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浅谈大体积混凝土成型质量与裂缝控制

发表时间：2020/10/29 来源：《基层建设》2020年第21期作者：汪华兵

[导读] 摘要：本文主要以大体积混凝土成型质量与裂缝控制为研究对象，分析总结大体积混凝土的事前控制、事中控制、事后控制与大体积混凝土的成型质量的关系，分析裂缝产生的原因及裂缝控制的措施的有效性，从工程施工的质量和企业效益角度，浅谈大体积混凝土成型质量与裂缝控制。

        中建四局第三建设有限公司贵州遵义 563000
        摘要：本文主要以大体积混凝土成型质量与裂缝控制为研究对象，分析总结大体积混凝土的事前控制、事中控制、事后控制与大体积混凝土的成型质量的关系，分析裂缝产生的原因及裂缝控制的措施的有效性，从工程施工的质量和企业效益角度，浅谈大体积混凝土成型质量与裂缝控制。
        关键词：大体积混凝土、成型质量、温度、水化热、裂缝
        1 大体积混凝土概述
        随着我国建筑工程领域蓬勃发展，各种大体量混凝土应用越来越频繁，如超高层楼房筏板基础、水利大坝、桥梁、大型设备基础等。这些部位整体性质量要求高，质量的好坏直接影响到结构的安全，因此大体积混凝土的成型质量尤为重要。
        什么是大体积混凝土呢？
        ①我国国家标准《大体积混凝土施工标准》（GB 50496-2018）对大体积混凝土的定义为：混凝土结构物实体最小尺寸不小于1米的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
        ②中华人民共和国行业推荐性标准《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）对大体积混凝土的定义为：现场浇筑的最小边尺寸大于或等于1米，且必须采取措施以避免因水化热引起的内表温差过大而导致裂缝的混凝土。
        综上所述，大体积混凝土为结构最小尺寸不小于1米的混凝土结构，且必须采取措施以避免水化热引起内表温差过大而导致裂缝的混凝土。
        2 大体积混凝土施工工艺

                                                    图1
        2.1 施工准备，施工现场钢筋、模板、测温点、降温管、预埋件等已完成并通过验收，混凝土浇筑申请已审批；混凝土浇筑人员已就位，且经过技术交底和安全交底；施工机械（振捣棒、平板振捣器）、水源已就位，且有备用；施工电源、照明已就位，且有第二电源和备用照明；混凝土供应车辆已就位，且保证混凝土单位时间供应量不低于单位时间施工所需量。
        2.2 混凝土原材料、配合比、制备及运输要求；
        1）一般规定：大体积混凝土配合比设计除应满足强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求外，还应满足大体积施工的工艺要求，并应合理使用材料、降低混凝土绝热温升值。大体积混凝土制备及运输，应根据预拌混凝土供应运输距离、运输设备、供应能力、材料批次、环境温度等调整预拌混凝土的有关参数。
        2）原材料的选用应符合下列要求：
        ①应选用水化热低的硅酸盐水泥，3天的水化热不宜大于250KJ/Kg，7天水化热不宜大于280KJ/Kg；当选用52.5强度等级的水泥时，7天水化热宜小于300KJ/Kg。
        ②用于大体积混凝土的水泥进场时应检查水泥的品种、代号、强度等级、包装或散装编号、出厂日期等，并应对水泥强度、安定性、凝结时间、水化热进行检验，检验结果应符合现行的国家标准《通用硅酸盐水泥》GB 175的相关规定。
        ③骨料选择应符合下列规定：细骨料宜用中砂，细度模数宜大于2.3，含泥量不应大于3%；粗骨料粒径宜为5.0mm~31.5mm，并应连续级配，含泥量不应大于1%；应选用非碱活性的粗骨料。
        ④外加剂应符合下列规定：
        （1）外加剂的品种、掺量应根据材料试验确定；
        （2）宜提供外加剂对硬化混凝土收缩等性能的影响系数；
        （3）耐久性要求较高或寒冷地区的大体积混凝土，宜采用引气剂或引气减水剂。
        ⑥混凝土拌和用水质量应符合《混凝土用水标准》（JGJ 63-2006）的有关规定。对于使用年限为100年的结构混凝土，氯离子含量不得超过500mg/L；对使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土，氯离子含量不得超过350mg/L。
        3）大体积混凝土配合比设计应符合下列要求：
        大体积混凝土拌合物坍落度不宜大于180mm；拌和水用量不宜大于170Kg/m³；粉煤灰掺量不宜大于胶凝材料用量的50%，矿渣粉掺量不宜大于胶凝材料的40%，粉煤灰和矿渣粉掺量总和不宜大于胶凝材料用量的50%；水胶比不宜大于0.45；砂率宜为38%~45%。
        2.3 大体积混凝土施工要求如下：
        1）大体积混凝土施工应编制施工组织设计，且应包括下列内容：
        ①大体积混凝土浇筑体温度应力和收缩应力计算结果；
        ②施工阶段主要抗裂构造措施和温控指标的确定；
        ③原材料优选、配合比设计、制备与运输计划；
        ④主要施工设备和现场总平面布置；
        ⑤温控监测设备和测试布置图；
        ⑥浇筑顺序和施工进度计划；
        ⑦保温和保湿养护方法；
        ⑧应急预案和应急保障措施；
        ⑨特殊部位和特殊气候条件下的施工措施。
        2）超长大体积混凝土施工，结构有害裂缝控制应符合下列规定：
        当采用跳仓法时，跳仓的最大分块单向尺寸不宜大于40米，跳仓间隔施工的时间不宜小于7天，跳仓接缝处应按施工缝的要求设置和处理。
        3）大体积混凝土施工温控指标应符合下列要求：
        ①混凝土入模温度宜控制在5~30℃。
        ②混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃；
        ③混凝土浇筑体里表温差（不含混凝土收缩当量温度）不宜大于25℃；
        ④混凝土浇筑体降温速率不宜大于2.0℃/d；
        ⑤拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于20℃；
        4）大体积混凝土浇筑应符合下列规定：
        ①混凝土浇筑层厚应根据所用振捣器作用深度及混凝土的和易性确定，整体连续浇筑时宜为300mm~500mm，振捣应避免过振和漏振。
        ②混凝土浇筑应连续、有序、减少施工缝。混凝土宜采用泵送和二次振捣工艺，应及时对大体积混凝土浇筑面进行多次抹压处理。
        ③整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑，应缩短间歇时间，并应在前层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。
        5）大体积混凝土养护要求。
        ①混凝土养护应专人负责保温养护工作，并应进行测试记录；根据测温数据反馈，控制降温管水流，确保混凝土里表温差不大于25℃。
        ②保温保湿养护时间不宜少于14天；保温覆盖层拆除应分层逐步进行，当混凝土表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。
        6）大体积混凝土温度监测与控制要求：
        ①大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度测试，在混凝土浇筑后，每昼夜不应少于4次；入模温度测量，每台班不应少于2次。
        ②大体积混凝土浇筑体内监测点布置，应反映浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度，可采取下列布置方式：
        1.测试区可选混凝土浇筑体平面对称轴线的半条轴线，测试区内监测点应按平面分层布置；
        2.测试区内，监测点的位置与数量可根据混凝土浇筑体内温度场的分布情况及温控的规定确定；
        3.在每条测试轴线上，监测点位不宜少于4处，应根据结构的平面尺寸布置；
        4.沿混凝土浇筑体厚度方向，应至少布置表层、底层和中心温度测点，测点间距不宜大于500mm；
        5.保温养护效果及环境温度监测点数量应根据具体需要确定；
        6.混凝土浇筑体表层温度，宜为混凝土浇筑体表面以内50mm处的温度；
        7.混凝土浇筑体底层温度，宜为混凝土浇筑体表面以内50mm处的温度；
        3 大体积混凝土施工案例展示
        以田沟绿色产业园建设项目为例，本项目综合楼基础为筏板基础，筏板长度为210米，宽105米，厚度为1.2米，属于大体积混凝土施工。在施工中，采用跳仓法施工按后浇带划分施工段，每段施工的混凝土长边不大于40米。每段混凝土浇筑采取分段分层浇筑，每层混凝土浇筑厚度为600mm，在底层混凝土初凝前，浇筑上层混凝土。为了控制温度裂缝，在混凝土表面、中部、底面埋设测温管；在混凝土中部埋设直径32的铸铁管，埋设间距为1500mm，用于内部降温，混凝土养护28天以后，采用等强度水泥浆注浆封堵；在混凝土浇筑后及时覆盖薄膜和草席。本工程大体积混凝土最终成型质量良好，温度裂缝得到有效控制，确保了工程质量和企业的经济效益及声誉。
        参考文献
        [1]《大体积混凝土施工标准》（GB 50496-2018）.
        [2]《混凝土用水标准》(JGJ 63-2006).
        [3]遵义市汇川区田沟绿色食品产业园区建设项目设计图纸及大体积混凝土施工方案.
        作者简介：汪华兵，男，1990年生，贵州贵阳人，中建四局第三建设有限公司，研究方向：大体积混凝土成型质量及裂缝控制。