论文部分内容阅读
摘要：本文以某工程大体积混凝土浇筑质量控制为例，阐述了通过做好混凝土配合比控制、施工技术措施、测温养护等关键环节施工工程，从而保证大体积混凝土施工质量。
关键词：施工配比；浇筑方案；测温养护
Abstract: In this paper, a project in large volume concrete pouring quality control as an example, expounds the concrete mixture ratio control, through the construction technology measures, temperature conservation of key construction projects, so as to ensure the construction quality of mass concrete.
Keywords: construction proportion；pouring；temperature curing
中图分类号：TV523文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着城市建设的迅猛发展，超高层建筑和重大工程项目施工中，混凝土底板厚度和混凝土一次浇筑量越来越大，这种大体积混凝土的浇筑极易出现因混凝土内部温度应力差引起的温度应力裂缝。如果施工中不加以控制，会产生许多严重的后果。所以，在浇筑大体积混凝土的施工，需要从混凝土配合比、施工技术措施、测温养护等关键环节做好充分的施工控制，才能确保大体积混凝土的质量，本文对大体积混凝土施工中的主要技术难点进行了简要的阐述，提出了控制大体积混凝土施工质量的方法。
1、 应用工程简介
石家庄勒泰中心位于石家庄市核心商圈，是石家庄市标志性工程。其中1#塔楼高179.8m ，2#塔楼高212m，3#塔楼高195m，勁钢混凝土结构。其中1#塔楼混凝土底板厚度2.5m，混凝土9000m3；2#塔楼混凝土底板厚度3.4m，混凝土11000m3，3#塔楼混凝土底板厚度2.8m，混凝土15000m3，集水坑和电梯井位置混凝土厚度达9.5m，混凝土标号C40P8。项目部严格控制原材料质量、混凝土配比、浇筑方案和技术措施、测温养护等关键环节，确保混凝土施工质量。
2、 原材选择和配比
2.1 施工材料选择
2.1.1 水泥的选择：普通硅酸盐水泥早期水化热较高，在大体积混凝土施工中，由于早期水化热的大量产生，引起混凝土内部温度升高，在混凝土内外表面产生一定的温度差，从而形成温度应力。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，一般情况下水泥可选用42.5级的矿渣硅酸盐水泥，但考虑矿渣水泥泌水量大、干燥收缩量大，对表面裂缝的控制不利，且市场上矿渣硅酸盐水泥产品中矿物掺量较大，影响混凝土掺合料的掺量控制，故本工程采用42.5级的普通硅酸盐水泥，将混凝土中矿物掺合料的用量集中在混凝土配合比中进行调配，通过增加混凝土拌合物中矿粉的掺加量来降低水泥用量，减少、降低早期水化热的产生。根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定：普通硅酸盐水泥中掺合料掺量为5%～20%；本工程中采用鹿泉鼎鑫42.5普通硅酸盐。
2.1.2 粗骨料：采用碎石，粒径5～31.5mm，含泥量不大于1%。级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，根据基础结构配筋情况及尽可能选用粒径较大的石子，有利于提高混凝土抗压强度，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。
2.1.3 细骨料：采用中砂，颗粒级配良好，含泥量不大于2.0%。考虑到材料的综合利用，基础底板混凝土中选用正定河砂，但必须保证细集料级配优良，保证混凝土有较好的流动性和保水性，减少混凝土收缩值，防止混凝土表面裂缝的产生。
2.1.4 粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，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，采用普通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20%。低掺量粉煤灰对水化热、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，因此本工程每方混凝土II级粉煤灰用灰量不超过40kg。
2.1.5 外加剂：考虑到大体积混凝土的浇捣要求，混凝土泵送剂的选用首先经过水泥适应性试验，泵送剂的减水率符合混凝土配合比设计要求，掺泵送剂的混凝土凝结时间符合现场施工要求。
2.1.6混凝土用水：本工程混凝土用水为市政自来水，搅拌用水质量符合《混凝土用水》JGJ63-2006要求
2.2混凝土配合比 2.2.1 本工程混凝土采用石家庄众诚混凝土搅拌站的商品混凝
土，供应方根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
2.2.2 混凝土配合比按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002、《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2002、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000及《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2008等规范及有关技术要求进行设计。
2.2.3混凝土配合比设计除满足混凝土强度、抗渗要求外，必须满足混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。
2.2.4 本工程2#底板混凝土总方量最大约11000m3 ,大面厚度3.4m；3#底板混凝土总方量最大约15000m3 ,大面厚度2.8m；混凝土浇筑须一次性连续浇捣完成，配合比设计中应充分考虑水泥早期水化热对混凝土产生的温升效果、分层浇筑上下层混凝土凝结时间，经设计单位同意，现场条件下混凝土的初凝时间控制在15小时左右，混凝土设计强度采用60天标准强度进行评定，以达到减少单方水泥用量、减少早期水化热、降低混凝土内部温升的目的。
2.2.5 混凝土C40P8配比为
3 施工措施
3.1 施工浇筑方案
现按照2#基础底板混凝土浇筑做施工浇筑方案分析：基础底板长60米，宽30米，厚3.4米（局部9.5米），一次性浇注混凝土约11000立方米，属于底板厚度超厚的大体积筏形基础。通过比较分析，现场采用了竖向水平分层逐层浇筑(每层1.1m)、二次振捣的施工方法,在下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性，延长了初凝时间，又克服了第一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性；混凝土浇捣从基础中部开始，逐步向两面扩展的施工顺序，保证所浇捣的混凝土没有冷缝。
3.2 施工技术措施
3.2.1混凝土振捣：
混凝土采用机械振捣棒振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式和交错式均可；插点间距为300～400mm ，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间30s，使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。混凝土分层浇筑及振捣方法见下图。
图4.2.1-1整体分层连续浇筑施工
图4.2.1-2 混凝土振捣点平面布置图
3.2.2 泌水处理
大体积混凝土的表面水泥浮浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水和浮浆，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应设专人用小桶将泌水和浮浆清理。泌水较多时，将水引向低洼边部，然后用小水泵将水抽至附近排水井，保证混凝土质量。
3.2.3 收面处理
大体积混凝土浇筑在最上一层初凝前振捣组要进行二次振捣，以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，增加混凝土的密实度。对振捣后混凝土表面的浮浆和泌水派专人用小勺和筒及时清理，在混凝土终凝前1～2h进行多次抹压处理，并及时覆盖塑料薄膜和草帘，有效避免混凝土表面水分過快散失出现干缩裂缝。
4 温度测控，保温养护
混凝土温度控制主要是及时掌握混凝土内外温差及温度应力，及时调整保温措施，确保三个技术参数：混凝土内外温差小于 25℃、降温速率小于 3℃/d、混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不大于50℃。
4.1温度预测：
4.1.1水泥水化热引起的混凝土最高绝热温升计算：
Tmax=MQ/CP=228×400/0.93×2400=40.86℃
4.1.2混凝土内部中心最高温度值计算：
T（τ） =Tj+T max·ξ=20+40.86=60.86（℃）
4.1.3混凝土表面温度计算：
= Ta +4/H 2（h′+0～0.2）[H -（h′+0～0.2）]（Tm ax - Ta ）
=20+0.353*40.86=34.2℃
T（τ）- Tb= 60.86-34.2=26.7＞25 ℃因此解决办法是在混凝土开始降温时，在其表面覆盖保温材料，使表层混凝土温度提高，达到减小混凝土内表温差的目的。现场采用了盖一层塑料薄膜和一层2 cm厚的防水岩棉被，来减少温差。塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿，既保证了表层混凝土的强度增长，又使前3周的降温阶段不致出现干燥收缩，还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。根据现场测温,调整养护方法,当混凝土表面温度过高，不利于降温时，局部揭开岩棉被加快降温;晚上温度较低时，将岩棉被重新盖上，使混凝土浇筑后3周的降温速度始终较好地控制在1 .3 0C/d－1 .5 0C/ d范围之内，保证了大体积混凝土施工质量。
5 结束语
(1) 大体积混凝土内部温升控制首先应从混凝土的原材料、混凝土配合比着手，通过选择合适的水泥品种、外加剂以降低混凝土自身的水化热及控制早期水化热的产生。 (2) 选择合适的浇筑方案、浇筑顺序，采用合适的施工技术措施，避免冷缝出现，保证混凝土质量。
(3)采取对混凝土内部温升情况进行估算和现场测温相结合的方法，确定合适的养护保温措施。
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格按照施工规范施工，合理组织，认真妥善地作好浇筑完的保温养护工作，大体积混凝土施工质量是完全可以保证的。
关键词：施工配比；浇筑方案；测温养护
Abstract: In this paper, a project in large volume concrete pouring quality control as an example, expounds the concrete mixture ratio control, through the construction technology measures, temperature conservation of key construction projects, so as to ensure the construction quality of mass concrete.
Keywords: construction proportion；pouring；temperature curing
中图分类号：TV523文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
随着城市建设的迅猛发展，超高层建筑和重大工程项目施工中，混凝土底板厚度和混凝土一次浇筑量越来越大，这种大体积混凝土的浇筑极易出现因混凝土内部温度应力差引起的温度应力裂缝。如果施工中不加以控制，会产生许多严重的后果。所以，在浇筑大体积混凝土的施工，需要从混凝土配合比、施工技术措施、测温养护等关键环节做好充分的施工控制，才能确保大体积混凝土的质量，本文对大体积混凝土施工中的主要技术难点进行了简要的阐述，提出了控制大体积混凝土施工质量的方法。
1、 应用工程简介
石家庄勒泰中心位于石家庄市核心商圈，是石家庄市标志性工程。其中1#塔楼高179.8m ，2#塔楼高212m，3#塔楼高195m，勁钢混凝土结构。其中1#塔楼混凝土底板厚度2.5m，混凝土9000m3；2#塔楼混凝土底板厚度3.4m，混凝土11000m3，3#塔楼混凝土底板厚度2.8m，混凝土15000m3，集水坑和电梯井位置混凝土厚度达9.5m，混凝土标号C40P8。项目部严格控制原材料质量、混凝土配比、浇筑方案和技术措施、测温养护等关键环节，确保混凝土施工质量。
2、 原材选择和配比
2.1 施工材料选择
2.1.1 水泥的选择：普通硅酸盐水泥早期水化热较高，在大体积混凝土施工中，由于早期水化热的大量产生，引起混凝土内部温度升高，在混凝土内外表面产生一定的温度差，从而形成温度应力。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，一般情况下水泥可选用42.5级的矿渣硅酸盐水泥，但考虑矿渣水泥泌水量大、干燥收缩量大，对表面裂缝的控制不利，且市场上矿渣硅酸盐水泥产品中矿物掺量较大，影响混凝土掺合料的掺量控制，故本工程采用42.5级的普通硅酸盐水泥，将混凝土中矿物掺合料的用量集中在混凝土配合比中进行调配，通过增加混凝土拌合物中矿粉的掺加量来降低水泥用量，减少、降低早期水化热的产生。根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定：普通硅酸盐水泥中掺合料掺量为5%～20%；本工程中采用鹿泉鼎鑫42.5普通硅酸盐。
2.1.2 粗骨料：采用碎石，粒径5～31.5mm，含泥量不大于1%。级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，根据基础结构配筋情况及尽可能选用粒径较大的石子，有利于提高混凝土抗压强度，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。
2.1.3 细骨料：采用中砂，颗粒级配良好，含泥量不大于2.0%。考虑到材料的综合利用，基础底板混凝土中选用正定河砂，但必须保证细集料级配优良，保证混凝土有较好的流动性和保水性，减少混凝土收缩值，防止混凝土表面裂缝的产生。
2.1.4 粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，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，采用普通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20%。低掺量粉煤灰对水化热、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，因此本工程每方混凝土II级粉煤灰用灰量不超过40kg。
2.1.5 外加剂：考虑到大体积混凝土的浇捣要求，混凝土泵送剂的选用首先经过水泥适应性试验，泵送剂的减水率符合混凝土配合比设计要求，掺泵送剂的混凝土凝结时间符合现场施工要求。
2.1.6混凝土用水：本工程混凝土用水为市政自来水，搅拌用水质量符合《混凝土用水》JGJ63-2006要求
2.2混凝土配合比 2.2.1 本工程混凝土采用石家庄众诚混凝土搅拌站的商品混凝
土，供应方根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
2.2.2 混凝土配合比按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002、《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2002、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000及《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990、《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046-2008等规范及有关技术要求进行设计。
2.2.3混凝土配合比设计除满足混凝土强度、抗渗要求外，必须满足混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。
2.2.4 本工程2#底板混凝土总方量最大约11000m3 ,大面厚度3.4m；3#底板混凝土总方量最大约15000m3 ,大面厚度2.8m；混凝土浇筑须一次性连续浇捣完成，配合比设计中应充分考虑水泥早期水化热对混凝土产生的温升效果、分层浇筑上下层混凝土凝结时间，经设计单位同意，现场条件下混凝土的初凝时间控制在15小时左右，混凝土设计强度采用60天标准强度进行评定，以达到减少单方水泥用量、减少早期水化热、降低混凝土内部温升的目的。
2.2.5 混凝土C40P8配比为
3 施工措施
3.1 施工浇筑方案
现按照2#基础底板混凝土浇筑做施工浇筑方案分析：基础底板长60米，宽30米，厚3.4米（局部9.5米），一次性浇注混凝土约11000立方米，属于底板厚度超厚的大体积筏形基础。通过比较分析，现场采用了竖向水平分层逐层浇筑(每层1.1m)、二次振捣的施工方法,在下层混凝土接近初凝时再进行一次振捣，使混凝土又恢复和易性，延长了初凝时间，又克服了第一次振捣的水分、气泡上升在混凝土中所造成的微孔，亦可克服一次振捣后混凝土下沉与钢筋脱离，从而提高混凝土与钢筋的握裹力，提高混凝土的强度、密实性和抗渗性；混凝土浇捣从基础中部开始，逐步向两面扩展的施工顺序，保证所浇捣的混凝土没有冷缝。
3.2 施工技术措施
3.2.1混凝土振捣：
混凝土采用机械振捣棒振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式和交错式均可；插点间距为300～400mm ，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间30s，使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。混凝土分层浇筑及振捣方法见下图。
图4.2.1-1整体分层连续浇筑施工
图4.2.1-2 混凝土振捣点平面布置图
3.2.2 泌水处理
大体积混凝土的表面水泥浮浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水和浮浆，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应设专人用小桶将泌水和浮浆清理。泌水较多时，将水引向低洼边部，然后用小水泵将水抽至附近排水井，保证混凝土质量。
3.2.3 收面处理
大体积混凝土浇筑在最上一层初凝前振捣组要进行二次振捣，以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，增加混凝土的密实度。对振捣后混凝土表面的浮浆和泌水派专人用小勺和筒及时清理，在混凝土终凝前1～2h进行多次抹压处理，并及时覆盖塑料薄膜和草帘，有效避免混凝土表面水分過快散失出现干缩裂缝。
4 温度测控，保温养护
混凝土温度控制主要是及时掌握混凝土内外温差及温度应力，及时调整保温措施，确保三个技术参数：混凝土内外温差小于 25℃、降温速率小于 3℃/d、混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不大于50℃。
4.1温度预测：
4.1.1水泥水化热引起的混凝土最高绝热温升计算：
Tmax=MQ/CP=228×400/0.93×2400=40.86℃
4.1.2混凝土内部中心最高温度值计算：
T（τ） =Tj+T max·ξ=20+40.86=60.86（℃）
4.1.3混凝土表面温度计算：
= Ta +4/H 2（h′+0～0.2）[H -（h′+0～0.2）]（Tm ax - Ta ）
=20+0.353*40.86=34.2℃
T（τ）- Tb= 60.86-34.2=26.7＞25 ℃因此解决办法是在混凝土开始降温时，在其表面覆盖保温材料，使表层混凝土温度提高，达到减小混凝土内表温差的目的。现场采用了盖一层塑料薄膜和一层2 cm厚的防水岩棉被，来减少温差。塑料薄膜很有效地保证了混凝土表面的潮湿，既保证了表层混凝土的强度增长，又使前3周的降温阶段不致出现干燥收缩，还保证了微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。根据现场测温,调整养护方法,当混凝土表面温度过高，不利于降温时，局部揭开岩棉被加快降温;晚上温度较低时，将岩棉被重新盖上，使混凝土浇筑后3周的降温速度始终较好地控制在1 .3 0C/d－1 .5 0C/ d范围之内，保证了大体积混凝土施工质量。
5 结束语
(1) 大体积混凝土内部温升控制首先应从混凝土的原材料、混凝土配合比着手，通过选择合适的水泥品种、外加剂以降低混凝土自身的水化热及控制早期水化热的产生。 (2) 选择合适的浇筑方案、浇筑顺序，采用合适的施工技术措施，避免冷缝出现，保证混凝土质量。
(3)采取对混凝土内部温升情况进行估算和现场测温相结合的方法，确定合适的养护保温措施。
总之，大体积混凝土是目前施工中应用较多的一项新技术，只要严格按照施工规范施工，合理组织，认真妥善地作好浇筑完的保温养护工作，大体积混凝土施工质量是完全可以保证的。