何海輝

北京渡業(yè)商業(yè)管理有限公司 北京 100000

1 工程概況

根據(jù)《建筑施工手冊(cè)》大體積混凝土指的是最小斷面尺寸大于1m 以上的混凝土結(jié)構(gòu)。砼澆筑后水泥的水化熱很大，由于砼體積大聚集在內(nèi)部的水泥水化熱不容易散發(fā)，砼的內(nèi)部溫度將顯著升高，使砼內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果溫差的表面拉應(yīng)力超過此時(shí)的砼極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在砼表面產(chǎn)生裂縫。因此，箱型大基礎(chǔ)底板在混凝土澆筑前，應(yīng)對(duì)大體積混凝土澆筑全過程進(jìn)行有效控制和防止裂縫產(chǎn)生[1]。

2 混凝土內(nèi)部最高溫度

混凝土因水泥水化熱升溫而達(dá)到的最高溫度與混凝土的絕熱溫升有關(guān)。在沒有任何熱損耗的情況下，水泥和水化合作產(chǎn)生的反應(yīng)熱，全部轉(zhuǎn)化為升溫后的最后溫度稱為絕熱最高升溫。絕熱升溫隨時(shí)間上升規(guī)律由下式?jīng)Q定：

T（t）=WQ0（1-e-mt）/CR

其中：W：每立方米砼的水泥用量；

Q0：單位水泥28 天是累計(jì)水化熱；

C：砼的比熱；

R：砼的密度；

T：砼的齡期；

M：常數(shù)，與水泥品種、澆筑時(shí)溫度有關(guān)。

3 控制大體積混凝土升溫階段溫差的措施

3.1 降低水泥水化熱引起的混凝土內(nèi)部最高溫升

選用低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥，試驗(yàn)資料統(tǒng)計(jì)表明：選用強(qiáng)度等級(jí)為42．5MPa 的硅酸鹽水泥，比選用同等的礦渣硅酸鹽水泥3d 內(nèi)水化熱平均升溫5--8℃。根據(jù)混凝土配合比設(shè)計(jì)理論和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，粗骨料采用連續(xù)級(jí)配較大粒徑石子5-31．5mm 的碎石，在相同配合比情況下，每立方米混凝土減少水泥用量20kg?？梢允够炷辆哂休^好的和易性及較高的抗壓強(qiáng)度。所以在考慮混凝土具可泵性的條件下，盡可能選擇連續(xù)級(jí)配較大粒徑石子。細(xì)骨料采用粗砂，要求通過0．315mm 篩子（砂子不少于15%）能有效減少混凝土的收縮。

3.2 摻外加劑和外摻料

大體積混凝土中摻加的外加劑主要是木質(zhì)素磺酸鈣。它對(duì)水泥顆粒有明顯的分散效應(yīng)，并能使水的表面張力降低。同時(shí)在泵送混凝土中摻入水泥質(zhì)量的0．2%-0．3%，它不僅能使混凝土的和易性明顯的改善，而且可減少10% 左右的拌和水。混凝土28d 的強(qiáng)度可提高10%-20%。此外在混凝土中摻入粉煤灰可以代替部分水泥，達(dá)到降低水化熱的目的（粉煤灰的水化熱，一般相當(dāng)于礦渣水泥的1/5 左右，粉煤灰的摻入可改善混凝土的可塑性，從而改善混凝土的可泵性）。

3.3 合理選擇混凝土澆筑方案

車庫底板混凝土施工采用了分段分層踏步式推進(jìn)的澆筑方法，每層厚度為500mm 左右，由于混凝土坍落度較大，第一層混凝土由于有下層鋼筋網(wǎng)，混凝土尚能按方案施工，但到了上面兩層，當(dāng)振搗器插入后，混凝土斜淌可達(dá)1:6-1:7 的自然坡度。因此原有的踏步難以完成，只有采用 “分段定點(diǎn)，一個(gè)坡度薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂” 的方法。這種方法施工簡便，但易產(chǎn)生漏振。施工中在每個(gè)澆筑帶的前后布置兩道振動(dòng)器，第一道布置在混凝土的卸料點(diǎn)，主要解決上部混凝土的搗實(shí)，第二道布置在混凝土坡腳處，確保下部混凝土的密實(shí)。

3.4 改進(jìn)混凝土的振搗工藝

對(duì)澆筑后未初凝的混凝土進(jìn)行二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗骨料，水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋之間的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減小混凝土內(nèi)部微裂，增加混凝土的密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高10%—20%，從而提高混凝土的抗裂性。混凝土二次振搗有嚴(yán)格的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，二次振搗的恰當(dāng)時(shí)間是指砼振搗后尚能恢復(fù)到塑性狀態(tài)的時(shí)間。這是二次振搗的關(guān)鍵，又稱為振動(dòng)界限。當(dāng)將運(yùn)轉(zhuǎn)著的振動(dòng)棒從起自身的重力逐漸插入砼中進(jìn)行振搗時(shí)，如果砼仍然可恢復(fù)塑性的程度，即振動(dòng)棒小心拔出時(shí)砼仍然能自行閉合，而不會(huì)在砼中留下孔洞，這時(shí)施加的振搗是適宜的，實(shí)踐證明施工中的二次振搗是很有效的[2]。

3.5 砼的泌水處理和表面溫度

砼在澆筑振搗中，上涌的泌水和浮漿順砼坡面下流到孔底，通過側(cè)面模板底部開孔將泌水排出基坑。當(dāng)砼大坡面的坡角接近頂端模板時(shí)，改變砼澆筑方向形成集水坑。及時(shí)用水泵將水排出，提高砼質(zhì)量，減少表面裂縫。對(duì)大體積砼表面實(shí)行保溫潮濕養(yǎng)護(hù)，使其保持一定溫度，是防止砼內(nèi)部和外表面產(chǎn)生過大的溫度差而引起表面裂縫的有效措施。

4 大體積砼溫度應(yīng)力計(jì)算

根據(jù)《 建筑施工手冊(cè)》 第四冊(cè)和大體積砼施工標(biāo)準(zhǔn)（GB50496-2018），混凝土在早期硬化階段，因溫度變化而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，可由下式計(jì)算：

5 混凝土重點(diǎn)控制期的容許抗拉強(qiáng)度的確定

根據(jù)《混凝土手冊(cè)》（第一分冊(cè)）三天的混凝土抗拉強(qiáng)度為1．5N/mm2，七天的抗拉強(qiáng)度為2．7N/mm2，分別占28 天抗拉強(qiáng)度3．2N/mm2的46．9% 和84．4%。

根據(jù)大體積砼施工標(biāo)準(zhǔn)（GB50496-2018），砼抗拉強(qiáng)度可以按下式計(jì)算：

6 大體積砼的養(yǎng)護(hù)

砼養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度，養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度控制一般有兩種方法：一種是降溫法，即在砼澆筑成型前，人為地降低入模溫度，或成型后通過循環(huán)冷卻水降溫，從結(jié)構(gòu)的內(nèi)部進(jìn)行降溫控制。另一種是保溫法，砼成型后，通過保溫材料、蓄水等方法提高砼表面及四周散熱的溫度從結(jié)構(gòu)物的外部進(jìn)行控制。從監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，上述方案的實(shí)施達(dá)到了預(yù)期的溫控要求。工程實(shí)踐也表明，薄膜加草袋的保溫保濕方法是一項(xiàng)簡單、經(jīng)濟(jì)、有效的措施[3]。

7 結(jié)語

大體積砼施工溫度控制，涉及到施工材料的選取、原材料質(zhì)量、砼運(yùn)輸、氣象條件、施工工藝、管理水平、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、養(yǎng)護(hù)條件等諸多方面。為了控制裂縫的產(chǎn)生應(yīng)著重從控制溫升、延緩降溫速度、提供砼極限抗拉強(qiáng)度、改善約束條件和進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)造等方面采取措施。但這些措施不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互制約；必須結(jié)合實(shí)際、統(tǒng)籌規(guī)劃、合理調(diào)配、精心組織才能收到良好效果。