浅谈大体积混凝土施工
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【摘要】本文从大体积混凝土的界定着手,介绍了大体积混凝土施工的施工工艺,阐述了大体积混凝土的施工技术。
【关键字】大体积混凝土；材料选择；配合比；浇筑；养护
1 大体积混凝土的概念
大体积混凝土指混凝土结构实体最小尺寸大于1 m或等于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土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过大时导致裂缝的混凝土。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。大体积混凝土结构在土木工程中常见，如工业建筑中的设备基础；在高层建筑中地下室底板；各类结构的厚大桩承台或基础底板等。大体积混凝土结构的表面系数比较小,水泥水化热释放比较集中,内部温升比较快，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,来确保工程的质量。
2 施工准备工作
2.1 施工材料选择
2.1.1 水泥的选择：水泥的水化热较高，易引起大体积混凝土内部温度过高，从而产生内部压力，导致混凝土开裂，因此，针对大体积混凝土，应尽量减少水泥用量选用适量的水泥用量，并应采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
2.1.2 粗骨料的选择：粗骨料的选择不仅要符合相关的标准，同时也要满足结构密实且具有较大强度的特点。大体积混凝土，粗骨料应采用碎石，粒径在5-40mm之间，含泥量要小于1%，并优先选用连续级配好的碎石，这样可以确保混凝土的和易性及强度，减少混凝土的温升。
2.1.3 细骨料的选择：采用中、粗砂,细度模数宜在2.6～2.9之间，含泥量不大于3%。选用粒径较大的中、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。
2.1.4 外加剂的选择：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,宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。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。
2.1.5 掺合料的选择：宜采用粉煤灰、矿渣粉等。掺入粉煤灰后能有效降低每立方米混凝土中的水泥用量，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，从而提高混凝土抗裂缝性能。采用粉煤灰作掺合料必须控制粉煤灰粒度组成、烧失量和掺量，以保证混凝土的质量。
2.2 混凝土配合比
大体积混凝土配合比设计中不仅要满足强度和耐久性方面要求，而且还要满足经济性方面的要求。混凝土配合比是混凝土质量控制的关键因素, 它直接影响着混凝土施工的难易, 影响着混凝土工程的内在质量及外观, 影响着混凝土的成本, 因此必须对混凝土的配合比进行优化。
2.2.1 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。
2.2.2 在保证施工的前提下，尽可能地采用较小的坍落度，这既可以有效地降低混凝土的放热量，又有利于避免混凝土的离析。
2.2.3 确定单位用水量, 选择水灰比。为减少水泥所带来的水化热量，应在强度允许的范围内尽量减少水灰比；
2.2.4 根据现场实际情况，测定砂、石含水率，对试验室配合比进行修正，确定施工配合比。
2.2.5 优化混凝上配合比,掺加外加料和外加剂。可减少水泥用量，改善混凝土的粘塑性,还可降低水化热，延迟水化热释放速度。
3 混凝土的浇筑
混凝土的浇筑流程如下：浇筑材料准备―混凝土运输―混凝土浇筑―混凝土振捣―找平―后续养护。浇筑时应控制混凝土入模温度，加强措施使混凝土密实，减少混凝土的收缩变形等。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:
3.1 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。
3.2 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。
3.3 斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土浇筑层下端开始逐渐上移。混凝土的振捣也要适用斜面分层浇筑工艺，一般在每个斜面层的上、下各布置一道振动器。上面的一道布置在混凝土卸料处，保证上部混凝土的捣实；下面的一道振动器布置在近坡脚处，确保下部混凝土密实。随着混凝土浇筑的向前推进，振动器也相应跟上。
4 混凝土的后期养护
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。
4.1 混凝土的温控：为防止大体积混凝土内外温差过多而产生温度裂缝，在混凝土浇筑完毕后，应及时对混凝土采用保温措施。在浇捣混凝土后及时采用塑料薄膜进行覆盖，并浇水进行湿润。在混凝土内预埋测温点，设置测温点，配备了专门的测温人员，按时对测量温度进行记录，混凝土的内部温度与表面温度之间温差应控制在25℃以内。
4.2 混凝土的养护：混凝土的养护在大体积混凝土施工过程中起着关键性的作用，因此必须要予以足够的重视，为保证混凝土具有适宜的温度及湿度，在混凝土找平之后，紧密覆盖塑料膜，并在塑料膜外面覆盖保温材料，在塑料膜下预设补水管道，间距保持为10米一根,并沿长度间隔每一米开设一补水孔，对养护中的混凝土及时测量其湿度情况，水分不足时立刻打开补水管道，对于一些重点保温对象，如柱、墙插筋部位，要严密进行覆盖，防止其温差过大或出现冷桥现象。在混凝土浇筑完成一天内，不允许任何人踩踏混凝土。混凝土表面温度与外界温差小于15度时即可将保温层及塑料膜揿掉，以便于混凝土散热。在养护的整个过程中，为防止混凝土因高温而破坏，特采用钢管循环水体系装置进行降温，每隔2米设置一根通水钢管。当混凝土温度过高时，即采用在钢管的一头加快钢管的水循环，流入的水温可根据混凝土的温度进行确定，这样，即可在短时间内完成混凝土的养护工作，加快混凝土施工进度。
5 结束语
大体积混凝土施工的要点就在于对裂缝的控制，合理选择施工材料及对混凝土配合比进行优化是保证其强度及减免裂缝的一个前提，笔者总结出做好大体积混凝土施工的要点如下：
5.1 在保证混凝土强度的条件下，合理的选择掺合料及缓凝减水剂，尽量减少混凝土的水泥用量，减少混凝土的温差裂缝。
5.2 在混凝土浇筑过程及振捣过程中，必须保证分段混凝土在初凝时间内连续的浇筑，振捣须覆盖整个混凝土浇筑坡面，确保混凝土振捣密实。
5.3 在混凝土养护方法的选择上，必须根据施工现场的环境及气候，选取合理的养护方法。
5.4 在混凝土养护过程中，要对混凝土的温度及湿度进行及时的监控，尽可能延长拆模及浇水养护的时间，确保混凝土在适宜的温度及湿度下顺利达到设计强度。
参考文献
[1]张承志商品混凝土
[2]曹蔚卿浅述大体积混凝土裂缝控制《山西建筑 》
[3]李继业混凝土配制实用技术手册
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