大体积混凝土施工控制解析

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摘要：大体积混凝土在凝固过程中产生大量的水化热容易使混凝土结构内外产生温差，导致混凝土内部或表面产生裂缝，从而降低混凝土强度、刚度及耐久性等。本文将就减轻或消除大体积混凝土常见病态采取一些行之有效的方法措施。关键词：大体积混凝土，温度，水化热， 养护，控制措施

Abstract: mass concrete during solidification process produce large amounts of the hydration heat easily to make concrete structure produced inside and outside temperature and lead to concrete cracks or surface, and to reduce the strength of concrete, the stiffness and durability. This paper will reduce or eliminate mass concrete common sick to take some effective measures.

Keywords: mass concrete, temperature, the hydration heat, maintenance, control measures

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

一、引言

大体积混凝土施工控制是桥梁承台施工中的重点和难点。本文以贵州省境内厦蓉高速公路巫虾河特大桥主桥承台施工为例就大体积混凝土施工控制作出解析：巫虾河特大桥主桥上部结构为（55+110+55)m预应力混凝土连续刚构；下部结构桥墩为矩形薄壁空心墩、群桩基础；承台结构尺寸为(16×8×6)m。混凝土设计强度等级为C30,单个承台的混凝土数量达768 m3。

二、大体积混凝土产生裂缝的原因

大体积混凝土体积大,热阻大,水泥水化热高,热量聚集在内部不易散发,而其表面散热较快,容易使混凝土内部和表层形成较大温差,导致不均匀的温度变形和温度应力。一旦拉应力超过混凝土的即时抗拉强度,就会在混凝土内部或表面产生裂缝。

三、水化热的控制措施

1、原材料的选择

1.1水泥：

考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便在混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此大桥主桥承台确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为525#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能。

1.2粗骨料：

采用粒径为5~25mm连续级配碎石，含泥量不大于1%。选用粒径稍大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。

1.3细骨料：

采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。

1.4粉煤灰：

本项目承台混凝土的浇筑方式为机械泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在水泥用量的10%以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。

1.5外加剂：

综合项目部质检部门经多次试验结果及过去在其它工程上的使用经验，本次承台混凝土每立方米混凝土加2kg外加剂。外加剂包括防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种的功效。

2、大体积混凝土配合比设计要求

大体积混凝土配合比设计的主要要求是：第一，既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；第二，既要使混凝土具有良好的和易性，又要降低水泥和水的用量。经试配优选，最终混凝土配合比用水量比普通同标号混凝土减少20％左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右。

3、大体积混凝土施工质量控制

3.1 加强混凝土运输过程控制

要求混凝土拌合场每车出厂时出据混凝土标号、坍落度、出厂时间、数量和到达地点的发料单据。抵达现场后，由现场施工人员派专人按程序验收，填写到达时间、混凝土坍落度、目前混凝土有无异常等情况。如混凝土出现离析，必须进行次搅拌。

3.2 制定混凝土浇注方案

大体积混凝土浇注常采用的方法有以下几种：全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层。这种方案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。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑；分段分层。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层。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程；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。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

3.3 加强振捣，确保混凝土的密实

为确保混凝土的均匀和密实，提高混凝土的抗压强度，要求操作人员加强混凝土的振捣，插点均匀排列，按顺序振实不得遗漏，振捣期间距宜取300mm，时间15－30秒为宜，不宜过振，以表面呈现浮浆，平整和不在沉落为准，为了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，尚须进行二次振捣以提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高混凝土的抗裂性，一般间隔20－30分钟进行二次复振，或者是在混凝土经振捣后尚能恢复塑性状态的时间。

3.4 泌水处理与表面处理

由于大体积混凝土浇筑时泌水较多，待混凝土浇至标高时，由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，要求现场施工方用木蟹抹平，防止表面微小裂缝产生，在初凝前再用铁搓板压光，这样可以有效的控制混凝土表面龟裂，增加防水抗裂效果。

4、混凝土温度控制

4.1材料控制

为了降低混凝土的总温升，减少内外温差，控制混凝土出机温度和浇筑温度是一个很重要的措施。对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度，砂次之，水泥的影响较小。因此，具体施工中可采取加冰拌和，砂石料遮阳覆盖，输送管道用草袋包裹洒水降温等技术措施。

4.2设置预埋冷却管

预埋冷却管是降低混凝土浇注温度的有效措施。冷却水管采用直径为25mm的薄壁钢管，按照中心距1.5～3.0m交错排列，水管上下间距一般也为1.5～3.0m，并通过立管相连接。待大体积混凝土初凝并开始散热时从立管的一端灌入冷水，水流经冷却管另一端流出，从而降低大体积混凝土内部的热量，进而减少大体积混凝土内外温差，减少水化热。

5、混凝土养护

大体积混凝土的养护，可根据工程的具体情况，采用薄膜加草袋或蓄水的养护方法。在控制内外温差的前提下，应尽可能推迟保温层开始覆盖的时间。大体积混凝土保温保湿养护中，应对混凝土的内表温度，顶面及底面温度，室外温度进行监测，根据监测结果对养护措施作出相应的调整，确保温控指标的要求。温度测定可采用在每个测温点上埋设测温片。

四、结束语

通过对巫虾河特大桥主桥承台大体积混凝土实施上述控制，经施工完毕后的承台混凝土内实外光，质量良好，经检查未发现温度裂缝，达到了预期的控制效果。