大体积混凝土施工质量控制分析
摘要：文章分析了大体积混凝土裂缝的成因，提出施工质量控制措施和控温办法，供广大工程技术人员参考。
关键词：大体积混凝土；裂缝；措施；控温
1.前言
国内通常把结构厚度大于1m的称为大体积混凝土。大体积混凝土承受的荷载巨大，结构整体性要求高，如大型设备基础、高层建筑基础底板等。一般要求混凝土整体浇筑，不留施工缝。在混凝土浇筑早期，受水泥水化热的影响，产生较大的温度应力，易产生有害的温度裂缝。
2.大体积混凝土施工的主要问题
（1）泌水现象：由于混凝土分层分段浇筑，使混凝土上下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间产生泌水层，导致混凝土层间粘结力降低。
（2）干燥收缩裂缝：混凝土硬化后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发，导致混凝土相应地产生干燥收缩。在约束条件下，收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。
（3）温度裂缝：水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥放出502J的热量，如果以水泥用量350550kg/m3来计算，每m混凝土将放出1750027500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升高，在浇筑温度的基础上，通常升高35℃左右，如果浇筑温度为28℃，则混凝土内部温度将达到65℃左右。如没有降温措施或浇筑温度过高，混凝土内部的温度还会更高。混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的35d，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度高，表面温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力，当这种温度应力超过混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝。
（4）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，前后分层浇筑的间隔时期没有控制在混凝土的初凝之前，遇到了停电、停水及其它恶劣气候条件等因素的影响，致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。
3.提高混凝土施工质量的措施
针对上述大体积混凝土裂缝的成因，应从控制混凝土升温、降低内外温差、减少收缩等方面采取措施，对本工程我们主要考虑一下几个方面。
3.1从原材料方面
（1）水泥：采用塔牌P.032.5R水泥，强度高，可以降低混凝土水化热，提高早期抗裂能力。
（2）粗骨料：采用连续级配，热膨胀系数较低，强度较高的山兜产的石，以减少混凝土收缩及降低水泥用量。在局部大体积之处，混凝土浇灌过程，当混凝土的和易性和坍落度容许下可掺入2％的石块，减少混凝土用量，从而达到降低水化热的目的，下料前所有粗骨料一律进行水洗、降温处理，同时也控制粗骨料含泥量在0.5％以内。
（3）细骨料采用不含有机质的中砂，细度模数控制在2.5，含泥量不大干2.5％。
（4）搅拌用水采用自来水，局部较大体积的混凝土用水，用冰块先降温然后再用来搅拌混凝土，有效地降低混凝土的入模温度。
（5）掺合料：掺合粉煤灰，在不降低混凝土强度的情况下可减少水泥用量，也即减少水化热的产生，对降低大体积混凝土内部温度、收缩裂缝十分有利，同时也改善了混凝土的可泵性。掺合水泥重量11%AEA混凝土微膨胀剂，膨胀率大，含碱量低、需水量少，混凝土坍落度好控制、抗裂能力强。
3.2大体积混凝土的温控措施
3.2.1施工前的准备工作
在大体积混凝土施工前，应该与当地气象台站取得联系，掌握近期气象状况，如高温、寒潮等。
3.2.2测温点的布置原则
大体积混凝土温度观测点的布置，应根据工程的实际情况和温控要求来确定。，它应能真实地反映混凝土块体的内外温差、降温速度、环境温度为原则。混凝土环境温度的监测点宜布置在浇筑仓面附近，混凝土的底表面温度系指在其底表面上方50mm处测量的温度。混凝土外表面温度系指其外表面以内50mm处测量的温度。混凝土内部观测点以所选混凝土浇筑块体平面图对称轴线的半条对称轴线为测量区，长方体可取较短的轴线，在基础平面的半条轴线上的观测点宜不少于4点，同点位的测点数量沿块体方向宜不少于5点。
3.2.3测温制度
在大体积混凝土工程施工前，应制定得力的温控施工方案和技术保证措施，来确定浇筑块体的升温峰值、内外温差及降温速度的控制指标。
（1）自混凝土开始浇筑起72h内，每2h读取数据1次；浇筑后（47）d内，每4h读取数据1次；以后则可根据测温结果和外界环境温度变化情况每天选取2次进行温度观测。
（2）当混凝土内部温度与表面温度及混凝土表面温度与外界环境温度之差3.2.4混凝土出机温度和浇筑温度的控制
混凝土拌和料中，影响混凝土出机温度的主要因素是砂、石和水的温度。在施工中，由于气温较高，我们要求混凝土搅拌站在砂石堆场搭设遮阳凉棚，以防太阳直接照射，并在使用前用冷水冲浇骨料，同时要求在水中加冰块降低水温。
3.4混凝土浇筑
混凝土运至现场后及时浇筑，混凝土失去流动性后浇筑困难时，不得二次加水拌合使用。浇筑大体积混凝土结构时，混凝土的入模温度一般应控制在15℃，夏季施工时25℃。浇筑在低温或负温下养护的混凝土结构时，混凝土的入模温度一般应10℃；预应力桥梁混凝土的入模温度30℃。普通混凝土结构施工时，混凝土拌合物运送至浇筑地点时的温度35℃（夏期施工30℃），最低不超过10℃.
浇筑混凝土应分层进行，其分层厚度为2O～3Ocm，承台混凝土浇筑必须是一层浇筑完后再继续上层浇筑。浇筑梁体混凝土时，在全梁范围内水平分层连续浇筑混凝土；承台混凝土结构平面面积较大，采用斜向分段、水平分层的方法连续浇筑混凝土。混凝土浇筑连续进行，当因故间歇时，其间歇的时间根据环境温度、水泥性能、水灰比和外加剂类型等条件通过试验确定。当允许间歇时间已超过时，按浇筑中断处理，同时留置施工缝，并作出记录。施工缝的平面与结构的轴线相垂直，施工缝处应埋入适量的接茬片石、钢筋或型钢，并使其体积露出前层混凝土一半左右。浇筑施工缝上层的混凝土时，前层混凝土的抗压强度应1.2MPa，并凿除原混凝土表层的水泥砂浆薄膜、松动石子或松动混凝土层，将杂物清除干净。混凝土接合面原混凝土温度保持2oC，先铺抹一层约厚15mm并与混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂浆，或铺一层厚约30cm的混凝土，其粗骨料应比新浇混凝土减少10％，然后再继续浇筑新层混凝土。
采用泵送混凝土浇筑时，将浇筑至表层产生的浮浆及时除去，并在混凝土初凝前进行混凝土表面的提浆、压实、抹光工作。在初凝后，终凝之前进行二次压抹，以减少混凝土表面的收缩。混凝土浇筑过程中，混凝土拌合物实测坍落度与要求坍落度之差的允许偏差符合以下规定：当坍落度40mm时，允许偏差为10mm；当坍落度为50～90mm时，允许偏差为20mm；当坍落度100mm时，允许偏差为30mm.
3.5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。
4.结束语
综上所述，在大体积混凝土施工过程中，为了保证混凝土施工质量，在优化原材料和施工配合比、采用切实可行的混凝土浇筑方案、做好混凝土养护和测温等方面采取有效技术措施，坚持管理，完全可以让温度裂缝、施工裂缝等质量通病得到有效的控制。