黃聯(lián)盟

摘要：文章以C35級(jí)超厚大體積混凝土澆筑工程為例，從原材料選用與配合比設(shè)計(jì)，混凝土供應(yīng)與澆筑，混凝土內(nèi)部溫度檢測(cè)與表面養(yǎng)護(hù)等方面采取了有效的措施以避免混凝土產(chǎn)生有害結(jié)構(gòu)裂縫。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；澆筑；基礎(chǔ)；裂縫；水化熱；監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)：TU755文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）22-0154-02

福建豪氏威馬鋼鐵制品有限公司測(cè)試坑位于招商局漳州開(kāi)發(fā)區(qū)豪氏威馬一號(hào)車間北側(cè)。建筑平面基本上為長(zhǎng)方形。為全現(xiàn)澆鋼筋砼設(shè)備基礎(chǔ)?；A(chǔ)底板總面積約為1 200 m2（39.3×29.75），其砼總量約為4 000 m3。整個(gè)基礎(chǔ)為一個(gè)大承臺(tái)。承臺(tái)混凝土厚達(dá)3.5 m，砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C35。

基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度高，厚度和體積大，施工時(shí)正值秋季，突出難度如下：

降低大體積混凝土內(nèi)部最高溫度和控制混凝土內(nèi)外溫度差在規(guī)定限值（25℃）以內(nèi)，存在以下極不利因素：承臺(tái)混凝土超厚，要一次性澆筑，混凝土內(nèi)部溫度不易散發(fā)；混凝土強(qiáng)度等級(jí)高，一般需用硅525或硅425水泥，水化熱高；秋季施工，環(huán)境晝夜溫差大，混凝土內(nèi)表溫差大。在這些因素綜合作用下，混凝土內(nèi)部必然形成較高的溫度，存在著產(chǎn)生裂縫的危險(xiǎn)。為防止混凝土產(chǎn)生裂縫（表面裂縫和貫穿裂縫），就必須從降低混凝土溫度應(yīng)力和提高混凝土本身抗拉性能這兩方面綜合考慮。為此，我們編制了較為完整的施工方案。

1C35大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)及試配

為降低C35大體積混凝土的最高溫度，最主要的措施是降低混凝土的水化熱。因此，必須做好混凝土配合比設(shè)計(jì)及試配工作。

1.1原材料選用

①水泥：C35大體積混凝土應(yīng)選用水化熱較低的水泥，并盡可能減少水泥用量。本工程因條件限制只能選用P.O425號(hào)水泥。

②細(xì)骨料：宜采用Ⅱ區(qū)中砂，因?yàn)槭褂弥猩氨扔眉?xì)砂更可減少水及水泥的用量，且含泥量小。

③粗骨料：在可泵送情況下，選用粒徑5~31.5 mm連續(xù)級(jí)配石子，以減少混凝土收縮變形。

④含泥量：在大體積混凝土中，粗細(xì)骨料的含泥量是要害問(wèn)題，若骨料中含泥量偏多，不僅增加了混凝土的收縮變形，又嚴(yán)重降低了混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)抗裂的危害性很大。因此骨料必須現(xiàn)場(chǎng)取樣實(shí)測(cè)，石子的含泥量控制在1％以內(nèi)，砂的含泥量控制在2％以內(nèi)。

⑤摻合料：應(yīng)用添加粉煤灰及礦粉技術(shù)。在混凝土中摻用的粉煤灰及礦粉不僅能夠節(jié)約水泥，降低水化熱，增加混凝土和易性，而且能夠大幅度提高混凝土后期強(qiáng)度，并且混凝土的28 d強(qiáng)度基本能接近混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度值。故本工程采用45 d齡期的混凝土強(qiáng)度來(lái)代替28 d齡期強(qiáng)度，控制溫升速率，推移溫升峰值出現(xiàn)時(shí)間。

⑥外加劑：采用外加高效緩凝減水劑技術(shù)。在混凝土中添加約10％的高效緩凝減水劑。試驗(yàn)表明在混凝土添加了高效緩凝減水劑之后，可推遲混凝土的水化時(shí)間，以避免澆筑溫度與水化放熱同時(shí)產(chǎn)生。

1.2試配及施工配合比確定

根據(jù)試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)，每立方米混凝土配合比為425號(hào)水泥270 kg，連續(xù)級(jí)配碎石（粒徑5～31.5mm）1 065 kg，摻合料87 kg，外加劑7.14 kg，水165 kg，坍落度120～160 mm。

2溫度預(yù)測(cè)分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)混凝土配合比和施工中的氣溫氣候情況及各種養(yǎng)護(hù)方案，采用3D-TFEP程序?qū)炷潦┕て跍囟葓?chǎng)及溫差進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)，提供結(jié)構(gòu)沿厚度方向的溫度分布及隨混凝土齡期變化情況，進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)優(yōu)化選擇。根據(jù)計(jì)算，擬先在混凝土表面鋪一層塑料薄膜，中間覆蓋1～2層毛毯，上面再鋪一層塑料膜。

3大體積混凝土施工方法

①混凝土澆筑方案。由于承臺(tái)混凝土厚達(dá)到3.5 m，內(nèi)部水化熱溫升偏高，內(nèi)表溫差和降溫速率不易控制，同時(shí)考慮工期緊迫，必須盡快澆筑底板，且需一次性澆筑完成。

②混凝土澆筑。為了使混凝土澆筑不出現(xiàn)冷縫，要求前后澆筑混凝土搭接時(shí)間控制在5 h內(nèi)（初凝時(shí)間>8 h），因此，混凝土澆筑前經(jīng)詳細(xì)計(jì)算安排澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長(zhǎng)度及前后澆筑的搭接時(shí)間，實(shí)施了以下澆筑主案。自南向北分層澆筑。用“一個(gè)坡度、薄層澆筑，一次50 cm，分七次到頂”的方法。采用兩臺(tái)汽車輸送泵布料，14輛罐車，另備用2輛，每臺(tái)輸送泵控制范圍20 m。

③混凝土振搗要及時(shí)，同時(shí)不漏振，但也不能過(guò)振，防止離析。

④混凝土表面處理。大體積混凝土表面水泥漿較厚，澆筑后3～4 h內(nèi)初步用水長(zhǎng)刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓2遍，再用木抹子搓平壓實(shí)，以控制表面龜裂，并按規(guī)定覆蓋養(yǎng)護(hù)。

4混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)

在承臺(tái)范圍垂直埋設(shè)25根測(cè)桿（編號(hào)為1～25），每根測(cè)桿沿混凝土的厚度設(shè)（A、B、C）3個(gè)測(cè)點(diǎn)（如圖1示意），合計(jì)25根測(cè)桿75個(gè)混凝土內(nèi)部溫度測(cè)點(diǎn)；同時(shí)在混凝土外部設(shè)置氣溫測(cè)點(diǎn)4個(gè)，保溫材料溫度測(cè)點(diǎn)4個(gè)及養(yǎng)護(hù)水溫度測(cè)點(diǎn)2個(gè)，總計(jì)85個(gè)工作測(cè)點(diǎn)。另設(shè)85個(gè)備用測(cè)點(diǎn)。所有工作測(cè)點(diǎn)都通過(guò)熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線與設(shè)置在測(cè)試房的微機(jī)數(shù)據(jù)采集儀相聯(lián)接，溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由采集儀處理后自動(dòng)打印輸出。現(xiàn)場(chǎng)溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)采集儀自動(dòng)采集并進(jìn)行整理分析，每隔一小時(shí)打印輸出一次每個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度值及各測(cè)位中心測(cè)點(diǎn)與表層測(cè)點(diǎn)的溫差值，作為研究調(diào)整控溫措施的依據(jù)，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。

5養(yǎng)護(hù)措施

因此次澆筑的混凝土頂相對(duì)標(biāo)高為-0.08 m，與預(yù)埋件表面±0.00 m還有8 cm的間隙，覆蓋養(yǎng)護(hù)時(shí)剛好可形成8 cm高度的“棚子”。此前，為了讓砼內(nèi)部水化熱氣能及時(shí)排出，在砼內(nèi)部設(shè)置250多根排氣散熱管（如圖2所示），因此在“棚子”內(nèi)恰好形成了循環(huán)蒸氣可使混凝土表面溫度較容易保持恒定。在混凝土初凝前及時(shí)覆蓋，效果更好。表面及時(shí)鋪一層塑料薄膜，中間覆蓋1～2層毛毯，上面再鋪一層塑料薄膜進(jìn)行保溫。在養(yǎng)護(hù)期間，隨時(shí)檢查混凝土表面的干濕情況及溫差（內(nèi)表溫差達(dá)23℃時(shí)就發(fā)警報(bào)），及時(shí)澆水保持混凝土溫潤(rùn)。夜間承臺(tái)內(nèi)外溫差若大于25℃，采取了燈照和上搭2 m高塑料保溫棚，將溫差控制在25℃內(nèi)。

6健全施工組織管理

在制訂技術(shù)措施和質(zhì)量控制措施的同時(shí)，還落實(shí)了組織指揮系統(tǒng)，逐級(jí)進(jìn)行了技術(shù)交底，做到層層落實(shí)，確保順利實(shí)施。

7混凝土的監(jiān)測(cè)結(jié)果

①混凝土澆筑溫度為15～26℃，混凝土澆搗及養(yǎng)護(hù)期間環(huán)境溫度日平均為20～28℃。

②承臺(tái)中心混凝土最高溫度為81.5℃，面層混凝土最高溫度為56.3，底層混凝土最高溫度為57.1℃。從監(jiān)測(cè)結(jié)果可看出：一般，混凝土厚度越厚，體積越大，其內(nèi)部的水化熱溫度峰值就越高。

③隨著混凝土厚度、體積的增大，其內(nèi)部熱峰值出現(xiàn)齡期也相應(yīng)延長(zhǎng)，承臺(tái)區(qū)域（混凝土厚度為3.5 m）中心熱峰出現(xiàn)齡期為2.5～3.0 d。

④承臺(tái)區(qū)域混凝土澆搗后很重視保溫養(yǎng)護(hù)工作，因養(yǎng)護(hù)期間每天由3班制工人澆溫水養(yǎng)護(hù)，混凝土表面基本處于水養(yǎng)護(hù)狀態(tài)，保濕良好，且養(yǎng)護(hù)棚內(nèi)蒸氣循環(huán)加溫起到了一定作用，所以在前17 d齡期內(nèi)全區(qū)域的內(nèi)表溫差均控制在25℃以內(nèi)。

8施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

混凝土澆筑不應(yīng)留冷縫，保證澆筑的交接時(shí)間，應(yīng)控制在初凝前；保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，移動(dòng)距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過(guò)振；及時(shí)發(fā)出溫控警報(bào)，做好覆蓋保溫及保濕工作，但覆蓋層也不應(yīng)過(guò)熱，必要時(shí)應(yīng)揭開(kāi)保溫層，以利于散熱；保證混凝土供應(yīng)，確保不留冷縫；做好現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)、組織管理，要有充足的人力、物力、保證施工按計(jì)劃順利進(jìn)行。

9結(jié)語(yǔ)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，本基礎(chǔ)未發(fā)現(xiàn)溫度變形裂縫。實(shí)踐證明，在優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，做好溫度監(jiān)測(cè)工作及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取有效技術(shù)措施，堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕そM織管理，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發(fā)生，達(dá)到良好的自防水抗?jié)B效果。另外，外加劑方面也可以用UEA，用微膨脹以抵消部分收縮應(yīng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙暉.建筑施工中的大體積混凝土澆筑技術(shù)探討[J].硅谷,2011,(9).