克拉玛依市三联建材有限公司 新疆克拉玛依市 834000
摘要：随着基础设施建设发展越来越快，大体积混凝土广泛地用于民建、公路、桥梁建设中。本文结合克拉玛依石油大厦工程的大体积混凝土质量控制，通过在配合比设计时优选原材，施工时优化施工工艺，保证混凝土浇筑及时、连续进行,以及对混凝土的温升、收缩进行控制，通过严格监测、加强养护，克服了大体积混凝土施工冷缝、温差裂缝及收缩裂缝等缺陷，有效抑制混凝土的收缩，提高了混凝土的抗裂性，避免了大体积混凝土开裂，确保了工程质量，取得满意效果。为相似的工程提供了可以参考的数据。
关键词：商品混凝土；混凝土温度裂缝；大体积混凝土; 质量管控
1 工程概况
克拉玛依石油大厦工程建筑高度99.7m，地下1层，地上25层，其中1、2层为裙楼，3～25层为两个独立的塔楼。基础混凝土强度等级为C40，抗渗等级为P6，底板部分为300厚防水底板+独立基础，每个塔楼核心筒部分为3m厚筏板基础，塔楼其他部分为2m厚筏板基础，电梯坑和消防集水坑等落深区局部筏板厚度达到5.7m，4.5m。
2 大体积混凝土质量控制要点
确保结构完整性是高层建筑基础筏板施工的基本要求，施工冷缝、温差裂缝及收缩裂缝是影响大体积混凝土结构完整性的主要因素。A、B座塔楼基础中间无后浇带等设置，需同周边防水底板混凝土一起浇筑，浇筑方量较大，在14500m3左右。施工冷缝控制技术比较简单，主要通过制定严密的施工组织方案，保证混凝土供应强度，确保混凝土及时覆盖。温差裂缝和收缩裂缝产生原因多种多样，其控制技术比较复杂，是本工程基础筏板大体积混凝土施工控制的重点。
3 施工中存在的问题及控制方向
3.1裂缝控制
混凝土裂缝归根结底是在外在约束下，温度变化及收缩在混凝土内部产生的拉应力超过同期混凝土的抗拉强度，是外在作用与自身抗力相互作用的结果。因此，控制混凝土裂缝要从改善外在作用和提高自身抗力两个方面入手。
3.2收缩控制
混凝土收缩受原材料性能、混凝土配合比、搅拌方式、养护时的湿度条件和构件尺寸等因素影响，其中混凝土的配合比中用水量影响最大。具体从以下几个方面进行控制：控制骨料级配和质量；控制水泥用量；控制用水量：采用高效减水剂；做好养护阶段的保温、保湿工作，养护时间越早、越长，收缩越小。
3.3温差控制
具体从以下几个方面进行控制：优化配合比，降低水泥用量，降低混凝土水化热。为此要充分利用混凝土后期强度，利用混凝土60d龄期强度；采用矿粉、粉煤灰等活性材料代替部分水泥；降低入模温度；外部蓄热；内部水冷散热。
3.4配比设计
混凝土的放热和收缩主要原因是水泥的水化放热和硬化收缩，因此配比设计思路是在保证强度的前提下，尽量降低水泥用量。对于石油大厦大体积混凝土，底板厚度已远远超出常规，为降低混凝土的水化热，解决大体积混凝土的温升及抗裂问题，首先确定合理的混凝土配合比。
筏板基础混凝土采用了两套配合比方案，一种是单掺粉煤灰替代水泥方案，一种是采用矿粉和粉煤灰双掺替代部分水泥的方案。混凝土原材料：水泥为乌苏青松的P·O42.5级硅酸盐水泥；粉煤灰为克拉玛依国电的二级粉煤灰；矿粉为S75粉；砂采用中砂，细度模数为2.6～3.0，含泥量2.2%左右；碎石为5-20mm和20-40mm的二级配，压碎值6.8%，含泥量0.3%；外加剂为新疆帅明升建材公司的膨胀剂和防冻剂；北京中纺的阻裂纤维；万邦建材的聚羧酸减水剂，减水率25%以上。基础C40混凝土选用的配合比见表1：
表1 基础C40混凝土选用的配合比
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备注：表1中选用材料的单位均为kg/m3
4对选定的配合比进行试验
对初步选定的基准配合比进行膨胀性能试验及绝热温升试验，从2018年10月9日至20日的绝热升温试验来看，混凝土出始入模温度18.5°，矿粉配合比最高温度升至48.7°，40个小时后温度达到顶峰，恒温时间1个小时后开始下降；不加矿粉的配合比最高温度升至52.1°，34个小时后温度达到顶峰，恒温时间5个小时后开始下降。通过实验可以看出矿粉和粉煤灰双掺的配合比水化热温度最高峰值低于单掺粉煤灰的水化热峰值，且水化热峰值来临时间延长6小时左右，说明双掺的配合比更适合大体积混凝土。两组配合比的限制膨胀率分别为0.028%、0.026%。
5混凝土内部降温系统设置
大体积混凝土施工，养护和浇筑同样重要。保湿是前提，控制降温速度是关键，监测是根据。为保证混凝土施工质量，确保大体积混凝土表里温度不超过规范限定要求，在混凝土内部布置水冷却系统。
水冷系统为两层冷却水管系统，间距1500mm，垂直布置位置位于底板上表面下1000mm及2500mm位置。冷却水管材采用PE-X塑料管，管径20mm，单管间距1.5m，水流速0.8m/s。
水冷却系统在水箱至大体积混凝土的进水管上安装水泵，水泵扬程不小于20m。待大体积混凝土水冷降温结束后，管内水排出，灌注1:2水泥浆（水泥浆掺入粉煤灰、缓凝剂）。
6测温点布置
测温点的布置原则：方便观测，不干扰其它项目的施工，选择有代表性的位置，能够全面真实的反映块体内部温度分布状况。
A、B座塔楼底板设置测温位；塔楼底板设置10组（每组3个～5个测温点）测温位；对各组进行观察和记录水化热过程中筏板混凝土余热，按规范对称可减半布置。
混凝土表面温度测点布置在距离混凝土表面下50mm处，底层的温度测点布置在混凝土底部上100mm处，中间测温点布置在冷却水管中间。
7浇筑过程
浇筑时期，克拉玛依附近矿粉处于断货状态，已无矿粉可以采购，所以配合比采用单掺粉煤灰的配合比。因浇筑时间在11月中下旬，浇筑之前经历大风降温过程，最低气温降至零下13度，为保证混凝土施工质量，加入-15℃抗冻剂。整个浇筑过程无间断，混凝土供应及时，浇筑过程完成。
8温度监测结束后，编制温度监测报告
整个测温过程持续了21天，完整的采集了整个混凝土升温、降温的数据，掌握混凝土内部和表层的温差，始终将内外温差保持在25°以内，保证混凝土不会应为内外温差过大而开裂。水化热监测温度部分数据见表2：
表2 水化热监测温度部分数据表（中层）
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9混凝土后期养护方式
保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。该工程养护方式采用一层塑料薄膜+一层保温板+一层毛毡，保温保湿养护。每天进行测温并根据实测温度与外界温度时间来调整养护方式，内外温差降低至25摄氏度并保持稳定，停止养护并确保养护时间满足规范要求，养护时间不低于14天。外保温养护直至来年去除。
结束语
本工程的大体积混凝土在配合比设计时优选原材，对混凝土的绝热温升、收缩进行控制，施工时优化施工工艺、严格监测、加强养护，克服了大体积混凝土早期水化速度快、水化热高和容易产生温度裂缝等缺陷，抑制混凝土的收缩，有效提高了混凝土的抗裂性，避免了大体积混凝土开裂，确保了工程质量，取得满意效果。
参考文献：
［1］韩素芳，耿维恕.钢筋混凝土结构裂缝控制指南(第二版)［M］.2006 245-280
［2］冯乃谦，顾晴霞，赫挺宇. 混凝土结构的裂缝与对策［M］.2006 133-176