淺議大體積混凝土的施工技術

李鳳龍　逄秀麗

摘要：針對大體積混凝土的施工特點，從大體積混凝土的原材料質量要求、澆筑、振搗及養護方面進行分析施工過程中應注意的事項，從而確保大體積混凝土工程的施工質量。

關鍵詞：混凝土原材料；澆筑方案；振搗；養護

隨著經濟和施工技術的迅速發展，目前建筑工程中涉及到大體積混凝土施工的工程也越來越多，如高層建筑基礎、大型設備基礎等。它們的主要特點是混凝土體積大、混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱使混凝土內部溫度不斷上升并且內部產生的熱量不易散發。大量工程實踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，因此為保證建筑物基礎的抗滲性能、耐久性能以及建筑物的整體性能等，我們必須采取多種措施來保證大體積混凝土工程的施工質量。從以下幾方面介紹一下大體積混凝土施工過程中各環節的注意事項。

1 混凝土原材料的要求

1.1從減少混凝土自身產生的水化熱角度進行施工材料的選擇

1.1.1 水泥

由于水泥水化作用所放出的熱量使混凝土內部溫度逐步升高。與一般結構相比絞，大體積混凝土內部水化熱不易散出，結構表面與內部溫度不一致，外層混凝土熱量很快散發出來，而內部混凝土熱量散發較慢，由于內外度差不同，產生溫度應力變形，在混凝土中產生拉應力（混凝土內部降溫慢，受到自身約束而產生很大的壓應力），若拉應力超過混凝土的抗拉強度（混凝土早期抗拉強度低）時，混凝土表層將產生裂縫，影響混凝土的澆筑質量。因此水泥宜采用水化熱低或凝結時間長的水泥品種配制混凝土，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。水泥進場時應對其品種、級別、出廠時日期等進行檢查，并應對其強度、安定性及其他必要的性能指標進行驗，其質量必須符合現行國家標準及規范規定。

1.1.2 骨料

粗骨料宜用表面粗糙、質地堅硬、連續級配好且粒徑較大(但不得超過構件截面最小尺寸的1/4且不得超過鋼筋最小凈間距的3/4、含泥量不大于1％)、空隙率小、無堿性反應、有害物質的石料。

細骨料宜用顆粒較粗、空隙率小、含泥量較低(含泥量不大于1％)的中砂。因為砂石的含泥量對混凝土的抗拉強度及收縮變形影響很大。這樣配制的混凝土，彈性模量大，混凝土越密實，混凝土收縮越小。

1.1.3粉煤灰、外加劑

按照規范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土時，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25％。粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對混凝土抗滲抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10％以內，而且應采用外摻法（不減少配合比中的水泥用量）。按配合比要求計算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。

應用外加劑改善混凝土的性能，具有投資少、見效快、技術經濟效益顯著的特點。宜采用減水劑等外加劑，以改善混凝土工作性能，降低用水量，減小混凝土的收縮，可提高混凝土的抗裂性能。

1.1.4 保證混凝土強度及坍落度要求的前提下，提高摻和料和骨料的含量，以減少每立方米混凝土水泥用量。

1.2 混凝土配合比的確定與優化

通過試驗室進行多種配合比的試驗和研究，選用最佳配合比作為混凝土的施工配合比，并嚴格控制混凝土的水灰比和水泥用量（禁止任意增加水泥用量）。配合比應采用低水灰比、低用水量，以減少水泥用量，混凝土的水灰比越大，其體積收縮也就越大。

1.3 優化混凝土的供應

大體積混凝土由商品混凝土攪拌站供應，混凝土原材料計量要準確，以保證配合比的準確性。要求使用檢定過的計量器具，保證計量正確。每工作班組正式稱量前，要求對計量設備進行零點校核。控制原材料投入攪拌機順序，不得采用“外摻”“后摻”等做法。混凝土必須嚴格控制拌制時間，駐站工程師每一班抽測2次。攪拌完成后裝入運輸車時，即要求每車測定坍落度，同時又要觀察混凝土的和易性、不得存在離析、分層等現象，坍落度不符合要求的混凝土不能出站。根據路線的長短、交通的狀況隨時增減車輛，保證混凝土的正常供應，連續澆筑，避免因混凝土供應不上而出現冷縫。混凝土運輸時間在任何情況下不得大于180min，對到達澆筑點超過210min的混凝土不得使用。混凝土運輸車離開攪拌站后不得摻加任何材料，包括水、外加劑等。混凝土坍落度在運輸過程中損失超過40mm，混凝土到達澆筑點溫度大于25℃，不得澆筑到作業面。要求從每個攪拌站每隔一段時間就派出一輛混凝土罐車，保證混凝土供應的均衡性。

2 大體積混凝土的澆筑方案

2.1 全面分層

在整個模板內，將結構分成若干個厚度相等的澆筑層，澆筑區的面積即為基礎平面面積。澆筑混凝土時從短邊開始，長邊方向進行澆筑，要求在逐層澆筑過程中，第二層混凝土要在第一層混凝土初凝前澆筑完畢。

2.2 分段分層

當采用全面分層方案時，混凝土澆筑強度很大，現場混凝土攪拌機、運輸和振搗設備均不能滿足施工要求時，可采用分段分層方案。澆筑混凝土時結構沿長邊方向分成若干段，分段澆筑。每一段澆筑工作從底層開始，當第一層混凝土澆筑一段長度后，便回頭澆筑第二層，當第二層澆筑一段長度后，回頭澆筑第三層，如此向前呈階梯形推進。分段分層方案適于結構厚度不大而面積或長度較大時采用。

2.3 斜面分層

采用斜面分層方案時，混凝土一次澆筑到頂，由于混凝土自然流淌而形成斜面。混凝土振搗工作從澆筑層下端開始逐漸上移。斜面分層方案多用于長度較大的結構。

3 大體積混凝土的振搗

為保證混凝土澆筑時不產生離析現象，混凝土自高處傾落時的自由高度不宜超過2m，否則要用沿溜槽或串簡。當混凝土澆筑深度超過8m時，則應采用帶節管的振動串筒即串筒上每隔2-3節管安裝一臺振動器。使用插入式振動器的操作要點是“直上和直下，快插與慢拔；插點要均布，切勿漏點插；上下要抽動，層層要扣搭；時間掌握好，密實質量佳；操作要累心，軟管莫卷曲；不得碰模板，不得碰鋼筋；用200h后，要加潤滑油；振動0.5h，停歇5min”。振動棒插點間距要均勻排列，振動棒的有效作用半徑一般為300～400mm，一般每點振搗時間為20s-30s。大體積混凝土澆筑量過大，整體性要求高，在振搗和養護過程中水泥水化放出大量的水化熱，但因其體積厚大，大量水化熱得不到散發，混凝土內部溫度高于表面混凝土溫度，產生較大的溫度差，由于構件表面混凝土比內部混凝土干縮快得多，便會產生溫度裂縫，故降低水化熱，將混凝土的內外溫差控制在規范規定的25℃以內，混凝土表面與環境溫差控制在15℃內，是施工的重點，施工時應嚴格按規定的方案施工。

4 大體積混凝土養護時的溫度控制

（1）混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫的差值均應小于20℃ ；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃ ～30℃。（2）混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃ 。包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。（3）采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差。內部降溫法是在混凝土內部預埋水管，通人冷卻水，降低混凝土內部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆筑完時就開始進行，還有常見的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土內外溫差引起的混凝土開裂。（4）保溫法是在結構外露的混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料(如草袋，鋸木，濕砂等)，在緩慢的散熱過程中，使混凝土獲得必要的強度，以控制混凝土的內外溫差小于15℃ 。（5）混凝土表層布設抗裂鋼筋網片，防止混凝土收縮時產生干裂。

5 結論

大體積混凝土的施工具有普遍性和復雜性，混凝土結構材料選擇、施工技術與養護等方面直接關系到結構的使用性能，所以控制其工程質量要從以上幾個方面進行控制管理，并采取有效的施工措施。雖然大體積混凝土施工難度大，但我們在工程施工時根據實際情況綜合分析施工條件、進行施工經驗總結，再加上在材料選擇、施工工藝、以及積時有效的養護等方面的有效控制，也可確保大體積混凝土施工質量。

參考文獻

[1] 劉宗仁、王士川．土木工程施工．北京：高等教育出版社

[2] 劉俊賢．大體積混凝土施工控制措施[J]．施工技術．