大體積混凝土施工技術分析

中建三局集團有限公司

摘要：社會經濟的高速發展勢必加快了城市化的發展步伐，建筑企業如雨后春筍般紛紛崛起，大體積混凝土施工技術的應用也日益廣泛。為了提高建筑工程的質量，對大體積混凝提施工技術的要求越來越高。本文對大體積混凝土施工技術進行了分析。

關鍵詞：建筑；大體積混凝土；施工技術

1 技術措施分析

1.1混凝土的溫度控制

對大體積混凝土的溫度進行控制，包括控制混凝土出攪拌機溫度、混凝土入模溫度和混凝土內部溫升值等方面。有效控制混凝土的溫度，可降低結構物內部和表面的溫差，降低和減少溫度裂縫的產生。

1.1.1控制混凝土出攪拌機的溫度

根據攪拌前混凝土原材料總的熱量與攪拌后混凝土總的熱量相等的原理，可用以下公式計算出混凝土的出機溫度T0。

（1）

式中：Cs、Cg、Cc、Cw—分別為砂、石、水泥和水的比熱，J/（kg·℃），一般取Cs = Cg= Cc=800 J/（kg·℃），Cw =4000J/（kg·℃）；

Ws.Wg.Wc.Ww—分別為混凝土中砂、石、水泥和水的用量，kg/m3

Ts.Tg.Tc.Tw—分別為砂、石、水泥和水的溫度，℃；

Qs.Qg一分別為砂、石的含水量，%。

由式（1）可見，砂石的比熱較小，但其在每立方米混凝土中所占的比例較大（尤其是石子占混凝土重量的45%左右）；水的重量在每立方米混凝土中占的比例較小沾混凝土重量的6.5%左右），但水的比熱較大。因此，對混凝土出攪拌機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響較小。所以，降低出機溫度最有效的辦法是降低石子和水的溫度，其次是降低砂的溫度。

1.1.2控制混凝土入模的溫度

混凝土的入模溫度即澆灌溫度，是指混凝土從攪拌機出料后，經攪拌車或其他工具運輸、卸料、澆筑、振搗、平倉等工序后的混凝土溫度。根據相關資料，混凝土澆筑溫度工。可按下式計算：

（2）

式中：To----混凝土出攪拌機溫度，℃；

Tcl----混凝土運輸澆筑過程中的氣溫，℃；

----混凝土裝、卸和轉運溫度變化系數，每次變化系數為0.032，如裝、卸和轉運共3次，則=0.032×3，如裝、卸共2次，則=0.032×2，其余類推；

----混凝土運輸過程中溫度變化系數，=At，t為運輸時間（min），A取0.0005～0.0040；

混凝十澆筑過程中溫度變化系數，=0.003t，t為澆筑時間（min）

由式（2）可見，從混凝土出機溫度到澆筑溫度，以混凝土的裝卸和轉運次數、運輸和澆筑時間以及運輸澆筑過程氣溫高低的影響最大。所以，盡可能減少裝卸和轉運次數、縮短運輸和澆筑時間，以及降低運輸澆筑過程的溫度對控制混凝土的澆筑溫度具有重要意義。

1.1.3控制混凝土的內部溫升

混凝土中的熱源主要來自膠凝材料（尤其是水泥）的水化熱，膠凝材料的水化熱使混凝土溫度升高。假定混凝土處于小能散發熱量的絕熱狀態，此時混凝土內部的溫升稱為絕熱溫升。控制混凝土內部的絕熱溫升關鍵是控制絕熱最高溫升。絕熱最高溫升Tmax計算：

（3）

式中：W混凝土中水泥含量，kg/ m3

Q0 ---水泥水化熱，J/kg；

C----比熱，一般為0.92一1.0 x 10，J/（kg·℃）

----混凝土容重2400一2500 kg/ m3；

但是，實際結構都小是絕熱的，在水化熱升溫的同時，就有散熱發生，故實際的最高溫升一般都小于絕熱溫升。則土建工程大體積混凝土最高溫升值T，可按下式計算：

（4）

式中：Tp一混凝土澆筑溫度，℃；

Q混凝土中水泥用量，kg/ m3；

F混凝土中粉煤灰用量，kg/ m3；

由式（4）可見，混凝土升溫的主要熱源是水泥水化熱，選用中低水化熱的水泥品種，是控制混凝土溫升的最基本方法，見表1。其次，在滿足混凝土強度和耐久性的前提下，可采用減少混凝土中水泥用量冰泥用量每增減10kg，其水化熱將使混凝土的溫度相應升降約1℃，增加礦物摻合料（如粉煤灰）用量的措施控制溫升胳加摻合料可在小改變水泥品種的前提下有效降低混凝土的溫升），見表2

表1 水泥水化熱值（kJ/kg）

表2 摻加粉煤灰對水泥水化熱的影響（kJ/kg）

1.2混凝土的澆筑控制

澆筑控制主要是強調對混凝土拌合物表面的抹面處理及初凝硬化之前的抹面處理。這些措施主要是為了改善新拌混凝土的表面狀況，減少十燥收縮微裂縫的形成。

有學者模擬混凝土施工的實際情況，設計了A和B兩種施工方式，其中A為混凝土澆筑后自接暴露于相對濕度55%的條件下，而B則為混凝土澆筑后在終凝硬化前對混凝土進行二次抹面處理，實驗結果見表3。從結果看出，與自接暴露的施工方式相比，抹面處理后混凝土的初裂時間推遲了，而且裂紋的數量、總長、開裂面積都有所減少，開裂程度較小。這是因為通過混凝土初凝后的二次抹面一方面可以消除混凝土早期產生的微裂紋；另一方面抹面也封堵了已經形成的失水通道，減少水分的自接揮發；而且二次抹面還可以使混凝土表面更密實，提高其表面強度。因此，通過二次抹面可顯著減少混凝士表面形成的裂紋。

表3 不同施工方式對混凝土開裂的影響

大體積混凝土施工強調收二次面，第一次是粗收，起平整作用腳澆筑的同時進行平整收面）；第二是細收住次抹面），預防或減少表面微裂紋，在初凝硬化前進行二次抹面初凝時間以現場實測為準，采用木模抹面、小要壓光）。

1.3混凝土的養護控制

大體積混凝土施工后要加強保濕保溫養護，包括初、終凝之前的覆蓋養護及覆蓋養護時間的保證等方面。在混凝土澆筑之后，盡量以適當的材料加以覆蓋，采取保濕和保溫措施，小僅可以減少升溫階段的內外溫差，防比裂縫產生和擴展，而且可以使膠凝材料順利水化，提高混凝土極限拉伸值，防比產生過大的溫度應力和溫度裂縫，確保結構物的強度增長和耐久性的提高。需要注意的是，把握養護時間是獲得良好養護效果的關鍵，若養護時間把握小當，養護將失去意義。

2 工程實例應用

某28層商業住宅項目的轉換層為大體積混凝土結構施工，采用現場攪拌的C45泵送混凝土澆筑，為了確保結構物的工程質量，針對該項目大體積混凝土施