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1、大体积混凝土施工控制技术的应用 - 建筑技术 【摘要】现代建筑设计施工中大体积混凝土应用越来越广，同时也 产生对混凝土裂缝控制的相关问题；分析裂缝产生的原因，从原材 料控制、设计、施工、养护等方面提出控制措施。【关键词】大体积混凝土；裂缝；措施；方法；分析一、大体积混凝土简述目前世界各国对大体积混凝土定义不尽一致，经查询日本建 筑学会认为：“结构最小断面尺寸在 80 以上，同时水化热引起混凝 土内最高温度与外界气温之差预计超过 25，称为大体积混凝土。 ” 原苏联规范认为：“夏期施工时浇注表面系数大于 3 的结构物，混凝 土拌合物从搅拌站运出时的温度应不超过 30-50。 ” 我国在普通混 凝
2、土配合比设计规范 （JGJ/T55）中对大体积混凝土定义为混凝土 结构物中实体最小尺寸不小于或等于 1m，或易引起裂缝的混凝土。 在美国混凝土学会认为：“现场浇注的大体积混凝土，必须采取措施 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。 ”二、施工准备工作做好必要的物质准备，机具设备准备及现场准备外，还要充 分地做好技术准备，重点拟好施工方案的选择和编制工作。经研究 提出三个施工方案：分层浇筑；分段浇筑；一次连续浇筑不 留任何施工缝和后浇带。我们按施工便利、科学可靠、确保质量的 方针进行施工。采取理论计算来论证方案的可行性，通过对科研单 位的咨询和对混凝土施工配合比提前试配，得到可
3、靠数据后正式投入施工。三、技术措施施工设计措施实践中采用 UEA 混凝土补偿收缩的原理将膨胀加强带替代后 浇带，实现了超长钢筋混凝土的无缝施工，为同类的工程施工提供 借鉴经验。混凝土原材料选择混凝土裂缝控制设计根据温度应力与结构长度呈非线性关系， 且混凝土早期（710d）温度及收缩变形较大的特点且混凝土设计 结构断面易产生应力集中而裂缝；设计中对构件采用混凝土等级过 高，造成用灰量过大，对收缩不利；粗细集料含泥量过大，造成混 凝土收缩增大。集料颗粒级配不良或采取不恰当的间断级配，容易 造成混凝土收缩的增大，诱导裂缝产生；骨料粒径越细、针片含量 越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大；混
4、凝土外加 剂、掺合料选择不当，或掺量不当，严重增加混凝土收缩；周围环 境影响，酸、碱、盐等对构筑物的侵蚀、引起裂缝；控制混凝土的 用水量及水泥用量，水泥用量越大，含水率越高，则收缩变形越大， 且延续的时间越长。掺入减水剂不仅使混凝土的和易性有明显改善， 同时可减少 10%左右的拌合水，减水后使混凝土回缩量减小。骨料 中砂子采用中、粗砂，根据有关试验资料表明，当采用细度模数为 2.79，平均粒径为 0.381 的中、粗砂，比采用细度模数为 2.12，平均 粒径 0.336 的细砂，每/m3 混凝土可减少用水 20-25kg ，水泥用量可相应减少 28-35kg。如用细度较低的砂子，可以加大高效减
5、水剂的用 量，以减少混凝土收缩。在合理工期内可考虑加适量粉煤灰（因粉煤灰在早期强度较 低） ，因为普通硅酸盐水泥混凝土的自生收缩是正的（缩小变形） ， 而粉煤灰的自生收缩是膨胀变形，这对混凝土抗裂是有益的，另外 可改善混凝土的和易性，提高工作性能和可靠性，同时可减少水和 水泥用量，降低水化热。理论计算（见参考表）温差计算：据工程实际条件测算混凝土各龄期的内部和表 面温度，然后计算出相应的温差。温度应力计算：按测算的温度计算混凝土各龄期的温度应 力。抗裂长度计算：大体积混凝土产生收缩裂缝的危险期在 15- 30d，所以仅测算龄期 15d、21d、30d（表中简化示意）的抗裂长度。 混凝土结构测温
6、结束后，按实测温度对混凝土各龄期的温差、温度 应力及抗裂长度进行复核验算，结果与理论测算基本一致。四、施工方法加强技术管理，做好技术交底；明确岗位和责任；经常检 查混凝土的坍落度和入模温度；设专人测温；设专人负责混凝土养 护。混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低 混凝土出罐温度等方面要求，且混凝土运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。混凝土施工不留任何施工缝和后浇带，一次连续 浇筑，采用斜坡自由流淌分层浇筑法施工。每一台混凝土泵的投料 区成立一个浇筑组。从起点端开始沿底板高度自下向上逐层移至顶 面，流淌斜坡层坡度约为 1：6，然后沿长方向按斜坡层逐层向前推 进，直至终端。不同浇
7、筑区域的小组应相互协作，齐头并进。混凝土振捣使用 50 振捣器沿斜坡均匀布置，当遇到钢筋 密集时使用 30mm 振捣器。混凝土表面泌水和浮浆排入电梯井坑或 集水坑内，用潜水泵抽出。混凝土浇至设计标高后用刮尺刮平，待 混凝土初凝前再用抹子搓压平整。混凝土养护可在表面覆盖塑料薄 膜、草袋进行保湿，防止水分蒸发而产生干缩裂缝；当天气过凉可 搭设挡风保温棚。覆盖层厚度根据温控指标计算，一般在塑料膜上 覆盖一层（厚4cm ）岩棉被进行保温效果较好。五、现场温控监测工作温控除进行水泥水化热的测定外，还应进行混凝土环境温度 的监测，即养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差、 降温速度及环境温度等监测
8、。混凝土测温点布置在混凝土具有代表性区域中心及易透风的 位置，所布点应当等距离均匀分布，便于计算降温速度及内部温度 场分布。测温采用埋入式电偶法，使用 JDc-2 建筑电子测温仪（测 温仪按上、中、下竖直放置，埋置位置距混凝土上表面和底面不小 于 10cm） ，按编号顺序对混凝土内部温度变化监测，并记录数据， 据数据进行保护温差在规范要求范围内。 混凝土温度测试每工作班（8h）应不少于 2 次。对混凝土内 外温差、降温速度及环境温度测试每昼夜应不少于 2 次。测温元件误差在 0.30，使用前 24h 浸水筛选。测温记录误 差控制在 1内。现场测温元件安装位置应准确、固定牢固并与结 构钢筋及固定架金属体绝热。元件引出线应集中布置并加以保护。 混凝土浇筑时不得冲击测温元件及引线，振捣时亦应保护元件和引 线。六、结语从实践中看出在大体积混凝土中热量的散失主要依靠混凝土 裸露的表面散发，而象基础底部散热能力很低。做好表面的保温是 降温工作的关键。加强表面保温措施可以降低混凝土内部温度梯度， 控制裂缝产生。同时通过科学研究以及成功的工程实例表明只要在 配合比设计、施工工艺、材料选择及后期养护中充分考虑各种因素 影响，是可以避免危害结构裂缝的产生。
