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摘要：随着建筑施工技术飞速发展，现代建筑中经常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，其主要特点是体积大，表面小，水泥水化热释放较集中，内部温升较快。当混凝土内外温差较大时，会产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上加以分析，来保证施工的质量。
关键词：大体积混凝土 施工工艺配合比温控
Abstract: with the rapid development of construction technology, modern buildings often involves the mass concrete construction, such as high-rise building foundation, large equipment foundation, water conservancy DAMS and other, its main characteristic is big volume, the surface is small, the cement hydration heat release concentrate, internal temperature rise faster. When concrete large temperature difference inside and outside, will produce temperature crack, affecting the structure and normal use, so must fundamentally to analyze and to ensure the quality of construction.
Keywords: mass concrete mixing construction process temperature control
中图分类号：TV544+.91 文献标识码：A 文章编号：
前言
大体积混凝土结构是指现浇混凝土结构的几何尺寸较大，且必须采用技术措施以避免水泥水化热及体积变化引起裂缝的结构。目前，随着经济建设的发展，为了充分利用有限的土地资源，高层建筑结构应用已日渐广泛，对建筑施工技术带来新的挑战。随着建筑高度越来越高，高层建筑底板厚度越来越厚，在工程施工中，底板由于温度应力极易产生裂缝，为此，应采取有效措施防止裂缝的产生和发展。在这样的情况下，由于大体积混凝土在施工灌注时采取阶梯式的平面和跑道式的灌注方法，可有效地降低大体积混凝土的升温，克服了混凝土中产生的冷缝现象。因此，本文将重点谈谈高层建筑大体积混凝土施工工艺。
一、大体积混凝土的配合比设计
1.1 水泥的选用：应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
1.2 粗细骨料：粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。
1.3 减水劑：为满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。除加入减水剂外，有些混凝土还要根据需要加入其他外加剂，如引气剂、膨胀剂、泵送剂等。
1.4 除以上3点外，还要适当降低原材料的温度。
二、大体积混凝土的浇筑与振捣
浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：
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。这种方案适用于结构平面尺寸不太大，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。
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层。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凝，又可以从第二段依次分层浇筑。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。
2.3 斜面分层。要求斜面坡度不大于1/3，适用于结构长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，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，震动器也相应跟上。
三、混凝土的温控措施
3.1 水化热温升控制措施
混凝土升温时间较短，根据工程实践，一般在浇筑后的二至三天内，混凝土弹性模量低、基本处于塑性与弹塑性状态，约束应力很低。当水化热温升至峰值后，水化热能耗尽，继续散热引起温度下降，随着时间逐渐衰减，延续10余天至30余天。作为工程预控指标，可采取保温与降温措施的有：1）采用冰水配制混凝土，或混凝土厂址配置有深水井，采用冰凉的井水配置；2）粗细骨料均搭设遮阳棚，避免日光曝晒；3）选用低水化热的P.O.普硅水泥，并利用掺合料减少水泥单方用量。
3.2 混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。
3.3 采用内部降温法降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，还有常见的投毛石法，均可有效控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。
3.4 保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。
四、施工注意事项
4.1 大体积混凝土浇筑完毕后，由于水泥水化热作用所放出的热量使混凝土内部的温度不断上升，混凝土表面和内部温差很大，表面与内部混凝土收缩不一致，产生很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度和弹性模量很低，因此极易出现混凝土的表面裂缝。复季要采取降温措施，冬季要保温，减少混凝土内外温差。在原有厚大的老混凝土或岩石地基上浇筑大体积混凝土基础墙体时，必须设置隔离措施，避免产生收缩缝又称外约束裂缝。
4.2 处理水化热的措施
⑴采用水化热较低的水泥（如矿渣硅盐水泥），并且要储备足够数量的同一品种水泥。
⑵在保证混凝土等级的前提下，使用适当的缓凝减水剂，减少水泥用量，降低水灰比，以减少水化热。
⑶采用石子浇水、搅拌水中加冰块降温等办法，降低混凝土入摸温度。如果在热天浇筑混凝土时，宜设置简易遮阳装置。
⑷选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。
⑸分层浇筑混凝土，每层厚度不宜大于300mm，以加快热量散发，并使温度分布较均匀，同时也便于振捣密实。上层混凝土覆盖要在下要在下层混凝土初凝之前进行。
⑹预埋冷却水管，用循环水降低混凝土温度，进行人工导热。
⑺在岩石地基或厚大的老混凝土层上浇筑大体积混凝土时，可在岩石地基或老混凝土层上浇沥青胶并撒铺5mm厚砂子， 或铺二层沥青油毡纸，以消除或减少约束作用。
4.3 产品保护
⑴大体积混凝土浇筑后，必须进行监测，专人检测表面温度与结构中心温度，测温时间不少于14天，前7天每隔4小时测温一次， 后7天每隔8小时测温一次，测温过程中如发现温差大于25°C时（ 重要结构20°C）要采取有效措施，如覆盖保温等，当温差少于25°C时， 可停止测温。
⑵大体积混凝土浇筑时，易使钢筋产生位移，因此浇筑混凝土过程中应随时复核钢筋的位置，并采取措施，以保证位置正确。
⑶混凝土初凝后即覆盖湿润的麻包袋。
⑷混凝土养护不少于14天后，才允许下一工序施工。
五、结束语
综上所述，高层建筑大体积混凝土施工中，应控制好其对原材料的要求，选择适宜的水泥、粗细骨料、粉煤灰及外加剂，并在此基础上，采用科学的施工措施，严格控制好混凝土的浇筑温度，加强混凝土的养护等。只要这样，才能防止高层建筑大体积混凝土出现裂缝，并可保证工程的施工质量。大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，如何采取更好的方法来降低混凝土的水化热，掺和料的用量该如何控制，混凝土原材料的温度是否可以再降低？这些都有待于在施工实践中进一步积累经验，采取有效措施，使大体积混凝土浇筑中出现的开裂问题能得到更好的解决。
参考文献
[1] 卢云峰.高层建筑地下室钢筋混凝土裂缝的成因和控制[J].中国科技博览,2009(32):316.
[2] 邓小芳.浅谈某房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10):69-70.
[3] 陈裕新.浅析钢筋混凝土裂缝的预防和控制[J].中国高新技术企业,2009(11):178.
[4] 张进才,王利,陈倩.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009(4):149-150.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：大体积混凝土 施工工艺配合比温控
Abstract: with the rapid development of construction technology, modern buildings often involves the mass concrete construction, such as high-rise building foundation, large equipment foundation, water conservancy DAMS and other, its main characteristic is big volume, the surface is small, the cement hydration heat release concentrate, internal temperature rise faster. When concrete large temperature difference inside and outside, will produce temperature crack, affecting the structure and normal use, so must fundamentally to analyze and to ensure the quality of construction.
Keywords: mass concrete mixing construction process temperature control
中图分类号：TV544+.91 文献标识码：A 文章编号：
前言
大体积混凝土结构是指现浇混凝土结构的几何尺寸较大，且必须采用技术措施以避免水泥水化热及体积变化引起裂缝的结构。目前，随着经济建设的发展，为了充分利用有限的土地资源，高层建筑结构应用已日渐广泛，对建筑施工技术带来新的挑战。随着建筑高度越来越高，高层建筑底板厚度越来越厚，在工程施工中，底板由于温度应力极易产生裂缝，为此，应采取有效措施防止裂缝的产生和发展。在这样的情况下，由于大体积混凝土在施工灌注时采取阶梯式的平面和跑道式的灌注方法，可有效地降低大体积混凝土的升温，克服了混凝土中产生的冷缝现象。因此，本文将重点谈谈高层建筑大体积混凝土施工工艺。
一、大体积混凝土的配合比设计
1.1 水泥的选用：应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。
1.2 粗细骨料：粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。
1.3 减水劑：为满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。除加入减水剂外，有些混凝土还要根据需要加入其他外加剂，如引气剂、膨胀剂、泵送剂等。
1.4 除以上3点外，还要适当降低原材料的温度。
二、大体积混凝土的浇筑与振捣
浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：
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。这种方案适用于结构平面尺寸不太大，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。
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层。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凝，又可以从第二段依次分层浇筑。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。
2.3 斜面分层。要求斜面坡度不大于1/3，适用于结构长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑工艺，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，震动器也相应跟上。
三、混凝土的温控措施
3.1 水化热温升控制措施
混凝土升温时间较短，根据工程实践，一般在浇筑后的二至三天内，混凝土弹性模量低、基本处于塑性与弹塑性状态，约束应力很低。当水化热温升至峰值后，水化热能耗尽，继续散热引起温度下降，随着时间逐渐衰减，延续10余天至30余天。作为工程预控指标，可采取保温与降温措施的有：1）采用冰水配制混凝土，或混凝土厂址配置有深水井，采用冰凉的井水配置；2）粗细骨料均搭设遮阳棚，避免日光曝晒；3）选用低水化热的P.O.普硅水泥，并利用掺合料减少水泥单方用量。
3.2 混凝土拆模时，混凝土的温差不超过20℃。其温差应包括表面温度、中心温度和外界气温之间的温差。
3.3 采用内部降温法降低混凝土内外温差。内部降温法是在混凝土内部预埋水管，通入冷却水，降低混凝土内部最高温度。冷却在混凝土刚浇筑完时就开始进行，还有常见的投毛石法，均可有效控制因混凝土内外温差而引起的混凝土开裂。
3.4 保温法是在结构外露的混凝土表面以及模板外侧覆盖保温材料（如草袋、锯木、湿砂等），在缓慢的散热过程中，使混凝土获得必要的强度，以控制混凝土的内外温差小于20℃。
四、施工注意事项
4.1 大体积混凝土浇筑完毕后，由于水泥水化热作用所放出的热量使混凝土内部的温度不断上升，混凝土表面和内部温差很大，表面与内部混凝土收缩不一致，产生很大的拉应力，而混凝土的早期抗拉强度和弹性模量很低，因此极易出现混凝土的表面裂缝。复季要采取降温措施，冬季要保温，减少混凝土内外温差。在原有厚大的老混凝土或岩石地基上浇筑大体积混凝土基础墙体时，必须设置隔离措施，避免产生收缩缝又称外约束裂缝。
4.2 处理水化热的措施
⑴采用水化热较低的水泥（如矿渣硅盐水泥），并且要储备足够数量的同一品种水泥。
⑵在保证混凝土等级的前提下，使用适当的缓凝减水剂，减少水泥用量，降低水灰比，以减少水化热。
⑶采用石子浇水、搅拌水中加冰块降温等办法，降低混凝土入摸温度。如果在热天浇筑混凝土时，宜设置简易遮阳装置。
⑷选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含泥量，降低水灰比，加强振捣，以提高混凝土的密实性和抗拉强度。
⑸分层浇筑混凝土，每层厚度不宜大于300mm，以加快热量散发，并使温度分布较均匀，同时也便于振捣密实。上层混凝土覆盖要在下要在下层混凝土初凝之前进行。
⑹预埋冷却水管，用循环水降低混凝土温度，进行人工导热。
⑺在岩石地基或厚大的老混凝土层上浇筑大体积混凝土时，可在岩石地基或老混凝土层上浇沥青胶并撒铺5mm厚砂子， 或铺二层沥青油毡纸，以消除或减少约束作用。
4.3 产品保护
⑴大体积混凝土浇筑后，必须进行监测，专人检测表面温度与结构中心温度，测温时间不少于14天，前7天每隔4小时测温一次， 后7天每隔8小时测温一次，测温过程中如发现温差大于25°C时（ 重要结构20°C）要采取有效措施，如覆盖保温等，当温差少于25°C时， 可停止测温。
⑵大体积混凝土浇筑时，易使钢筋产生位移，因此浇筑混凝土过程中应随时复核钢筋的位置，并采取措施，以保证位置正确。
⑶混凝土初凝后即覆盖湿润的麻包袋。
⑷混凝土养护不少于14天后，才允许下一工序施工。
五、结束语
综上所述，高层建筑大体积混凝土施工中，应控制好其对原材料的要求，选择适宜的水泥、粗细骨料、粉煤灰及外加剂，并在此基础上，采用科学的施工措施，严格控制好混凝土的浇筑温度，加强混凝土的养护等。只要这样，才能防止高层建筑大体积混凝土出现裂缝，并可保证工程的施工质量。大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，如何采取更好的方法来降低混凝土的水化热，掺和料的用量该如何控制，混凝土原材料的温度是否可以再降低？这些都有待于在施工实践中进一步积累经验，采取有效措施，使大体积混凝土浇筑中出现的开裂问题能得到更好的解决。
参考文献
[1] 卢云峰.高层建筑地下室钢筋混凝土裂缝的成因和控制[J].中国科技博览,2009(32):316.
[2] 邓小芳.浅谈某房屋建筑工程钢筋混凝土裂缝产生原因及防治[J].大众科技,2009(10):69-70.
[3] 陈裕新.浅析钢筋混凝土裂缝的预防和控制[J].中国高新技术企业,2009(11):178.
[4] 张进才,王利,陈倩.浅谈钢筋混凝土裂缝的成因及预防[J].科学之友,2009(4):149-150.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。