焦玉俊 王朋林
(中国一冶集团有限公司，湖北 武汉 430000)
大体积混凝土施工技术探析
焦玉俊 王朋林
(中国一冶集团有限公司，湖北 武汉 430000)
结合姑嫂树路改造工程大体积混凝土盖梁(截面尺寸长×宽×高：51 m×4.2 m×2.7 m)施工经验，探索大体积混凝土温度变化的规律，根据混凝土温度变化的规律，对大体积混凝土不同阶段进行控制，以更好的指导后续大体积混凝土施工。
大体积混凝土，温度，施工技术
大体积混凝土施工技术的应用在各项工程中越来越普遍，如何制定可行的大体积混凝土施工的有效保障措施和施工技术方案，是保障大体积混凝土成品质量的重要因素。大体积混凝土由于各类原因易导致混凝土裂缝的产生。产生裂缝主要原因是：1)水泥水化热；2)约束条件；3)外界气温变化；4)混凝土收缩；5)混凝土振捣不到位，导致大体积混凝土内外温差过大，出现裂缝。依据大体积混凝土施工技术规范，加强大体积混凝土施工过程控制，是保障大体积混凝土成品质量的关键。
1 大体积混凝土温度变化分析
通过对大体积混凝土盖梁测温，得出如表1所示的温度变化(混凝土浇筑完成后，每隔12 h测得混凝土内部及表面温度，入模温度为27.5 ℃。混凝土温度为各测点的平均温度)。
混凝土温度与时间的曲线如图1所示。
通过对大体积混凝土盖梁浇筑完成后温度监测，可得出在浇筑完成后70 h～84 h时间段，混凝土的内部温度达到最高值。并且根据曲线变化，温度上升的幅度较温度下降幅度要大。这是因为混凝土内部的水泥水化热的作用大部分集中在浇筑后的约80 h内发生，在80 h前水泥水化作用产生的热量大于混凝土构件散失的热量，此后混凝土的水化作用逐渐减少，混凝土内部产生的水化热与混凝土散失的热量基本相同，此时混凝土的内部温度达到最高值，随后混凝土内部的温度会逐渐降低，在8 d～10 d后，混凝土温度与自然温度基本相同。
表1 大体积混凝土温度变化表
2 大体积混凝土施工技术与保障措施
加强各个环节的控制，现场专人进行有效监控，从而保障施工质量。
2.1 优化混凝土配合比
施工前应提前对混凝土进行多组试配，对比进行配合比优化设计，在混凝土满足施工现场工作性能及设计要求的其他性能的情况下，应采用低砂率、低坍落度、低水胶比、掺高效减水剂和高性能引气剂及高粉煤灰掺量的设计准则，生产出低热和高抗拉值的混凝土。
生产的混凝土应具有良好的粘聚性，不离析、不泌水。初始坍落度在满足现场施工要求的情况下宜尽量小，初凝时间应控制在8 h～12 h。掺加一定量的粉煤灰，减少水泥和水用量，提高混凝土抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料整体的水化热，并能提高混凝土的抗拉强度，减少混凝土的泌水，延迟浇筑后混凝土温度高峰的出现时间等，能对减小混凝土内外温差起到很大作用。
大体积混凝土施工时，尽量减少水泥水化热，推迟放热高峰出现的时间(根据大体积混凝土盖梁的测温结果，可得出高峰时段出现在混凝土浇筑完成后70 h～84 h)，在征得设计单位同意的情况下，可采用60 d龄期的强度作为设计强度，混凝土强度增长时间长，可减少水泥用量。
2.2 混凝土材料及搅拌
在夏季尽量在夜间进行混凝土浇筑。严格控制混凝土各类原材料的温度，水泥温度过高应要求水泥厂家在水泥出厂前放置一段时间或采取其他降温措施；对砂、石料要采取遮阳措施，防止太阳直晒，并对粗骨料在使用前2 h，可洒水降温；拌合水采用深层江水或地下水，否则要建集水池，并采取加冰块降温措施，使水在池内静置12 h～24 h，集水池的顶面采用保温隔热材料制成。降低原材料的温度，则可减小混凝土出料和入模温度，在很大程度上可减少混凝土在凝固过程中温度应力值。
加强搅拌时间控制，大体积混凝土搅拌时间控制在不低于90 s。需有资质的专业机构定期对搅拌站的计量系统校验，把混凝土原材料的计量偏差控制在允许范围内。混凝土在搅拌时，每天定期对砂、石的含水量，混凝土坍落度、出盘温度进行检测，及时调整配合比来保证混凝土的工作性，并且避免配合比出现较大波动，影响混凝土的成品质量。
2.3 混凝土的运输
在混凝土浇筑前，对混凝土运输路线充分考察，综合考虑运输途中的交通堵塞及途中坍落度的损失等，确保混凝土到场的质量。在夏季可考虑对运输车辆覆盖，防止太阳直晒。
2.4 混凝土的浇筑
混凝土施工宜进行分层浇筑、分层振捣密实，使混凝土的初步水化热能尽快散失。分层浇筑厚度每层宜保证在30 cm以内，并保持从仓面一侧向另一侧、由中间向两边浇筑的顺序进行。分层断面不宜过大，根据施工速度，保证在下层混凝土初凝前开始浇筑上层混凝土，在第二层混凝土浇筑时，振捣棒应插入下层混凝土内，增加混凝土的密实度，使上下两层混凝土在初凝前结合良好。混凝土浇筑应在环境温度较低时(夜间)进行，并且入模温度不宜高于28 ℃。
2.5 混凝土测温
根据规范规定，混凝土构件的外表温度，为混凝土外表以内5 cm处的温度，混凝土内部温度，根据构件尺寸，应尽量选择构件中心处的温度。大体积混凝土构件测温点，应能真实地反映出混凝土构件里表温差、降温速率及环境温度，以本文介绍的大体积混凝土盖梁为例，布置方式为：监测点的布置范围以盖梁平面对称轴线的半条轴线为测试区，在测试区内监测点按平面分层布置(分底部、面部、中间分两层)；在每条测试轴线上，监测点位5处，根据盖梁结构的几何尺寸布置；盖梁里表温差、降温速率及环境温度监测，在混凝土浇筑后，每隔12 h进行。
2.6 混凝土养护
混凝土浇筑后，产生的水化热较大，为防止成型结构产生裂缝，在混凝土中需设置冷凝管。以大体积混凝土盖梁为例，冷凝管采用D30 mm的无缝钢筋，沿横梁长度方向布置，上、下各两排，设置位置距横梁缘50 cm处。
大体积混凝土应进行保温保湿养护，在每次混凝土浇筑完毕后，及时用塑料薄膜密封，外包装土工布，必要时可覆盖棉被。除应按普通混凝土进行常规养护外，并应及时根据温度测量结果对混凝土结构进行内降温及外保温。在混凝土保温养护过程中，应有专人对已完成的混凝土内外温差及温度变化速率进行现场监测并记录分析，当测得的结果不满足指标要求时，应及时调整养护措施。
混凝土初凝后，及时在冷凝管中通水，降低混凝土内部温度，通水时间不小于7 d。
根据技术规范要求，混凝土保湿养护的持续时间不得少于14 d，应对保温材料的完整性进行检查，保证在养护期混凝土表面湿润，可大大减少混凝土收缩裂纹。根据测温结果，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20 ℃时，且混凝土在降温过程中，连续3 d内外温差小于25 ℃时，可全部拆除。
3 结语
大体积混凝土施工技术较普通混凝土难度要大，但如果从原材料、配合比、运输、浇筑、养护等各方面的措施能够到位，完全可以避免大体积混凝土各类质量问题的发生。并且以姑嫂树改造工程大体积混凝土盖梁为例，根据温度监测，反映大体积混凝土内部及表面温度变化，以及变化速率。通过有针对性手段，对混凝土浇筑完成后，不同阶段，采取相应的养护措施，确保大体积混凝土施工质量。
[1]GB 50204—2005，混凝土结构工程施工质量验收规范.
[2]GB 50496—2009，大体积混凝土施工规范.
[3]GB/T 50107—2010，混凝土强度检验评定标准.
Analysis on massive concrete construction technology
Jiao Yujun Wang Penglin
(China1stMetallurgyGroupCo.,Ltd,Wuhan430000,China)
Combining with massive concrete beam construction experience(section size: length width height: 51 m×4.2 m×2.7 m) of Gusaoshu road transformation engineering, the paper explores massive concrete temperature alteration law. According to massive concrete temperature change law, it controls massive concrete at various phases, with a view to better guide continuous massive concrete construction.
massive concrete, temperature, construction technology
1009-6825(2015)18-0090-02
2015-04-18
焦玉俊(1973- )，男，高级工程师； 王朋林(1985- )，男，工程师
TU755
A
