道瀝青作滑移層，并在四周貼苯板以減少四周及基底的約束力。

5 大體積混凝土養護時的溫度控制

大體積混凝土的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度應力引起混凝土的開裂。在混凝土養護階段的溫度控制應遵循以下幾點：

a.混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于20℃；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃~30℃。

b.混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。

c.采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差。內部降溫法是在混凝土內部預埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆筑完時就開始進行，還有常見的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土內外溫差而引起的混凝土開裂。

d.保溫法是在結構物外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料（如草袋、鋸木、濕砂等），在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內外溫差小于20℃。

e.混凝土表層布設抗裂鋼筋網片，防止混凝土收縮時產生干裂。

f.當混凝土出現泌水現象時將水趕至低洼處，用大功率抽水泵及時的抽出混凝土產生的泌水和基坑內的雨水。

6 結語

總之，在大體混凝土的澆注中采取各種措失的目的均主要是為了降低由于水化熱產生的內外溫差，以此來有效的減少裂縫的出現，因此在實際施工時，應結合當地的筑材供應情況、季候特征、澆筑時期變溫特點等因素采取多項對策才能在保證質量的前提下多、快、好、省地完成施工作業。

[1]黃恒，楊星，杜興龍.4.5m超厚大體積混凝土澆筑施工技術.ppt（北京城建二公司重慶分公司；重慶萬豪國際會展大廈）。