大体积混凝土施工与措施

刘泽豪

摘要：简要介绍了建筑建筑大体积砼的特点及对大体积砼砼工程的研究中所取得的成就,介绍了大体积砼结构裂缝产生的原因,并以材料、施工、设计、和维护四个方面进行综合解决,并提出了预防和和减少砼裂缝的一般方法和施工中所要注意的几个问题。

关键词：大体积砼、裂缝、预防、控制

一、建筑工程大体积混凝土的特性

对于大体积混凝土，目前国内尚无一个确切的定义。“结构断面最小厚度在80㎝以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25°C的混凝土，称为大体积混凝土”。其尺寸之大，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。

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。

二、大体积混凝土的施工工艺

大体积混凝土的施工，一般宜在低温条件下进行，即最高气温≤30ºC时为宜。气温大于30ºC时，应周密分析和计算温度（包括收缩）应力，并采取相应的降低温差和减少温度应力的措施。

混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比，其重量允许误差为：水泥、外掺合料+2%；粗、细骨料+3%；水、外加剂溶液+2%。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于1.5～2min。雨季施工期间，应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。

搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点，入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度变化等现象，如发生离析现象，必须进行人工二次拌合后方可入模。

混凝土浇筑要点如下：

a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。

b为了减少大体积混凝土底板的内外约束，浇筑前宜在基层设置滑移层。为了减少分块间后浇缝处钢筋的连接约束，应将钢筋的连接设置在后浇缝处。

c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25ºC以下时（即Tb-Tq≤25ºC）进行。

d为了加强分层浇筑层间的结合，可以采取在下层混凝土表面设置键槽的办法。键槽可用100×100㎜的木方每隔1m左右留设。

e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。

f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（Tmax）：

g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。

h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。

i混凝土养护的时间和方法为：

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。

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；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。但应选用低温下成膜性能好的养生液。养生液要求涂刷均匀，最好能互相垂直地涂刷两道，或用农用喷雾器进行喷涂。

三、施工中注意的几个问题

1.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。

2.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。

四、防止大体积混凝土裂缝的主要措施

1.合理选择混凝土的配合比，尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。从实践经验看，水泥用量控制在450kg/m3是可以防止裂缝出现的。

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5~10ºC，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20ºC，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25ºC。

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。