C50大体积混凝土

C50大体积混凝土（精选7篇）

C50大体积混凝土 篇1

0 引言

混凝土生产过程需要绿色环保化, 矿物掺合料在混凝土中的成功应用使得矿物废渣变废为宝, 甚至在部分城市成为稀缺资源。工程用矿物掺合料的主要途径是等量取代水泥, 而没有对掺合料的潜力进一步发掘, 怎样提高矿物掺合料在混凝土中的应用技术水平, 使其更加科学化、高效化、合理化, 是科技工作者和工程建设者应该探索的问题。

超细粉煤灰 (Ultra-fine Fly Ash, UFA) 是通过电厂电收尘气流分选工艺收集得到的, 与普通粉煤灰相比, 其粒度更细, 活性更高, 需水量更小。研究表明, 超细粉煤灰在混凝土中可发挥优质填充作用[1,2], 对混凝土初始及硬化性能均有较大程度改善。本研究结合117大厦施工项目, 使用超细粉煤灰配制C50P8超大体积筏板混凝土, 并对混凝土性能进行评定。

1 实验

1.1 课题难点

天津高银117大厦超深基坑采用118 m环形混凝土作为内支撑, 工程主楼基础筏板东西方向长103 m, 南北方向宽101m, 整体厚度达6.5 m, 平面建筑面积约9254 m2, 混凝土设计强度等级为C50, 抗渗等级达到P8, 结构耐久性设计为100年。C50超大底板为一次性连续浇筑施工, 混凝土浇筑总量约6.5万m3, 如何配制高使用寿命并具有高施工性能的混凝土, 是本课题的巨大挑战。

1.2 原材料

1.2.1 胶凝材料

C50大体积抗渗混凝土配合比设计应充分考虑工程耐久性要求, 为减少混凝土水化放热引起结构裂缝, 选用超细粉煤灰UFA与矿粉SL部分替代水泥作为胶凝材料。

水泥为冀东P·O42.5水泥, 主要性能指标见表1;超细粉煤灰UFA产自北疆电厂, 比表面积860 m2/kg, 烧失量0.75%, 需水量比92%;矿粉选用典实S95级矿粉, 密度2.83 g/cm3, 比表面积400 m2/kg, 28 d活性指数96%, 流动度比97%。水泥、矿粉和UFA的主要化学成分见表2。

%

1.2.2 骨料

骨料作为混凝土的支撑骨架, 其级配、含泥量和泥块含量等性能指标直接影响混凝土性能。本工程粗集料为玉田碎石, 5~25 mm连续级配, 含泥量0.6%, 泥块含量0.15%, 针片状颗粒含量5.0%, 压碎指标10%;细集料为闽江河砂, Ⅱ区中砂, 细度模数2.4~2.7, 含泥量1.2%, 泥块含量0.4%。

1.2.3 混凝土外加剂

为保证工程质量, 使用中建商品混凝土天津有限公司自产的聚羧酸减水剂ZJ-2, 固含量为20.4%, 减水率为22.7%, 掺量0.12%时水泥净浆流动度为220 mm。

1.3 测试方法

按照GB/T 50081—2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》对混凝土的工作性能与力学性能进行测试, 并对选定配合比根据GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行混凝土抗渗、抗Cl-渗透、抗硫酸盐侵蚀等耐久性能测试。按选定配合比浇筑尺寸为6.5 m×6.5 m×6.5 m的混凝土试件, 测试其不同部位水化温升与内应力随时间的变化曲线。

2 结果与讨论

2.1 力学性能

胶凝材料选用“三掺”原则, 控制胶凝材料总用量为480kg/m3, 通过改变水泥、超细粉煤灰与矿粉比例, 对混凝土进行配合比设计, 固定砂率39%, 研究超细粉煤灰的最佳取代率。混凝土配合比如表3所示。

kg/m3

由于矿物掺合料的水化贡献期比较滞后, 将混凝土28 d与56 d龄期综合作为强度评定标准。C50筏板混凝土性能测试结果如表4所示。

从表4可以发现, 在胶凝材料总量固定情况下, UFA与矿粉的掺入提高了混凝土的流动性与和易性, 掺合料颗粒填充在水泥颗粒之间, 减少水泥颗粒的絮凝状态, 从而具有一定的减水效果。UFA的相对密度比水泥小, 因此当等质量替代水泥时, 相当于提高了新拌混凝土中胶凝材料的体积, 因而增加了浆体量, 提高混凝土包裹性能与流动能力, 但UFA与矿粉质量总和达到总胶凝材料一半时, 由于浆体黏度降低较多, 致使混凝土包裹性变差, 出现轻微泌浆。

UFA与矿粉的掺入使混凝土早期抗压强度降低, 当UFA掺量增大时尤为明显, 但从56 d抗压强度结果来看, C50-5配合比混凝土强度最高。这是由于, UFA早期水化活性低, 在3 d、7 d时并未参加水化反应, 而只是起到物理填充作用, 混凝土的强度主要由水泥水化产物提供;在后期UFA参与水化反应, 填充水泥水化留下的空隙, 加之UFA的颗粒效应与减水效果, 导致混凝土后期强度增长很快, 甚至超过C50-1高水泥用量混凝土[3,4,5]。

2.2 混凝土抗渗性能

将C50-2、C50-5和C50-8试件标准养护28 d, 进行抗渗性能测试, 结果如表5所示。

表5表明, 3组试件的抗渗等级均大于P8, 其中C50-5混凝土的渗水高度最小, UFA与矿粉颗粒粒径小于水泥颗粒, 在混凝土成型初期可填充在水泥颗粒之间, 减少混凝土单方用水量, 从而减少由水造成的有害孔数量, 后期UFA溶出硅铝物质, 与水泥水化产生的Ca (OH) 2发生反应, 生成C-S-H与C-A-H水化产物, 水化产物填充于混凝土硬化体毛细孔中, 阻断渗水通道, 提高混凝土抗渗性能[6,7]。

2.3 混凝土抗Cl-渗透性能

在钢筋混凝土结构中, 混凝土生产过程中混入了氯离子, 或在结构物使用过程中侵入氯离子, 氯离子的离子半径很小, 其在混凝土中的迁移能力较强, 常穿过混凝土保护层并在钢筋表面积聚, 其含量超过一定的临界值时会导致混凝土内部钢筋锈蚀, 并使混凝土结构开裂, 影响混凝土耐久性。对混凝土试件的电通量进行测试, 结果如表6所示。

表6结果表明, 3组试件中, C50-5筏板混凝土的电通量最小, 耐久性最佳。

混凝土的结构破坏, 从其化学成分进行分析, 很大程度和Ca (OH) 2有关。由于Ca (OH) 2可以在水中微溶, 与酸性化合物反应, 在一定的条件下可以和硫酸盐反应生成膨胀性化合物, 削弱混凝土的抵抗淡水溶蚀能力。一般酸性水侵蚀、碳酸水侵蚀、含碱液侵蚀、硫酸盐侵蚀、碳化、碱集料反应能力都和Ca (OH) 2数量多少、形态、排列有关。Ca (OH) 2稳定性极差, 是混凝土结构破坏的根源, 是混凝土耐久性的薄弱环节。由于超细粉煤灰、矿渣的火山灰效应, 减少水泥水化产物Ca (OH) 2的数量, 改善其在水泥石-集料界面过渡区上的富集与定向排列[8], 从而优化了界面结构, 并生成了强度更高、稳定性更优、数量更多的低碱度水化硅酸钙凝胶。同时, 更多的较低碱度的C-S-H凝胶使得水泥石结构更加致密, 从而降低了混凝土的孔隙率, 改善了孔的级配, 使孔细化, 阻断了可能形成的渗透通路, 所以水和侵蚀介质难以进入混凝土内部。

2.4 混凝土抗硫酸盐侵蚀

依据GB/T 50082—2009测试养护56 d后C50-5混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能, 结果如表7所示。

由表7可知, C50-5混凝土试件经120次、150次硫酸盐侵蚀后其耐蚀系数分别为96.5%、87.1%, 符合GB/T 50082—2009中不小于75%的要求。超细粉煤灰为微小光滑的球体, 粒径集中在0.1~10μm, 小于水泥与矿粉颗粒粒径, 在水泥-超细粉煤灰-矿粉胶凝材料体系中, 超细粉煤灰可填充在水泥与矿粉颗粒缝隙之间, 优化了细颗粒的粒径分布, 提高了细颗粒的紧密堆积, 减少初始孔隙率, 后期水化过程消耗大量Ca (OH) 2, 优化水泥石-集料界面连接, 水化产物进一步填充密实硬化混凝土结构, 发挥火山灰效应。因此, 矿物掺合料在混凝土中具有物理与化学双重优化性能, 可通过配合比优化提高混凝土的新拌与硬化综合性能。

2.5 混凝土模拟实验温度测试

选用C50-5配合比, 浇筑尺寸为6.5 m×6.5 m×6.5 m巨型试块, 于其中布设5个温度测试单元, 每个温度测试点包含表面测试点1与中心测试点2, 测试单元平面布置与5个测试单元混凝土温度随时间变化曲线如图1所示。

从图1可见, 所有测试点水化温度最高值出现在混凝土入模2 d左右, 其中水化温升最高点为A-2点, 此点位于大体积混凝土几何中心, 混凝土包覆厚度最厚, 散热速度最慢, 随着测试点的外移, 混凝土中心最高温度与表面最高温度均有所下降, 其中以E点最低, E点位于混凝土角部, 最利于混凝土散热。混凝土及时保温与养护对控制混凝土内外温差、防止混凝土温度裂缝具有重要意义, 试验时温度在0~8℃, 但混凝土内外温差均可控制在20℃内, 温度降低速率约为1℃/d, 符合GB 50426—2009《大体积混凝土施工规范》相应要求。

大体积混凝土的水化温升控制离不开矿物掺合料物理与化学优化作用的发挥。UFA球形颗粒表面光滑, 在胶凝材料浆体中发挥优良的“滚珠效应”和“填充效应”, 可降低混凝土用水量, 改善混凝土的流变特性。矿粉为炼铁熔渣磨细而得, 表面不像粉煤灰那样圆滑, 所以掺量过多时容易引起混凝土泌水。矿粉的初期活性比水泥低, 但是高于UFA, 所以引入矿粉可补充大量UFA引入导致的强度不足。2种矿物掺合料的后期水化性能可弥补初期水化性能的不足, 随着矿物掺合料后期水化反应的进展, 其与水泥浆体的界面接触越趋紧密, 甚至会提高混凝土的后期强度。矿物掺合料火山灰效应带来的水化热要低于水泥水化热, 因此可减缓大体积混凝土的水化放热[9,10]。

2.6 混凝土构件应力评价

选取图1中部分试验点作为大体积混凝土的内应力监测点, 使用全自动智能型应力实时监测仪对混凝土7 d及28 d监测点的X、Y和Z向内应力进行测试, 并与相同配方、相同条件养护试块的劈裂抗拉强度进行比较。监测点编号见表8, 测试结果见图2。

混凝土的内应力来自混凝土温度应力与周边混凝土约束力, 混凝土属于脆性材料, 一旦温度应力超过混凝土抗拉强度极限, 则容易出现温度裂缝, 影响结构使用性能。7 d龄期混凝土有4点位于劈裂抗拉强度界限之上, 存在一定开裂风险, 应力最大处位于B-2点Z向, A2点处X、Y方向应力也较大, 由于混凝土表面养护及保温控制措施完备, 表面点应力水平小于混凝土内部应力。混凝土养护至28 d时, 混凝土温度有所降低, 内应力水平部分下降, 混凝土劈裂抗拉强度提高, 所有应力低于同龄期混凝土劈裂抗拉强度界限, 混凝土选材与养护对混凝土缺陷控制与使用寿命具有决定性影响。

3 结语

(1) 配合比为m (水泥) ∶m (超细粉煤灰) ∶m (矿粉) ∶m (砂) ∶m (石) ∶m (水) ∶m (减水剂) =260∶120∶100∶694∶1085∶156∶6.0的C50-5试样56 d抗压强度达到68.5 MPa, 为最优配合比, UFA发挥“滚珠效应”与“填充效应”, 为混凝土后期强度提供保障。

(2) 最优配比C50-5混凝土抗渗等级达到P10, 并可满足混凝土抗Cl-渗透、抗硫酸盐侵蚀要求, 优质掺合料可减少混凝土中Ca (OH) 2在水泥石-集料界面过渡区上的富集与定向排列, 优化界面结构, 提高混凝土耐久性。

(3) 大体积混凝土试验表明, 混凝土中心温度在2 d左右达到最大, 在良好养护与保温措施下, 内外温差小于20℃, 降温速率为1℃/d, 7 d龄期时存在一定开裂风险, 28 d龄期时混凝土温度裂缝风险较低。

参考文献

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[10]王强, 葛超, 张健, 等.筏板基础大体积混凝土温度裂缝控制的模型试验[J].混凝土, 2012 (2) :57-59.

C50大体积混凝土 篇2

地矿所项目部

地矿所友谊路住宅楼 C35、P6大体积混凝土测温报告

一、工程概况

地矿所友谊路住宅楼由西安地质矿产研究所集资兴建，西安建筑科技大学建筑设计研究院设计，中天建设集团西安公司承建，西安普迈监理有限公司监理，商品混凝土由西安秦岭混凝土责任有限公司提供，自2002年6月25日16：30时开始浇筑，到6月28日11：00时浇筑结束，浇筑混凝土方量2300余方。该基础筏板为上下两层Ф25@100配筋，筏板形状尺寸为71.5*20.1米，厚度1.5米（电梯井部位厚度达到2.95米）；施工方案采用一次性连续浇筑。为了防止基础筏板中心温度与表层温度相差太大，产生有害裂缝，决定采用现场测温方式以监控混凝土内外温度变化，为混凝土施工及后期保温养护提供信息指导。

二、测温工具

温度计

三、测温点布置（详见附图）

四、主要控温措施

1、精选原材料，优化混凝土配合比，既考虑降低混凝土的绝热温升，也要注意提高混凝土的抗裂能力。

1采用级配良好，洁净的泾河1—3CM卵石，含泥量应小于1.0% ○2采用郭杜中砂，含泥量应小于2.0% ○

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3采用水化热较低的普通42.5R水泥 ○4掺用占水泥用量32%的优质Ⅱ级粉煤灰 ○5掺用sty-AⅡ型混凝土泵送剂和AEA-3膨胀剂，以减少水灰比○和收缩

6C35P6混凝土配合比为：秦岭42.5R水泥310 kg、粉煤灰100 ○kg、AEA-3 35 kg、sty-AⅡ13kg,中砂690kg,1~3cm卵石1100kg，水175kg。

2．加强保温保湿养护，严格控制混凝土内外温差。

大体积混凝土保温养护的目的，其一是减小混凝土表面的热量和水分损失，降低温度梯度，防止出现表面裂缝；其二是延长混凝土散热时间，使混凝土强度得以充分发展，应力松弛得以充分进行，以控制温度应力小于其抗拉强度，杜绝贯穿裂缝的产生。

本工程采取的主要保温保湿养护措施有：

①混凝土浇筑并抹压后覆盖一层塑料布和2~3层毛毯，毛毯应互相搭接20cm，以充分保温保湿。另外在覆盖不严的部位，如剪力墙、柱子根部24小时派专人用40~50ºC的温水浇水保湿。

②外墙插筋、剪力墙、柱子里面等处用毛毯填塞。③严格控制降温速率≤2 ~4ºC/d。

④延长拆模时间。

五、测温情况

混凝土测温工作及混凝土温度变化过程主要分为后浇带以东（8、9、10、11、12点）的升温、降温两个阶段，后浇带以西（7、6、5、中天建设集团西安公司

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后浇带以西部分，从27日3：00开始浇筑，由于当时下雨气温下降，入模时的温度为26ºC，这一阶段混凝土温升较慢，绝对温升较前期低。3#、5#点平均升温速率0.8ºC/小时，1#、2#、4#、6#、7#点平均升温速率为0.6ºC/小时，此部分最高温度出现在3#、5#点74.2ºC。

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这两个阶段测温工作的特点在于监控混凝土入模温度和混凝土内外温差，掌握温度变化信息，指导混凝土保温覆盖工作，对全场混凝土测温点进行全天24小时监控，每两小时巡测记录一次，并随时报告温度变化情况，对混凝土进行精确的覆盖保温。6月27、28根据实际温差情况，当时由于下雨气温下降增加一层毛毯保温，电梯井部位增加二层塑料布和二层毛毯。

3.6月27~7月7日

后浇带以东部分混凝土开始降温，8#、9#点从温峰时的78ºC下降到48ºC，平均降温速率3ºC/天，12#、11#、10#点平均降温速率为3.2ºC/天。这一阶段除6月27日上午下雨气温较低外，大部分天气以晴为主，日平均气温27ºC左右，为混凝土保温工作提供了较为有利的条件，整个降温阶段较为平稳，没有出现大的温度突变。

3.6月30~7月7日

后浇带以西部分混凝土开始降温，3#、5#点从降温时的74.2ºC到44ºC，平均降温速率3.7ºC/天。1#、2#、4#、6#、7#点平均降温速率为2.5ºC/天。

降温阶段测温工作重点在于控制降温速率，同时密切注意全场混凝土保养情况，避免混凝土因失水造成干缩开裂，则安排专人进行洒水养护，以确保混凝土始终处于湿养状态，同时检查硬化后混凝土表面养护情况。

以8#点混凝土温度发展情况绘制温度曲线图。

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六.测温结论

本工程采用了多项温控技术包括优选混凝土配合比、掺入粉煤灰、外部以塑料布复合毛毯覆盖保温等。由于测温点布置均匀合理，监控及时，特别在整个温控过程中，得到甲方、监理通力协作，在混凝土升温阶段和降温阶段分别严格控制了保温和保湿两个关键环节，从而使2300余方C35混凝土温度平稳过渡，全场混凝土未发现有害裂缝，温控符合本工程大体积混凝土施工方案，降温速率正常，混凝土质量好，为上部高层结构奠定了一个坚实安全的基础。

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浅析大体积混凝土施工 篇3

关键词：大体积；混凝土；施工

1.引言

目前大体积混凝土还没有确切的定义词。日本建筑学会标准（jass5）规定：“结构断面最小厚度80厘米以上，同时水化热引起的温度差和混凝土内外温度将超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。美国混凝土协会（ACI）规定：“任何现场浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须采取措施来解决由水化热引起的体积变形问题，以最大限度地减少开裂”。

近年来，由于高层建筑的发展，基础采用箱形基础和筏板基础大体积混凝土。

2.大体积混凝土的特性

大体积混凝土具有以下特点：

（1）高强度混凝土设计，单方水泥用量较多，大体积混凝土水化热引起的温度比普通混凝土大得多；

（2）在结构内的截面配筋比较多，较高完整性；

（3）基础结构是埋在地下，虽然受环境温度变化的影响较小，但需要高抗渗性。

因此，温度对混凝土裂缝控制引起的应变差异，提高混凝土的抗渗性，抗开裂和抗侵蚀性能是大体积混凝土施工的一个关键问题。

大体积混凝土的温度控制，目前国内尚无正式规定，在过去提出了应该在20摄氏度的温度差控制中，近年来在南方一些地区的控制在25 °C内，从国内的施工实践来看：混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75㎝以上，双面散热在100㎝以上，双边的冷却混凝土水化热的内部结构将造成超过25摄氏度的温度差异，根据大体积混凝土施工。

80年代以来，在全国一些大城市相继建造了一批高层建筑和高耸构筑物。这些建筑物的基础，都采用了大体积混凝土，通过这些工程的实践，促进了大体积混凝土施工技术的发展。

80年代以来，在全国主要城市建立了很多高层建筑。这些建筑物的基础都采用了大体积混凝土，通过这些项目的实施，促进了大体积混凝土施工技术。

对大体积混凝土工程的研究，取得不少成就，主要是：

（1）在设计上，为改善大体积混凝土的内外约束条件以及结构薄弱环节的补强，提出了行之有效的措施。

（2）在施工技术上，从选料，配合比设计、施工方法，施工季节的选定和测温养護等，采取一些综合性的措施，有效地克服了大体积混凝土的裂缝。

（3）在施工组织管理上，为了解决大体积混凝土一次浇筑量大的问题，在精心组织、协调指挥。

3.大体积混凝土的施工

3.1材料要求

3.1.1水泥

（1）在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥（发热量270～290kJ/kg）、严禁使用安定性不合格的水泥。

（2）由于大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。

3.1.2骨料

（1）粗骨料。碎石和卵石均可，并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量，可参照表5-7-13选用。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应<=1%

（2）细骨料。宜选用粗砂或中砂，含泥量应≤3%。当采用泵送混凝土时，其细度模数以2.6～2.8为宜。控制细砂以0.3㎜筛孔的通过率为15～30%；0.15㎜筛孔的通过率为5～10%。

（3）粉煤灰。为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰应符合《技术条件103—56》的要求，其烧失量应<15%，SO3应<3%，SIO2应>40%，并应对水泥无不良反应。

（4）外加剂。为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。

3.2配合比设计

3.2.1基本要求

（1）设计配合比时尽量利用混凝土60天或90天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。

（2）混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。一般要求水泥用量宜控制在260～300kg/m3。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33～0.37（泵送时宜为0.4～0.45）。坍落度应根据配合比要求严加控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在10～14㎝为宜。

3.2.2设计步骤

按现行《混凝土结构工程施工及验收规范》执行。

3.3施工准备工作

在施工前的大体积混凝土准备工作，除了一般的混凝土施工前必须进行材料的制备，设备的准备，技术准备和现场准备，根据其结构的特殊性，做好配套材料和辅助设备的准备，如冰水箱（池），真空设备，水泵，温度测量设备等。特别是做施工方案的准备工作。主要内容及编制原则如下：

3.3.1编制的原则

（1）在保证结构整体性的原则下，采用分层分块浇筑时，尽量减少浇筑块在硬化过程中的内外约束，分层的时间间隔做到既有利于散热，又考虑到底层对上层的约束。

（2）控制内外温差，加强养护，防止产生贯通裂缝和其它有害裂缝。

3.3.2编制的主要内容

（1）根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。

（2）通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。

（3）确定混凝土搅拌，运输和浇筑的方案。

（4）制订混凝土的保温方案。

（5）明确对混凝土的测温方案。

（6）有关保证工程质量、方案。

3.4施工工艺

3.4.1大体积混凝土施工一般要在低温条件下进行，最高温度小于等于30摄氏度的温度为宜，应该认真分析和温度应力计算（包括收缩），以降低温度，减少温度应力和相应的措施。

3.4.2搅拌后的混凝土应被运到浇注位置，浇筑入模。在运送过程中，要防止混凝土离析现象，砂浆坍落度损失、改变，如离析现象的发生，必须进行人工二次拌合后方可入模。

3.4.3混凝土浇筑要点如下：

（1）大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，选用以下三种方法：

①全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未凝结时，即开始浇筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。這种方法适用于结构平面尺寸不太大的工程。一般长方形底板宜从短边开始，沿长边推进浇筑；亦可从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

②分段（块）分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其它各层。

③斜面分层：适用于结构的长度超过厚度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层的底层开始，逐渐上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。

（2）当基础底板厚度超过1.3m时，应采取分层浇筑。分层厚度宜为0.6～1.0m。对于大块底板，在平面上应分成若干块施工，以减少收缩和温度应力，有利于控制裂缝，一般分块最大尺寸宜为30m左右。

（3）分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/㎜2，混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之在25?C以下时进行。

（4）分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温峰值以后，一般为3～5天，因此间隔时间以大于5天为宜。

（5）暑期施工时，必须采取有效措施降低混凝土内部的实际温度。

①降低混凝土入模浇筑温度如拌和水中掺入冰块、使用冷却水作拌合用水、砂石采取遮阳措施和喷冷水降温等；

②骨料中掺入适量毛石；

③掺入适量的粉煤灰。

（6）为了防止混凝土发生离析，当混凝土的自由倾落高度超过2m时，应采用串筒，溜槽下落。串筒和漏斗的布置应根据浇筑面积、浇筑速度和铺平混凝土的能力确定，一般其间距不得大于3m。

（7）混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使一下振动均匀。每点振捣时间一般以20～30s为宜，但还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。

分层浇筑时，振捣棒应插入下层5㎝左右，以消除两层之间的接缝。

振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹摊平拍实。

（8）混凝土养护的时间和方法为：

①养护时间：为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14天；矿渣水泥，火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21天。

②养护方法：大体积混凝土养护方法，分降温法和保温法两种。降温法，即在混凝土浇筑成型后，用蓄水、洒水或喷水养护；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护（如塑料薄膜、草袋等）及薄膜养生液养护，可视具体条件选用。

夏季施工时，砼一般可使用草袋覆盖、洒水、喷水养护或喷刷养生液养护。

冬期施工时，由于环境气温较低，一般可利用保温材料以提高浇筑的混凝土表面和四周温度，减少混凝土的内外温差。另外亦可使用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料，来封闭混凝土中多余拌合水，以实现混凝土的自养护。

（9）混凝土测温。为了掌握大体积混凝土的升温和降温的变化规律以及各种材料在各种条件下的湿度影响，需要对混凝土进行温度监测控制。

①测温点的布置 必须内有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800㎜；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。

②测温制度 在混凝土温度上升阶段每2～4h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。

所有测温孔均应编号，进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量。

4.施工中注意的几个问题

4.1泌水和浮浆问题

大体积混凝土施工中，由于混凝土分层浇筑，上部和下部结构之间的间隔时间（一般为1.5 ～ 3h，即凝结前控制），所以通过层混凝土层易产生水，混凝土泵送施工，特别严重的。解决的办法是，在侧模的结构设置在排水孔的底部，使多余的水从自然排放孔，或用槽形式设计的或人为的“池”，从特殊的柔性轴或隔膜泵泵排出多余的水。对墙壁和其他垂直结构，可以配合比和坍落度的解决方案。

4.2后浇缝的留置与处理

大体积混凝土施工中，合理的分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围；同时也可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。另外，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要。但接缝的处理必须满足防止渗漏水的要求。

后浇缝的设置和处理如设计无规定时，其间距一般为20～30m，缝宽1m，可在后浇缝形成40d后封闭，冬期可适当延长。封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用比原设计砼强度提高一级补偿收缩混凝土（亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂）将缝灌密实。

4.3模板工程

大体积混凝土施工时，模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力，因此必须保证模板及其支撑体系的可靠性，防止模板产生过大的变形。

对于大体积混凝土的模板，不能完全套用一般常规方法进行配置，而应根据实际受力情况，对模板、立柱、拉杆以及支撑系统的所有构件，都要进行设计计算，争取足够的安全储备。

由于大体积混凝土对模板的刚度要求较高，在有条件时，宜优先使用钢模板。采用木模时，浇筑混凝土前应充分湿润，防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。

5.防止大体积混凝土裂缝的主要措施

（1）对混凝土配合比的合理选择，尝试用稳定性好、水化热低的水泥，并在满足设计强度要求下，尽量减少水泥用量，降低水泥水化热。从实际经验，在450kg/m3水泥剂量的控制可以防止裂缝。

（2）控制石子、砂子的含泥量不超过1%和3%。

（3）根据施工季节的不同，可分别采用降温法和保温法施工。夏季主要用降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水，一般温度可控制在5～10?C，在浇筑混凝土后采用冰水养护降温，但要注意水温和混凝土温度之差不超过20?C，或采用覆盖材料养护。冬季可以采用保温法施工，利用保温模板和保温材料防止冷空气侵袭，以达到减小混凝土内外温差的目的。

（4）采用分层分段法浇筑混凝土。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。还可采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结良好。也可采用在下层混凝土面上预留沟槽，以加强上下层混凝土的连接。

（5）作好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过25?C。

（6）在混凝土中掺加少量磨细的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量。也可掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值期。

（7）掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。

（8）改善约束条件。根据工程特点，可以采取某些措施，降低外约束力。例如 在大体积混凝土下设置滑动的垫层，通常作法是在垫层混凝土上，先铺一层低强度水泥砂浆，以降低新旧混凝土之间的约束力。为了防止护坡桩对混凝土的约束力，还可在大体积混凝土四周与护坡桩之间砌筑隔离墙，既作为模板，又减小了大体积混凝土的外约束力。

（9）设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外约束力和温度应力，同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。

（10）当分层浇筑时，为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，可建议设计者将温度筋作适当调整。温度筋宜细密，一般用?8鋼筋，间距15㎝，双向布筋，这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应力争在浇筑下层混凝土后进行，这样便于混凝土的保温覆盖和保持钢筋的整洁。对于一次绑扎成形的钢筋网架，混凝土下料高度过大时，应采用溜槽或串筒下料，防止混凝土离析。

6.结束语

大体积混凝土结构裂缝的预防与控制是一个系统工程，必须从材料、设计、施工、维护等四个方面进行解决。设计应积极采用先进技术，结合成熟的技术措施，提出了切实可行的理论和实用的控制措施，在实践中，经济合理。物资调配科学、施工组织合理安排，确保大体积混凝土的质量。严格按照施工规范、施工程序，提高了操作流程和加强养护，防止和减少大体积混凝土裂缝，工程裂缝的危害控制到最低限度。

参考文献：

[1]高层建筑建筑施工手册.中国建筑出版社.

C50大体积混凝土 篇4

大体积混凝土最早应用于水工工程, 且应用较为普遍, 而近年来, 随着社会经济和建筑技术的发展, 建筑规模不断扩大, 高层建筑和超高层建筑也越来越多, 大体积混凝土逐渐成为构建大型设施或超高层建筑的重要组成部分。大体积混凝土在广泛应用于土木工程领域的高层和超高层建筑、大跨度桥梁结构和工业建筑等结构中时, 较多工程出现开裂现象。大体积混凝土在浇筑施工以及后期养护过程中, 由于水泥等胶凝材料的水化反应放出大量的热量即水化热, 并且混凝土体量大、厚度厚, 而混凝土本身是热的不良导体, 水化热积聚在混凝土内部不易散发, 内部温度高达60℃~90℃。但混凝土在降温过程中, 内部热混凝土约束外部冷混凝土的收缩, 即内部温度场存在温度梯度, 形成温度应力, 引起内应力, 在受约束部位, 混凝土的收缩, 将产生很大的拉应力, 如果超过混凝土的极限抗拉强度, 将出现混凝土裂缝。

上海中心大厦工程基础底板直径121m、厚度6m的大圆筒, 一次性浇捣6万m3 C50混凝土。这是一个超大体积混凝土工程, 底板直径大、所需混凝土方量在高层建筑物为历次之最;同时, 混凝土强度等级高, 强度要达到C50设计强度。

这种超大体积混凝土强度等级之高、一次性方量之大和厚度之厚, 在国内外是从未有过的, 以致对如何控制超大体积混凝土裂缝提出了更高的要求。

1 超大体积超厚C50混凝土配合比的研究

超大体积混凝土裂缝的控制是一个系统工程。大体积混凝土的胶凝材料选择与配制、混凝土生产与浇筑施工以及养护等所有环节, 都将会影响到最终混凝土工程的质量好坏程度。然而, 胶凝材料的水化热是进行大体积混凝土温度裂缝控制设计的最主要参考参数, 也是控制超大体积混凝土开裂的源头。

1.1 C50混凝土配合比

经过大量的小试、多次的中试以及一次模拟试验等试验, 并对超大体积C50混凝土配合比的水化热、抗压、劈拉、抗折和弹模等性能以及测温进行了深入研究, 才确定最终配比见表1。

1.2 胶凝体系对混凝土配合比水化热的影响

1.2.1水泥对混凝土水化热的影响

水泥是混凝土胶凝体系中最主要的材料, 并且是影响混凝土中温升的最主要因素之一。由于混凝土的导热率低, 水泥水化时放出的热量不易散失, 容易使混凝土内部最高温度达60℃以上。由于混凝土外表面冷却较快, 就使混凝土内外温差达几十度。混凝土外部冷却产生收缩, 而内部尚未冷却, 就产生内应力, 容易产生微裂缝, 致使混凝土耐水性降低。采用低放热量和低放热速率的水泥就可降低大体积混凝土的内部温升。因此, 主要是采用高性能水泥, 降低水泥的水化热和放热速率是极其重要的。

选用中国建材南方水泥有限公司生产的崛荣水泥, 强度等级为42.5级普通硅酸盐水泥, 技术指标符合现行的国家标准GB175-2007《通用硅酸盐水泥》。

由表2可知, 我们选择的崛荣水泥是中低热水泥, 因为该水泥3d的水化热在低于中热水泥, 7d的水化热在中热水泥和低热水泥之间。并且崛荣水泥的水化放热速率和水化热放热量与水花时间的变化曲线也是较为复合我们工程的实际要求, 既满足工程的水化热要求, 同时水化热又不是太慢来满足工程的C50高强度要求的特性。

由图1和图2可知, 崛荣水泥的水化热放热速率和热量随着水化时间成一定的曲线变化, 早期放热较快, 在12小时左右水泥的水化放热速率达到最大, 之后放热速率逐渐降低, 只是水泥热量在早前增长较快, 之后水化热的增长较为缓慢。

1.2.2矿物掺合料对混凝土水化热的影响

活性矿物掺合料是大体积混凝土不可缺少的组分之一, 一般常用的有粉煤灰、矿粉等。利用它们的物理效应、填充效应和火山灰效应, 不但可以大幅度降低新拌自密实混凝土的内部屈服剪应力, 改善流变性能, 可以改善自密实混凝土结构的孔结构和力学性能, 同时还可以较大幅度地降低水化热。

由图3和图4可知, 粉煤灰和矿粉等矿物掺合料掺入到C50胶凝体系中, 可大幅度的降低混凝土水化热, 3d水化热和7d水化热比基准水泥分别降低了22.3%和13.5%。同时, 水化热放热速率也比基准水泥慢, 以及由水泥、矿粉和粉煤灰组成的胶凝体系水化放热速率的峰值比基准水泥推迟约12小时出现。由于混凝土早期强度性能比较薄弱, 水化热峰值的推后, 有利于混凝土尽快的发展强度, 以至来抵制后期温度应力所引起的温度应力所造成的开裂风险。

1.3 外加剂对混凝土配合比水化热的影响

高性能聚羧酸系减水剂作为最主要的外加剂, 是配制大体积C50混凝土的必不可少的组分之一。高性能聚羧酸系减水剂不但可以降低水胶比, 减少混凝土配合比的总胶用量, 同时在水灰比不变的情况下可以降低了单方水泥用量, 所以可降低混凝土的绝对温升、减小混凝土的化学收缩。根据W.H.dilger和C.Wang的试验结果:高效减水剂推迟水泥水化的开始时间, 但使凝结后的水化速度加快。但总体上比基准水泥的水化放热速率要慢很多。

由图5和图6可知, 掺一定量的外加剂胶凝体系, 也确实能够改变混凝土的整体水化热, 不但水化放热速率大幅度的降低, 而且水化热放热速率比胶凝体系的推迟了约20小时。而且, 降低了混凝土的水化热, 3d和7d水化热分别比基准水泥降低了37.3%和24.6%, 降低幅度较大, 分别比胶凝材料体系的水化热降低了19.3%和12.8%。这些都非常有利于我们对混凝土早期质量的控制。

1.4 超大体积超厚C50混凝土性能的研究

1.4.1 C50混凝土拌合物性能

(1) 混凝土坍落度、扩展度、1小时坍损、2小时坍损

由表3可知, 该C50配合比的工作性比较好, 不但坍损较小, 有利于我们长距离的运输, 可以为多个搅拌站同时供应, 而又能较好的保障混凝土的性能提供保障。同时有利于泵送。

(2) 混凝土含气量

由表4可知, 该C50混凝土含气量适中, 扩展度流淌到500mm大需18s, 不但可以保障混凝土的强度发展, 而且可以为混凝土浇筑时不要一次性流淌的太大提供参考和保证。这是由于上海中心大厦基础底板采取中心开花的混凝土施工方式进行一次性浇筑, 即从圆饼型的圆心部位首先进行浇筑, 而后向四周逐渐搅捣混凝土, 这种方式不希望混凝土的流淌过大。

(3) C50混凝土凝结时间

由表5可知, 超大体积混凝土的凝结时间会随着环境温度的不同而有所变化, 但也是是满足混凝土浇筑施工要求。

(4) C50混凝土现场浇筑时的工作性

由表6和图7可以看到, 该C50混凝土运输到模拟现场工地后的坍落度和扩展度都较好, 整体的和易性包裹性好, 有利于泵送、浇筑施工。

1.4.2 C50混凝土力学性能的研究

上海中心超大体积超厚C50的拌合物性能较为优异, 能够较好的满足我们的泵送、浇筑施工要求。还需要对该C50混凝土的抗压、抗折、劈拉、弹模和轴心抗压等性能进行研究和测试。

由表7可知, 不管是抗压强度还是其他的劈拉强度和弹模都是能够较好的工程设计要求。

1.4.3 C50混凝土温升的研究

根据实际工况条件, 在现场布置测温点, 监测设备采用多点温度微机测量系统。温度监测频率在升温阶段和降温阶段的前5天不应少于1次/2h, 其余不应少于1次/4h, 当混凝土里表温差连续24h小于25℃时可结束温度监测工作。测试的数据进行汇总处理后, 可以下图的最高温度随着龄期的变化曲线。

由图8知, C50混凝土每天的最高温度随着龄期增长存在一定的变化规律, 在前2天升温速率较快, 到第四天时达到最高温度为60.9℃, 之后每天逐渐的降温, 降温速度平均每天不超过1℃, 满足我们的大体积混凝土规范要求。

2 工程应用

上海中心大厦基础底板超大体积超厚C50混凝土于2010年3月26日~3月28日期间开始生产、浇筑。有公司的蒲莲、浦新、长桥、浦升、宏成和富康所组成的6个拌站, 配备400多辆搅拌车, 进行混凝土的生产供应。现场泵车分布最多时为19台泵:6台固定泵+13台汽车泵 (4台56m+9台48m) , 一起将在60个小时内将6万方混凝土一次性泵送到指定的施工部位。

通过各方的共同努力, 上海中心大厦基础底板的混凝土质量取得了优异的成果。6万方混凝土按预定计划完满完成, 并且直径为121m厚为6m的大圆盘混凝土表面几乎无泌水和泌浆, 同时养护至今, 混凝土表面无穿透性裂缝, 也无长而宽的危害裂缝, 仅是在某些部位的表面有极少量的龟裂缝, 对整个底板结构体无质量影响。并且混凝土的强度等指标满足设计要求。

结论

通过对C50混凝土配合比的水泥、矿物掺合料的品种选择和掺量变动, 以及外加剂等各种因素的合成作用, 是混凝土在配合比设计时对应的水化热降到较低的程度。同时通过对超大体积超厚C50混凝土拌合物性能、力学性能和温升等研究, 深入的掌握C50大体积混凝土的各种性能参数, 来满足施工和设计要求。通过研究, 可汇总成如下几个结论:

(1) 选择的崛荣水泥是中低热水泥, 其3d的水化热在低于中热水泥, 7d的水化热在中热水泥和低热水泥之间。水化放热速率和水化热放热量与水花时间的变化曲线也是较为复合我们工程的实际要求, 既满足工程的水化热要求, 同时水化热又不是太慢来满足工程的C50高强度要求的特性。

(2) 粉煤灰和矿粉等矿物掺合料可大幅度的降低混凝土水化热, 3d水化热和7d水化热比基准水泥分别降低了22.3%和13.5%。同时, 水化热放热速率也比基准水泥慢, 以及水化放热速率的峰值比基准水泥推迟约12小时出现。

(3) 外加剂胶凝体系, 也确实能够改变混凝土的整体水化热, 不但水化放热速率大幅度的降低, 而且水化热放热速率比胶凝体系的推迟了约20小时。而且, 降低了混凝土的水化热, 3d和7d水化热分别比胶凝材料体系的降低了19.3%和12.8%。

(4) 该C50混凝土的工作性比较好, 不但坍损较小, 有利于我们长距离的运输, 可以为多个搅拌站同时供应, 而又能较好的保障混凝土的性能提供保障。同时有利于泵送。

摘要：上海中心大厦工程基础底板直径121m、厚度6m的大圆筒, 一次性浇捣6万方C50混凝土。这种超大体积混凝土强度等级之高、一次性方量之大和厚度之厚, 在国内外是从未有过的, 如何控制超大体积混凝土裂缝提出了更高的要求。通过对C50混凝土配合比的水泥、矿物掺合料的品种选择和掺量变动, 以及外加剂等各种因素的合成作用降低混凝土的水化热, 保障了超大体积超厚C50混凝土的质量满足设计、施工和供应等要求。

大体积混凝土施工工学论文 篇5

大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于1 m以上,施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差,合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。其施工特点是:整体性要求比较高,要求连续浇筑;结构的体量较大,浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚,体形较大、钢筋较密,混凝土数量较多,施工条件较为复杂,施工技术要求高,必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求。另外,还存在如何控制和防止温度应力,变形裂缝产生等问题。随着大体积混凝土施工技术不断地提高,高质量的施工技术也成为社会发展的必然要求。随着生产技术和生产力的不断提高,建设领域的逐渐扩大,大体积混凝土逐渐应用于大型钢筋混凝土结构。但是,由于混凝土内部蓄热量大,温度应力增大,使得混凝土裂缝的控制问题成为设计及施工中的一个急需解决的重大问题。

二、施工准备工作

需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。

1.施工材料的选择

(1)水泥:考虑普通水泥水化热较高,特别是应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,标号为42.5级,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。

(2)粗骨料:采用碎石,粒径5～25mm,含泥量不大于1,选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。

(3)细骨料:采用中砂,山砂(45%)+人工砂(55%),平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于5,选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。

(4)掺合料:根据国内外大量试验资料和工程实践,混凝土中掺入粉煤灰后,不仅能代替大部分水泥,而且由于粉煤灰颗粒呈球形起润滑作用,可大大改善混凝土的工作性和可泵性,可明显地降低混凝土水化热。为了减少水泥用量,可掺入水泥用量15%～20%的II级粉煤灰取代10%～15%的水泥。

(5)外加剂:为了满足混凝土的和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求,宜在混凝土掺人适量的缓凝型减水剂。混凝土初凝时间控制在5h,终凝时间在12h为宜。此外,可加入微膨胀剂。它通过水泥水化过程中产生膨胀水化物――水化硫铝酸钙,使混凝土产生适度膨胀。具有填充孔隙,切断连通毛细孔道的应用,从而提高抗渗性能和抗裂缝性能。目前常用的微膨胀是UEA。

2.混凝土配合比

(1)混凝土配合比设计时尽量利用混凝土60d或90d的后期强度,以满足减少水泥用量和水化热的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。

(2)混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。

(3)粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况,以满足施工的`要求。

三、混凝土的浇筑

浇筑时除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外,还应考虑结构大小、钢筋疏密、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响,常采用的方法有以下几种:

1.全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后,再回头浇筑第二层,此时应保证第一层混凝土还未初凝,如此逐层连续浇筑,直至完工为止。采用这种方案,适用于结构的平面尺寸一般不宜太大,施工时从短边开始,沿长边推进比较合适。必要时可分成两段,从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。

2.分段分层。混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多,所以浇筑到顶后,第一层末端的混凝土还未初凝,又可以从第二段依次分层浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少,不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。

3.斜面分层。要求斜面的坡度不大于1,3,适用于结构的长度超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始,逐渐上移。

四、混凝土的养护

降低大体积混凝土块体内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度,以承受外约束应力时的抗裂能力,对混凝土的养护是非常重要的。

混凝土浇筑后,应及时进行养护。混凝土表面压平后,先在混凝土表面洒水,再覆盖一层塑料薄膜,然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护,保温材料夜间要覆盖严密,防止混凝土暴露,中午气温较高时可以揭开保温材料适当散热。底层塑料布下预设补水软管,补水软管沿管长度方向每100mm开5mm水孔,根据底板表面湿润情况向管内注水,养护过程设专人负责。

混凝土泌水结束、初凝前为了防止面层起粉及塑性收缩,要求进行多次搓压。最后一次搓压时采用“边掀开、边搓压、边覆盖”的措施。对底板面不能连续覆盖的部位,如墙、柱插筋部位、钢柱等采用挂麻袋片、塞聚苯板等方式,尽可能进行覆盖,避免出现“冷桥”现象。混凝土浇筑完成12小时内,严禁上人踩踏,浇筑完成24小时内,除检测测温设备及覆盖材料外,不得踩踏。保温层在混凝土达到要求强度且表面温度与环境温度差要小于20℃时方可拆除,并在中午气温比较高时才可安排保温拆除。

参考文献:

[1]冀叶银. 建筑工程大面积混凝土施工技术的实践之我见[J].四川建材,2009,(6).

[2]丰云满.大体积混凝土施工技术应用[J].黑龙江科技信息,2009,(31).

[3]王齐.论大体积混凝土施工[J].低温建筑技术,2009.

浅析大体积混凝土裂缝控制 篇6

1、水泥水化:热水泥在水化过程中要产生大量的热量，是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土内部热量不易散失，内外温差过大时，就会产生温度应力，若温度应力大于混凝土的抗拉强度，就会产生温度裂缝，这是大体积混凝土产生裂缝的主要原因。

2、约束条件:大体积混凝土与地基浇在一起，早期混凝土温度上升时，混凝土膨胀受到地基约束会产生压应力，当后期温度下降时，混凝土收缩受到地基的约束便会产生拉应力，由于混凝土的抗压性能优于抗拉性能，所以在受压时一般不会出现裂缝，而在受拉时，当拉力大于混凝土的抗拉强度时，就会在混凝土中出现垂直的裂缝。

3、外界气温变化:大体积混凝土在施工期间，外界温度变化对混凝土的开裂有较大影响，大体积混凝土内部温度取决于浇筑温度、水泥水化温度和散热温度，当外界温度骤然变化(特别是骤然下降)时，就会迅速增加大体积混凝土内外温差，产生较大的温度应力，造成大体积混凝土出现裂缝。

4、混凝土的收缩变形：混凝土的拌合水中，只有约20％是水泥水化所需要的，其余80％都被蒸发，这部分水的蒸发是引起混凝土收缩的主要原因之一，当收缩变形受到约束时，就会因收缩应力而产生收缩裂缝。

二、裂缝控制的对策

1、构造设计方面

(1)采用中热或中低热水泥,其混凝土早期强度较低,后期强度也低。建议在设计中考虑采用后期强度(60 d)作为设计值,以减少混凝土单方用灰量,从而降低水化热。(2)尽量避免结构断面突变带来应力集中,在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。增配构造筋提高抗裂性能 配筋宜采用小直径、小间距。(3) 设置后浇带, 降低每次浇筑的蓄热量。在进行结构设计时, 可在适当位置设置后浇带,将大体积混凝土分成若干块浇筑, 在施工后期再将分块的混凝土连成一个整体, 这样既可以降低每次浇筑的蓄热量,又可以放松约束程度。(4) 设置滑动缓冲层, 以消除嵌固, 减少约束。

2、原材料和混凝土施工配合比优化

大体积混凝土一般都是采用商品砼和泵送工艺浇筑，泵送商品砼对原材料的技术指标要求很高。因此，首先砼的生产设备的稳定运行和计量的精确应得到有效保障，组成砼的所有材料应符合规范标准的要求，以确保砼的质量。

(1)水泥。选用水化热较低，后期强度高，质量稳定的水泥。同时减少水泥用量是减少水泥水化热和降低内外温差的重要办法。实践表明，如果充分利用混凝土的后期强度，则可使每m3混凝土的水泥用量减少40—70kg左右，混凝土温度相应降低4℃—7℃，因此应将水泥用量控制在450 kg/ m3以下。

(2)细集料。宜采用级配良好的中粗砂。根据工程实际经验细度模数宜控制在2.4—2.8之间。

(3)粗集料。配制大体积混凝土，应选用细度模数在2.7～3.1之间的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值为0.33，以合理粗细骨料的比例，砂率过高意味着细骨料多，粗骨料少，增加了收缩，对抗裂不利。碎石应采用连续级配、良好粒级的弹性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率应尽可能小一些，以利于降低收缩。

3、采用切实可行的混凝土浇筑方案

为保证混凝土浇筑质量，根据大体积混凝土泵送时自然的特点，一般采用“分段定点，一个坡度，层层浇筑，一次到顶”的方法。

砼的抗拉强度远小于抗压强度，这是砼容易开裂的内在因素。普通砼极限拉伸离散性很大，因此在施工中必须创造条件，确保砼均匀密实。砼坍落度各车不要有大的差异，浇筑基础时坍落度可控制在100～140mm，坍落度大时会使表面钢筋下部产生水分，或表层钢筋上部的砼产生细小裂缝。为防止这种裂缝，在砼初凝前和砼预沉后采取二次抹面压实措施。砼浇灌时，搅拌车在卸料前，要求高速运转一分钟，确保进入泵车受料斗的砼质量均匀。

大体积混凝土的浇筑应合理分段，分层进行，使砼高度均匀上升，砼浇筑应连续进行，间歇时间不能过长，在前层砼初凝前必须把后层砼浇上。浇筑应在室外气温较低时进行，砼浇筑气温不宜超过28℃，在炎热的气候条件下应采取降温措施。

4、混凝土养护

为防止混凝土内外温差过大，混凝土的养护应根据当时的施工情况和环境气温采取相应的措施。夏季混凝土的养护可采用蓄水法，或覆盖草帘、塑料膜、水膜等方法。冬季混凝土的养护可采用“夹心式”保温措施，即一层塑料薄膜+两层草垫+一层塑料薄膜，同时用塑料薄膜加草垫密封混凝土侧模，外围可用跳板或彩条布围实保温。养护期间应随时向草垫中添加热水以保证一定温湿度，夜间低温期间可以用碘钨灯升温。如果施工现场环境温度比较极端的话，可采用在内部布置预埋循环冷却水管或贯通块体的大口径垂直换热水管等方法进行降温。

三、结语

总之,大体积混凝土施工要做到优化配合比，选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，以降低砼最高温升，降低砼所受的拉应力。同时，要加强施工现场的管理。砼浇筑后，应尽快回填土，加以养护。1)原材料的质量和混凝土的拌制质量。大体积混凝土中的水泥水化后使混凝土内部产生较高温度，在混凝土外表和内部之间形成温度差，从而使混凝土容易出现温度裂缝，进而影响混凝土的性能。对采用的原材料进行合理选择；对混凝土的配合比进行精心设计；对混凝土拌合物进行严格控制，可以降低不利因素的影响，属于事前采取措施避免出现裂缝。2)混凝土浇筑过程的控制。应结合工程的实际特点，重点对混凝土的坍落度、浇筑顺序、振捣方式、分层浇筑厚度等进行控制。3)混凝土的测温和信息化养护。要进行适当的温度测定，根据温度场的变化情况来改变养护条件，实施信息化养护，确保混凝土最终质量的形成。

参考文献：

[1]李广锋,赵丽梅,谢彦良.混凝土裂缝产生的原因及控制措施[J].科技致富向，2010，（11）.

大体积混凝土施工质量控制 篇7

【关键词】大体积混凝土；材料选择；质量通病；质量控制

0.前言

虽然大体积混凝土很容易产生裂缝， 只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的养护过程中能够充分考虑各种因素的影响，采取必要的有效的控制和防范措施，做好温度监测工作及加强养护等，坚持严谨的施工组织管理，完全可以控制大体积混凝土温度裂缝和施工裂缝的发生。

1.混凝土原材料的选择及质量控制

1.1水泥的选择。

内部混凝土主要考虑抗裂性能好、兼顾低热和高强两方面的要求，一般采用低热矿渣水泥，中热硅酸盐水泥掺入一定量的粉煤灰。外部混凝土，除抗裂性能外，还要求抗冻融性、耐磨性、抗蚀性、强度较高及干缩较小，因此一般采用较高标号的中热硅酸盐水泥。当环境水具有硫酸盐侵蚀时，应采用抗硫酸盐水泥。

1.2尽量选用低热水泥（如矿渣水泥、粉煤灰水泥），减少水化热。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水量多，泌水性大，且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的升高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂。在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土。

1.3在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度需变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

适当掺加粉煤灰。混凝土掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

1.4骨料的选择。

选用结构致密，并有足够强度的优良骨料，特别是粗骨料，具体应符合有关的标准、规范和规程。除此之外，还应注意以下问题：①骨料要求表面洁净，不含杂质。②砂子采用中砂，石子采用大粒径的卵石或碎石。③砂子含泥量不得超过3%，石子含泥量不得超过1%。④粉煤灰在混凝土的配合比中以部分粉煤灰代替水泥，不仅可以改善混凝土的和易性有利于施工操作，而且对降低混凝土的水化热有益。

1.5适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

2.大体积混凝土的质量通病

大体积混凝土具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点。在施工上，结构整体性要求高，一般要求整体浇筑，不留施工缝。这些特点的存在，导致在工程实践中，大体积混凝土出现其特有的质量通病，常有以下几种类型：

施工冷缝。因大体积混凝土的混凝土浇筑量大，在分层浇筑中，前后分层没有控制在混凝土的初凝之前。混凝土供应不足或遇到停水、停电及其它恶劣气候等因素的影响，致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。

泌水现象。上、下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间产生泌水层，它将导致混凝土强度降低、脱皮、起砂等不良后果。

混凝土表面水泥浆过厚。因大体积混凝土的量大，且多数是用泵送，因此，在混凝土表面的水泥浆会产生过厚现象。

早期温度裂缝。在混凝土浇筑后由于早期内外温度差过大（25℃以上）的影响，大体积混凝土会产生两种温度裂缝：（1）表面裂缝：大体积混凝土浇筑后水泥的水化热量大，由于体积大，水化热聚集在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，内部产生压应力，表面产生拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。（2）贯穿性裂缝：由于结构温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积砼浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束时易导致拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而在约束接触处产生裂缝，甚至会贯穿整个表面产生贯穿性裂缝。

3.施工质量控制

3.1加强商品混凝土运输过程控制

要求混凝土生产厂家每车出厂时出据混凝土标号、坍落度、出厂时间、数量和到达地点的发料单据。抵达现场后，由专人按程序验收，填写到达时间、混凝土坍落度、目前混凝土有无异常等情况。监理人员不定期进行抽检，如混凝土出现离析，必须进行次搅拌。

3.2制定混凝土浇注方案

大体积混凝土浇注常采用的方法有以下几种：全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层。这种方案适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑；分段分层。先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程；斜面分层。要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

3.3加强振捣，确保混凝土的密实

为确保混凝土的均匀和密实，提高混凝土的抗压强度，要求操作人员加强混凝土的振捣，插点均匀排列，按顺序振实不得遗漏，振捣期间距宜取300mm，时间15-30秒为宜，不宜过振，以表面呈现浮浆，平整和不在沉落为准，为了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，尚须进行二次振捣以提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高混凝土的抗裂性，一般间隔20-30分钟进行二次复振，或者是在混凝土经振捣后尚能恢复塑性状态的时间。

3.4泌水处理与表面处理

由于大体积混凝土浇筑时泌水较多，上涌的泌水和浮浆顺混凝土斜面下流到坑底，再到集水井，然后通过集水井内的潜水泵排除基坑外；待混凝土浇至标高时，由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，要求施工方用木蟹抹平，防止表面微小裂缝产生，在初凝前再用铁搓板压光，这样有效的控制混凝土表面龟裂，增加防水抗裂效果。

4.混凝土的养护

混凝土自身的干缩变形确是无法完全避免的，因为它是混凝土本身固有的特性，我们只有通过改善各种影响混凝土干缩变形的因素，才能减少和减小混凝土的裂缝产生和宽度。因此，在混凝土施工中，应根据温度的变化不定时的做好浇水养护，根据监测结果对养护措施作出相应的调整，确保温控指标的要求。可以采取塑料薄膜、草垫或草袋的方式进行覆盖，这样能使混凝土水分蒸发的同时能及时获取水的“滋润”，使混凝土在硬化过程中水分得以平衡防止裂缝产生。

5.结束语