大体积混凝土抗裂施工技术浅析

大体积混凝土抗裂施工技术浅析

大体积砼工程在现实建筑工程施工中越来越多，为确保大体积混凝土施工质量，既要满足强度等级、抗渗要求，还要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。现以实例分析大体积施工中采取的措施。

标签：大体积混凝土抗裂施工方法

现在的建筑工程施工中，大体积工程越来越多，为确保大体积混凝土施工质量，除了要满足强度等级、抗渗要求外，还要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。以中国石油哈尔滨石化分公司60万吨/年连续重整-80万吨/年中压加氢改质联合装置中四合一炉基础为例，该基础长30.3m，宽13.0m，高（厚）度1.3m，混凝土512.07m3，表面积506.48m2。为保证大体积混凝土施工质量，主要在以下六个方面采取了措施：①材料要求和配合比设计；②分层分块浇捣措施；③混凝土的搅拌、运输和浇筑方案；④混凝土降温措施；⑤混凝土的测温措施；⑥养护措施。

1 材料要求和配合比设计

1.1 水泥：优先采用低强度水泥，水泥含碱量应小于0.6%，此外，应进行水化热检验，7d水化热不宜大于250KJ/Kg。

1.2 骨料：粗骨料应采取连续级配或合理的掺配比例，含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.25%；细骨料选用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥块含量不得大于0.5%。

1.3 掺合料：优先采用粉煤灰，因其耐久性，更能有效降低每立方米砼中的水泥用量。

1.4 膨胀剂：掺入适量膨胀剂，它能对砼起补偿收缩作用，减少砼的温度应力，但含碱量不应大于0.75%。

1.5 外加剂：选用低收缩率的外加剂，应有7d、28d收缩率试验报告，任何龄期砼的收缩率均不得大于基准砼的收缩率、外加剂每立方米砼带入碱量不得超过1Kg，选用高效的缓凝剂和减水剂，减少水泥用量，推迟水化热的峰值期。优选材料，控制混凝土浇筑温度。

2 分层、分块浇捣措施

2.1 全面分层：即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方法，适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。

2.2 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層。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疑，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方法适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大，面积或长度较大的工程。

2.3 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。

2.4 厚1.0mm内砼宜采用平推浇筑法，同一坡度，薄层循序推进依次浇筑到顶，厚1.0mm以上宜分层浇筑，每一浇筑层采用平推浇筑法，厚度超过2m时，可考虑留置水平施工缝。

3 混凝土的搅拌、运输和浇筑方案

设置后浇缝，当大体积砼平面尺寸过大时，可适当设置后浇缝，以减少外约束力和温度应力，同时利于散热，降低砼内部温度。保证混凝土浇筑质量。浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方针。根据混凝土泵送时形成的坡度，在上层与下层布置两道振捣点。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部振实；第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。先振捣料口处混凝土，以形成自然流淌坡度，然后全面振捣。为提高混凝土的极限拉伸强度，防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，提高混凝土密实度，还采取二次振捣法。在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞，这时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土表面水泥较厚，在浇筑两小时至6小时后，先用长刮尺按标高刮平，然后用木抹反复搓压数遍，使其表面密实，在初凝前用铁板压光。既能较好地控制混凝土表面龟裂，又能减少混凝土表面水分散发。尽量缩短混凝土的运输时间，合理安排浇筑顺序，及时卸料；在浇筑前，用水冲洗模板降温；泵管用麻布包裹，以防日光暴晒升温。

4 混凝土降温措施

常见的方法有导温管加冷却水循环方法来降低砼内部温度。

5 混凝土的测温措施

测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行，测温频率按持续28天考虑。具体安排是：前三天，每两小时测温1次；4天至8天，每4小时测温1次；9天至15天，每6小时测温1次；16天至20天，每12小时测温1次；21天至28天，每24小时测温1次。从测温曲线图中可以看出，基础混凝土浇筑后，中心最高温度发生在第四天，最高温度55.1摄氏度。混凝土中心与表面温度升降基本同步上升，在前10天温差始终保持在8摄氏度至12摄氏度左右，远远低于不安全

温差25摄氏度，后18 天温差保持在3摄氏度左右，说明温差控制理想。

6 混凝土养护措施

6.1 养护是大体积混凝土施工中一项十分关键的工作。

为保证新浇砼有适宜的硬化条件，防止早期干缩产生裂缝，大体积砼浇筑完毕后，要加以覆盖和浇水养护，普通硅酸盐水泥拌制的砼不得少于14天；其它水泥不少于21天。养护方法分降温法和保温法，夏季施工时一般可使用草袋覆盖、洒水、蓄水养护或喷刷养生液养护；冬季施工时，由于环境气温较低，一般可利用保温材料提高新浇筑砼表面和四周温度，减少砼的内外温差。

6.2 在混凝土养护阶段的温度控制应遵循以下几点

6.2.1 为了掌握大体积砼的温升和降温的变化规律以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。测温可采用埋钢管和采用测温装置等方法。

6.2.2 经测温如观测到砼内部最高温度与大气温度之差超过规定极限值时，要立即采取降温措施，降低砼内部温度，控制砼内部裂缝的产生，加强混凝土的养护及测温工作。为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，应根据当时的施工情况和环境气温，采用了“蓄水法”进行混凝土养护。具体做法是：先在混凝土表面覆盖双层麻袋，浇水湿润。待混凝土初凝后，在基础周围砌挡水，蓄水深10cm，养护28天。为及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化值，在基础内埋设测温点20个，深度分别设在板中及距表面10cm处，分别测量中心最高温度和表面温度，测温管均露出混凝土表面12cm。

该工程基础底板混凝土养护期满后，通过检查，混凝土质量良好，经检查未发现温度裂缝，可见我们采取的措施起到了良好效果。