大体积混凝土施工论文

1、大体积混凝土施工与措施摘要：简要介绍了建筑 建筑大体积砼的特点及对大体积砼砼工程的研究中 所取得的成就 ,介绍了大体积砼结构裂缝产生的原因 ,并以材料、施工、设计、 和维护四个方面进行综合解决 ,并提出了预防和和减少砼裂缝的一般方法 和施工中所要注意的几个问题。关键词：大体积砼、裂缝、预防、控制目录一、建筑工程大体积混凝土的特性 第2页二、大体积混凝土的施工 第4页三、防止大体积混凝土裂缝的主要措施 第9页四、小结第12页五、 参考文献第14页、建筑工程大体积混凝土的特性对于大体积混凝土，目前国内尚无一个确切的定义。日本建筑学会标准（JASS5）规定：结构断面最小厚度在80 cm以上，同时水化

2、热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25C 的混凝土，称为大体积混凝土” 。美国混凝土学会（ ACI ）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土， 其尺寸之大，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂”。近十几年来，由于高层建筑的发展，其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土,具有以下几个特点：（ 1）混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多；（2）结构断面内配筋较多，整体性要求较高；（3）基础结构大多埋置地下，虽然受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。因此，如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提

3、高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性 能，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题。对大体积混凝土的温度控制，目前国内尚无正式规定，过去曾提出内外温差应控制在20 C 以内 ,近年来南方一些地区规定控制在 25 C以内。宝钢工程的大体积混凝土施工， 温度控制在30 C从 国内的施工实践来看：混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热在100 cm以上，水化热引起的混凝土内外最高温差预计超过 25 C的混凝土结构， 可按大体积混凝土施工。80 年代以来，在全国一些大城市相继建造了一批高层建筑和高耸构筑物。这些建筑物的基础， 都采用了大体积混凝土，通过这些工程

4、的实践，促进了大体积混凝土施工技术的发展。对大体积混凝土工程的研究，取得不少成就，主要是：（ 1）在设计上，为改善大体积混凝土的内外约束条件以及结构薄弱环节的补强，提出了行之有效的措施。（ 2）在施工技术上，从选料，配合比设计、施工方法，施工季节的选定和测温养护等，采取一些 综合性的措施，有效地克服了大体积混凝土的裂缝。（ 3）在施工组织管理上，为了解决大体积混凝土一次浇筑量大的问题，在精心组织、协调指挥下 采用了集中搅拌、罐车运输、泵送混凝土等技术。二、大体积混凝土的施工材料要求1. 水泥（ 1）在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥（发热量270290kJ

5、/kg ）、严禁使用安定性不合格的水泥。（ 2）由于大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进 场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。2. 骨料(1) 粗骨料。碎石和卵石均可，并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量，可参照表5-7-13选用。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应=1%泵送大体积混凝土粗骨料最大粒径(mm)管道直径(m)100125150砾石304050碎石253040(2) 细骨料。宜选用粗砂或中砂，含泥量应W3%。当采用泵送混凝土时，其细度模数以2.

6、62.8为宜。控制细砂以0.3 mm筛孔的通过率为1530% ; 0.15 mm筛孔的通过率为 510%。(3) 粉煤灰。为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。粉煤灰应符合技术 条件103 56的要求，其烧失量应 15% , SO3应40%，并应对水泥无不良反应。(4) 外加剂。为了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。配合比设计1. 基本要求(1) 设计配合比时尽量利用混凝土60天或90天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必 须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。(2) 混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。一般要

7、求水泥用量宜控制在 260300kg/m3。 水灰比应W 0.6。砂率应控制在 0.330.37 (泵送时宜为0.40.45) o坍落度应根据配合比要求严加 控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在1014 cm为宜。2. 设计步骤按现行混凝土结构工程施工及验收规范执行。施工准备工作大体积混凝土施工前的准备工作，除按一般混凝土施工前必须进行的物质准备、机具准备、技术准备和现场准备外，应根据其施工的特殊性， 做好附属材料和辅助设备的准备工作，如冰、冰水箱(池)、真空吸水设备、水泵、测温设备等。尤其要做好施工方

8、案的编制工作。其编制的原则和主要内容如下：1. 编制的原则(1) 在保证结构整体性的原则下，采用分层分块浇筑时，尽量减少浇筑块在硬化过程中的内外约 束，分层的时间间隔做到既有利于散热，又考虑到底层对上层的约束。(2) 控制内外温差，加强养护，防止产生贯通裂缝和其它有害裂缝。2. 编制的主要内容(1) 根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施。(2) 通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料加热或降温的措施。(3) 确定混凝土搅拌，运输和浇筑的方案。(4) 制订混凝土的保温方案。(5) 明确对混凝土的测温方案。(6) 有关保证工程质量、方案。施工工艺（1） 大体积混凝土的施

9、工，一般宜在低温条件下进行，即最高气温W30oC时为宜。气温大于 30o C时，应周密分析和计算温度（包括收缩）应力，并采取相应的降低温差和减少温度应力的措施。（2） 混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比，其重量允许误差为：水泥、外掺合料土2% ; 粗、细骨料+3% ;水、外加剂溶液+2%。混凝土的搅拌时间，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般应不少于 1.52min。雨季施工期间，应勤测粗细骨料的含水量，并随时调整用水量和粗 细骨料用量。（3）搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点，入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰 浆流失、坍落度变化等现象，如发生离析现象，必须进行人工二次

10、拌合后方可入模。（4）混凝土浇筑要点如下：1）大体积混凝土的浇筑，应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土 供应条件等具体情况，选用以下三种方法： 全面分层。即将整个结构浇筑层分为数层浇筑，当已浇筑的下层混凝土尚未凝结时，即开始浇 筑第二层，如此逐层进行，直至浇筑完成。这种方法适用于结构平面尺寸不太大的工程。一般长方 形底板宜从短边开始， 沿长边推进浇筑；亦可从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。 分段（块）分层。适用于厚度较薄而面积或长度较大的工程。施工时从底层一端开始浇筑混凝土，进行到一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其它各层。 斜面分层：适用于结构的长度超过厚

11、度三倍的工程，振捣工作应从浇筑层的底层开始，逐渐上移，以保证分层混凝土之间的施工质量。2） 当基础底板厚度超过1.3m时，应采取分层浇筑。分层厚度宜为0.61.0m。对于大块底板，在平面上应分成若干块施工，以减少收缩和温度应力，有利于控制裂缝，一般分块最大尺寸宜为30m左右。3）为了减少大体积混凝土底板的内外约束，浇筑前宜在基层设置滑移层。为了减少分块间后浇缝 处钢筋的连接约束，应将钢筋的连接设置在后浇缝处。设置滑移层可采取以下做法： 在基层设置沥青油毡层或其它类似做法； 利用防水层上的保护层在其早期强度较低时，浇筑底板大体积混凝土； 在岩基等基层上铺设 250 mm厚级配砂石层，作为缓冲层。

12、4） 分层浇筑时，上层钢筋的绑扎应在下层混凝土经一定养护其强度达到1.2N/mm 2,混凝土表面温度与混凝土浇筑后达到稳定时的室外温度之在25oC以下时（即Tb-Tq W 25oC）进行。5） 为了加强分层浇筑层间的结合，可以采取在下层混凝土表面设置键槽的办法。键槽可用100X 100m的木方每隔1m左右留设。6）分层浇筑间隔的时间，应以混凝土表面温度降至大气平均温度为好，即水化热温峰值以后，一般为35天，因此间隔时间以大于5天为宜。7）暑期施工时，必须采取有效措施降低混凝土内部的实际温度（Tmax ）： 降低混凝土入模浇筑温度如拌和水中掺入冰块、使用冷却水作拌合用水、砂石采取遮阳措施和喷冷水

13、降温等； 骨料中掺入适量毛石； 掺入适量的粉煤灰。拌砼水用冰量可按下式（使用3m水箱，每台搅拌可按用水量为1m3/h，混凝土浇筑温度 Ti=30oC, 要求拌合水降至5oC）计算：P=7.51.125（tw10）式中 P 用率，占拌合水的百分率（ %）；tw降温前水温（o C） o8）为了防止混凝土发生离析，当混凝土的自由倾落高度超过 2m 时，应采用串筒，溜槽下落。串筒 和漏斗的布置应根据浇筑面积、 浇筑速度和铺平混凝土的能力确定， 一般其间距不得大于 3m。9） 混凝土应采用机械振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，在振捣过程中，宜将振动棒上下略有抽动，以使一下振动均匀。每点振捣时间一般

14、以2030s为宜，但还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛出灰浆为准。分层浇筑时，振捣棒应插入下层5 cm左右，以消除两层之间的接缝。振捣时要防止振动模板，并应尽量避免碰撞钢筋、管道、预埋件等。每振捣完一段，应随即用铁锹 摊平拍实。10）混凝土养护的时间和方法为： 养护时间：为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇筑完毕后，应在 12h 内加以覆盖和浇水。具体要求是：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不 得少于 14 天；矿渣水泥，火山灰质水泥、大坝水泥、矿渣大坝水泥拌制的混凝土不得少于21 天。 养护方法：大体积混凝土养护方法，分降温法和

15、保温法两种。降温法，即在混凝土浇筑成型后， 用蓄水、洒水或喷水养护；保温法是在混凝土成型后，使用保温材料覆盖养护（如塑料薄膜、草袋 等）及薄膜养生液养护，可视具体条件选用。夏季施工时，砼一般可使用草袋覆盖、洒水、喷水养护或喷刷养生液养护。 冬期施工时，由于环境气温较低，一般可利用保温材料以提高浇筑的混凝土表面和四周温度，减少 混凝土的内外温差。另外亦可使用薄膜养生液、塑料薄膜等封闭料，来封闭混凝土中多余拌合水， 以实现混凝土的自养护。但应选用低温下成膜性能好的养生液。养生液要求涂刷均匀，最好能互相 垂直地涂刷两道，或用农用喷雾器进行喷涂。11）混凝土测温。为了掌握大体积混凝土的升温和降温的变化

16、规律以及各种材料在各种条件下的湿 度影响，需要对混凝土进行温度监测控制。 测温点的布置必须内有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为 500800伽；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.55m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的6 10倍，则测温点的布置，距边角的表面应大于 50伽。采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温 度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。 测温制度在混凝土温度上升阶段每 2 4h 测一次，温度下降阶段每 8h 测一次，同时应测

17、大气温度。所有测温孔均应编号，进行混凝土内部不同深度和表面温度的测量。 测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对混凝土 施工和质量的控制依据。 测温工具的选用为了及时控制混凝土内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握混凝土温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热电偶测温时，还应配合普 通温度计，以便进行校验。在测温过程中，当发现温度差超过 25oC 时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土 产生温差应力和裂缝。施工中注意的几个问题1. 泌水和浮浆问题大体积混凝土施工，由于混凝土采取分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长（一般

18、为1.53h,即控制在凝结前） ，因此各浇筑层易产生泌水层，采用泵送混凝土施工时，尤为严重。解决的办法是， 可在结构四周侧模的底部开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排走，或利用正式设计的集水坑或 人为的“水潭” ，将多余水分集中后用专门的软轴泵或隔膜泵抽水排出。对于墙体等竖向结构，可 用调整配合比和坍落度的办法解决。2. 后浇缝的留置与处理 大体积混凝土施工中，合理的分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围；同时也可利用浇 筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。另外，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作 需要。但接缝的处理必须满足防止渗漏水的要求。后浇缝的设置和处理如设计无规定时，其

19、间距一般为2030m，缝宽1m，可在后浇缝形成 40d后封闭，冬期可适当延长。封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用比原设计砼强度 提高一级补偿收缩混凝土（亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂）将缝灌密实。3. 模板工程 大体积混凝土施工时，模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力，因此必须保证模板及其 支撑体系的可靠性，防止模板产生过大的变形。对于大体积混凝土的模板， 不能完全套用一般常规方法进行配置， 而应根据实际受力情况， 对模板、 立柱、拉杆以及支撑系统的所有构件，都要进行设计计算，争取足够的安全储备。由于大体积混凝土对模板的刚度要求较高，在有条件时，宜优先使用钢模板。采用木模

20、时，浇筑混凝土前应充分湿润，防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。三、防止大体积混凝土裂缝的主要措施（ 1）合理选择混凝土的配合比，尽量选用水化热低和安定性好的水泥，并在满足设计强度要求的 前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热。从实践经验看，水泥用量控制在450kg/m3是可以防止裂缝出现的。（2）控制石子、砂子的含泥量不超过 1%和 3%。（ 3）根据施工季节的不同，可分别采用降温法和保温法施工。夏季主要用降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水， 一般温度可控制在 510oC,在浇筑混凝土后采用冰水养护降温， 但要注意水温 和混凝土温度之差不超过 20oC,或采用覆盖材料养护。 冬季

21、可以采用保温法施工， 利用保温模板和 保温材料防止冷空气侵袭，以达到减小混凝土内外温差的目的。（ 4）采用分层分段法浇筑混凝土。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。还可采用二次 振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结良好。也可采用 在下层混凝土面上预留沟槽，以加强上下层混凝土的连接。（5）作好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过25oC。（ 6）在混凝土中掺加少量磨细的粉煤灰和减水剂，以减少水泥用量。也可掺加缓凝剂，推迟水化 热的峰值期。7）掺入适量的微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土的温度应力。（ 8）改善约束条件。根据工程特点，可以采取某些措施，降