大体积混凝土施工介绍

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1、我国大体积混凝土施工规范GB50496-2009里规定：混凝土结构物实体最小几何尺 寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而 导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝 等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水 泥水化热释放比较集中，内部升温比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂 缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。美国混凝土学会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必

2、须要求解 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。大体积混凝土一般在水工建筑物里常见，类似混凝土重力坝等。材料特点：结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物 产生温度变形。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一 定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当， 温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。1在建筑施工中常碰到大体积砼，为帮助项目部施工技术人员学习了解大体积砼防裂和温 度控制方面的问题，加强施工技术方面的交

3、流，本人根据自己的认识所及，参考了一些相关 书籍，文章以问答的形式，先提出问题，再用通俗的语言和科学道理解答，问题解答也侧重 于技术要领和做法，主要从实际出发，以实用为主，所提出的问题都是实际施工中常碰到的， 目的是使项目部施工技术人员既知道大体积应该如何控制质量，又懂得为什么要进行防裂和 温度控制的道理。遇到对大体积砼防裂和温度控制方面问题不懂的地方，大家可带着问题翻阅，从中找到 答案，增长学识，相信对提高实际工作能力有所帮助。大体积砼的定义：大体积砼指的是最小断面尺寸大于1m以上的砼结构，其尺寸已经大 到必须采用相应的技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制裂缝开展的砼结 构。裂缝

4、成因：大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。 贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面， 可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严重的;而深层裂缝部分地切断了结构断面， 也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的 一般构件最大裂缝宽度0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度0.2mmo对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1 0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如

5、超过0.20.3mm， 则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm 贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而 产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混 凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但相对来说，混凝土抗拉强度却很小，所以温度应力 一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般 不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。产生裂缝

6、的主要原因有以下几方面：1、水泥水化热水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对 较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散 发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土 单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以 自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初35天。2、外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降， 会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温

7、度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温 条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达6065C，并且有较长 的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的，而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸 发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混 凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起 混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工 艺（特别是养护条件）等。材

8、料区别：大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于混凝土 中水泥水化要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差 过大，其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑 厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法 是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说， 当其差值小于25C时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混 凝土的开裂，当差值大于25C时，其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度， 造成混凝土的开裂，此

9、时就可判定该混凝土属大体积混凝土。3高层建筑的箱形基础或片筏基础都有厚度较大的钢筋砼底板，高层建筑的桩基础则常有 厚大的承台，这些基础底板和桩基承台均属大体积钢筋砼结构。还有较常见的一些厚大结构 转换层楼板和大梁也属大体积钢筋砼结构。大区别不能以截面尺寸来简单判断是否大体积砼，实际施工中，有些砼厚度达到1m，但也不 属于大体积砼的范畴，有些砼虽然厚度未达到1m，但水化热却较大，不按大体积砼的技术 标准施工，也会造成结构裂缝。大体积砼与普通砼的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于砼中水泥水化要 产生热量，大体积砼内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的 温度应力可能

10、会使砼开裂。因此判断是否属于大体积砼既要考虑厚度这一因素，又要考虑水 泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引 起的砼的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25C时，其所产 生的温度应力将会小于砼本身的抗拉强度，不会造成砼的开裂，当差值大于25C时，其所 产生的温度应力在可能大于砼本身的抗拉强度，造成砼的开裂，此时就可判定该砼属大体积 砼，并应按条文中规定的措施进行施工，以确保砼不致开裂，造成工程渗漏水的隐患。有裂缝大体积砼由于其水化热产生温差形成温差应力，表面裂缝容易产生，这些裂缝对于结构 正常使用一般不会有影响。但是，工程实践中普

11、遍采用大体积砼不允许裂缝的标准，导致保 养和温度控制措施复杂，额外费用较大。4、现行规范规程中有关大体积砼的条文有哪些及其具体内容？混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002：7.4.7条注：对大体积混凝土的养护，应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施。高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32010中：13.7.11条 基础大体积混凝土施工应合理选择混凝土配合比，宜选用水化热低的水泥、 掺入适当的粉煤灰和外加剂、控制水泥用量，并应作好养护和温度测量。混凝土内部温度与 表面温度的差值、混凝土外表面和环境温度差值均不应超过25C。地下工程防水技术规范GB501082001：4.1.23 条

12、大体积防水混凝土的施工，应采取以下措施：1在设计许可的情况下，采用混凝土 60d强度作为设计强度；2采用低热或中热水泥，掺加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料；3掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂；4在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温 措施；5混凝土内部预埋管道，进行水冷散热；6采取保温保湿养护。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25C，混凝土表面 温度与大气温度的差值不应大于20C。养护时间不应少于14d。混凝土结构工程施工及验收规范GB5020492 （2002年4月1日废止）：第4.4.17条 大体积混凝土的浇筑应合理分段分层进行，使混凝土沿高度均匀上升

13、； 浇筑应在室外气温较低时进行，混凝土浇筑温度不宜超过28 C。注：混凝土浇筑温度系指混凝土振捣后，在混凝土50 mm100 mm深处的温度。第4.5.3条 对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取控温措施，并按需要测定浇 筑后的混凝土表面和内部温度，将温差控制在设计要求的范围以内；当设计无具体要求时， 温度不宜超过25C。浇筑温度浇筑温度是指砼出罐后，经运输、振捣后的温度。混凝土结构工程施工及验收规范 GB5020492对浇筑温度作了规定：“不宜超过28C”。此规定没有考虑到全国地方差异， 例如上海、南京、武汉等我国南方地区高温季节施工大体积砼，若不采取特殊措施是很难达 到这一要求的，若采取

14、措施就得花较大的费用。那么浇筑温度超过28C是否一定开裂呢？ 江苏常州某些工程浇筑温度达到35 C，由于保温降温措施得力，也没有出现温差裂缝。南 京。上海、武汉等地的某些大体积砼工程浇筑温度超过28C，个别工程达到41 C，也没有 出现危害结构安全和影响使用功能问题。因此，在混凝土结构工程施工质量验收规范 GB502042002中，对于浇筑温度无不宜超过28C的限制。控制浇筑温度是有好处的，要降低浇筑温度必须从降低砼出机温度入手，其目的是降低 大体积砼的总温升值和减小结构的内外温差。降低砼出机温度最有效的方法是降低石子的温 度，由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，可要求商品砼供应商在砂、石

15、堆场搭设简 易遮阳装置，必要时向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制砼的浇筑温度方面，通过 计算砼的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，少 在白天进行，以免因暴晒而影响质量。施工技术：一、大体积混凝土主要指混凝土结构实体最小几何尺寸不小于1m，或预计 会因混凝 土中水泥水化引起的温度变化和收缩导致有害裂缝产生的混凝土。二、配制大体积混凝土用材料宜符合下列规定：1、水泥应优先选用质量稳定有利于改善混凝土抗裂性能，C3A含量较低、C2S含量 相对较高的水泥。2、细骨料宜使用级配良好的中砂，其细度模数宜大于2.3。3、采用非泵送施工时粗骨料的粒径可适当增大。4、应

16、选用缓凝型的高效减水剂。三、大体积混凝土配合比应符合下列规定：1、大体积混凝土配合比的设计除应符合设计强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定 性等要求外，尚应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求，并应符合合理使用材料、降低混 凝土绝热温升值的原则。2、混凝土拌和物在浇筑工作面的坍落度不宜大于160mm。3、拌和水用量不宜大于170kg/m。4、粉煤灰掺量应适当增加，但不宜超过水泥用量的40%;矿渣粉的掺量不宜超过水泥 用量的50%，两种掺和料的总量不宜大于混凝土中水泥重量的50%。5、水胶比不宜大于0.55。8.2.4当设计有要求时，可在混凝土中填放片石（包括经破 碎的大漂石）。填放片石应符合下列规定：（1）可埋放厚度不小于15cm的