對于大體積泵送混凝土施工分析

【摘 要】結合具體工程實例， 分析了工程的特點， 詳細介紹了該工程大體積泵送混凝土施工技術措施， 包括嚴格控制混凝土溫度、降低內外溫差、預防收縮縫等， 以保證混凝土工程的質量， 從而提高建筑物的質量。

【關鍵詞】大體積混凝土；泵送混凝土；施工；技術措施

1、工程概況和特點

本人參與施工的某高層商住樓，位于榆林市某住宅區內，建筑面積42000 m2，2層地下室，底板采用現澆混凝土板，混凝土底板厚650 mm，混凝土設計強度等級C30，混凝土總量5.38 萬m3，全部采用泵送商品混凝土。

其工程特點是： 1）混凝土運輸距離較遠， 在通行相對正常的情況下， 混凝土運達現場需30 min 左右； 2）基礎混凝土澆筑按工期和施工進度要求， 安排在6 月下旬， 氣溫較高； 3）結構體積大，底板厚650 mm， 鋼筋密集， 施工技術要求高。根據這些特點， 除必須滿足混凝土強度和耐久性等要求外， 其關鍵是確保混凝土的可泵性， 控制混凝土的內外溫差， 防止結構出現有害裂縫。

2、施工技術措施

大體積混凝土由外荷載引起裂縫的可能性很小， 而混凝土硬化期間水化過程釋放的水化熱和澆筑溫度所產生的溫度變化和混凝土收縮的共同作用， 由此產生的溫度應力和收縮應力是導致結構出現裂縫的主要因素。因此， 主要采用減少水泥用量以控制水化熱， 降低混凝土出機溫度以控制澆筑溫度， 并采取保溫養護等綜合措施來限制混凝土內部的最高溫升及其內外溫差， 控制裂縫并確保高溫情況下順利泵送和澆筑。

2.1 限制水泥用量降低混凝土內部水化熱

1）選擇水泥。選用水化熱較低的32.5礦渣硅酸鹽水泥。其早期的水化熱與同齡期的普通硅酸鹽水泥相比，3 d的水化熱約可低30%。

2）摻加磨細粉煤灰。在每立方米混凝土中摻加粉煤灰75 kg，改善了混凝土的粘聚性和可泵性， 還可節約水泥50 kg。根據有關試驗資料表明， 每立方米混凝土的水泥用量每增減10 kg， 其水化熱引起混凝土的溫度相應升1℃ ～1. 2 ℃， 因此可使混凝土內部溫度降低5℃～ 6℃ 。

3）選用優質外加劑。為達到既能減水緩凝，又使坍落度損失小的要求，經比較，最后選用了上海產效果明顯優于木鈣的E. A- 2型緩凝減水劑，可減少拌和用水10% 左右，相應也減少了水泥用量，降低了混凝土水化熱。

4）充分利用混凝土后期強度。實踐證明， 摻優質粉煤灰混凝土后期強度較高， 在一定摻量范圍內60d強度29d可增長20%左右。同時按GBJ146-90粉煤灰混凝土應用技術規范， 地下室內工程宜用60 d 齡期強度的規定。為了進一步控制溫升， 減少溫度應力， 根據結構實際承受荷載情況， 征得設計單位同意， 將原設計混凝土28 d 齡期C30 改為60 d 齡期C30（ 即用28 d 齡期C25代替設計強度）， 這樣可使每立方米混凝土的水泥用量減少50 kg ，混凝土溫度相應隨之降低5℃ ～ 6℃。

5）綜合上述因素， 考慮氣溫較高和運送距離較遠造成的坍落度損失較大， 取出機坍落度為18 cm ±2 cm， 水泥用量控制在370 kg/ m3 以下， 由于降低水泥用量可降低混凝土溫度16℃～ 18℃ 。

2.2 用原材料降溫控制混凝土出機溫度

根據由攪拌前混凝土原材料總熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的原理， 可求得混凝土的出機溫度T ， 說明混凝土的出機溫度與原材料的溫度成正比， 為此對原材料采取降溫措施； 1）將堆場石子連續澆水， 使其溫度自澆水前的46℃ 降至澆水后的29℃ ，且可預先吸足水分， 減少混凝土坍落度損失； 2）黃砂在碼頭起水時， 利用江水淋水冷卻， 使之降溫。這樣， 經計算出機溫度T =32.8℃ ， 37 次實測的平均實測值33.2℃ ， 送達現場的實測溫度為34. 60℃ ， 從而使入模溫度大為降低。

2.3 保持連續均衡供應控制混凝土澆筑溫度

1）為了緊密配合施工進度， 確保混凝土的連續均勻供應， 經過周密的計算和準備， 配備了8 輛6 m3 攪拌車和兩臺移動泵， 在澆筑期間始終保持了穩定的供應強度， 基本上做到了泵車不等攪拌車， 攪拌車不等泵車， 未發生過一次由于相互等待而造成堵泵現象。

2）本工程基坑挖深8.5 m， 坑內實測最高氣溫達52℃， 安設了通風散熱設施， 使坑內澆筑溫度大幅度降低， 接近自然氣溫， 不僅控制了最高溫升， 而且改善了工人勞動條件， 得以順利澆筑。

3）為不使混凝土輸送管道溫度過高， 在管道外壁四周用麻袋包裹， 并在其上覆蓋草包且反復淋水、降溫。

4）考慮混凝土的水平分層澆筑裝拆管道過于頻繁， 施工組織工作難于實施， 故采取斜面分層澆筑， 錯開層與層之間澆筑推進的時間以利下層混凝土散熱， 但上下層之間嚴格控制， 不得超過混凝土初凝時間， 不得出現施工“冷縫”。由于泵送混凝土的漿體較多， 在澆筑后用直尺刮平， 間隔1 h～2 h， 用木楔打壓兩次， 以免出現表面收水裂縫。

2.4 加強混凝土保濕保溫養護

混凝土抹壓后， 當人踩在上面無明顯腳印時， 隨即蓋兩層草包保濕保溫養護，以減少混凝土表面的熱擴散， 延長散熱時間， 減少混凝土內外溫差。經實測混凝土3 d 內表面溫度在38℃～45℃之間， 且很少發現混凝土表面有裂縫情況。

2.5 通過監控及時掌握混凝土溫度動態變化

1）溫度監控的最終目的是為了掌握混凝土內部的實際最高溫升值和混凝土中心至表面的溫度梯度， 保證規范要求的內部與表面的溫差小于25℃及降溫速率。

2）溫度是直接關系整個混凝土基礎質量的關鍵。為了客觀反映混凝土溫度狀況， 進行原材料溫度、出機溫度、入模溫度、自然溫度、覆蓋養護溫度、混凝土內部溫度、棚內溫度7 個項目的測試， 便于及時調整溫控措施。

3）底板的混凝土溫度按不同平面部位和深度共布置了25個測點，由專人負責連續測溫一周，每間隔2 h 測一次，比規范規定每8 h測2次的頻度要大些。

3、效果及結論

1）混凝土強度按GBJ 107- 87 混凝土強度檢驗與評定標準進行了測試， 有關結果全部合格。

2）由于采用了“雙摻技術”（ 緩凝減水劑和磨細粉煤灰），延緩了凝結時間， 減少了坍落度損失， 改善了混凝土和易性及可泵性。使得混凝土在高溫、遠距離運送條件下仍能順利泵送， 也未發生堵泵現象。

3）混凝土出機溫度和入模溫度共實測37 次， 原材料溫度測試20 次， 混凝土內外溫度連續測一周， 混凝土中心最高溫度出現在澆筑后的3 d～4 d 之間， 內外溫差僅為15℃， 且低于規范規定不得大于25℃的要求。

4）經各有關單位的嚴格檢查未發現有害裂縫（僅表面有個別收水裂縫）， 混凝土密實平整光潔， 無蜂窩麻面。