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[摘 要]大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的内外温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择、施工工艺控制、后期混凝土养护等有关环节做好充分的准备工作，才能使大体积混凝土实体内外質量得到保证。
[关键词]大体积混凝土；水泥水化热； 配合比； 温度
中图分类号：TV331 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0134-01
一、工程简介
大体积混凝土施工规范里面定义：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有还裂缝产生的混凝土。大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的内外温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择、施工工艺控制、后期混凝土养护等有关环节做好充分的准备工作，才能使大体积混凝土实体内外质量得到保证。本工程主跨承台部分已超过规范要求，属于大体积混凝土构件施工。
二、施工配合比选择
1.材料的选择：所有选择的原材料均按批进行抽检，达到规范及设计要求后方使用于工程部位中。
（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，使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，因此确定采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥。经试验抽检筛选，最终确定采用冀东水泥厂生产的“盾石”牌P.S32.5水泥。
（2）细骨料：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，降低混凝土温度，并可减少混凝土收缩。经试验抽检筛选，采用九山砂场产的中砂，细度模数为2.8，含泥量为1.5%。
（3）粗骨料：选用粒径较大、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。因此，采用正兴碎石场二级配碎石，粒径分别为5-16mm、16-31.5mm，含泥量均不大于1%。取样试验对两种碎石进行颗粒级配筛分后，根据试验结果中各粒径的累积筛余量，按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）及《建筑用碎石、卵石》（GB14685-2001）中对累积筛余量的要求，按比例对两种碎石进行掺合。经验证，按比例掺合后的碎石级配满足规范及设计中对5-31.5mm连续级配碎石的要求，适合使用于本工程的大体积混凝土构件中。
（4）粉煤灰：配制混凝土掺用粉煤灰不仅可以取代部分水泥、减少水泥用量、降低成本，而且可以改善混凝土拌和物的和易性、可泵性等，还可以改善硬化混凝土的一些力学性能，提高混凝土的抗渗性能。尤其是应用于大体积混凝土中，因其取代了部分水泥，可显著降低混凝土中因水泥水化热而引起的内外温度差，防止混凝土表面产生裂缝。经筛选，采用唐山徒河发电厂产Ⅱ级粉煤灰。
（5）外加剂：掺加适量的减水剂，它可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热。采用缓凝型的减水剂，则可以延缓水泥的水化反应，错过水泥水化热释放的高峰期。经对比筛选，采用天津津航外加剂厂生产的MF-4高效缓凝减水剂。
2.施工配合比的选择：施工配合比不仅要考虑混凝土的经济性、实用性，更应考虑大体积混凝土施工中对温度要求的决定性因素。
（1）常规混凝土配合比的设计：按照图纸对混凝土强度的要求，根据《普通混凝土配合比设计规程》，计算常规混凝土试配所需要的水灰比、水泥用量、砂率等要素，确定每方混凝土中水泥、砂、碎石、水的用量；
（2）粉煤灰的替代：根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》要求，选择大体积混凝土中粉煤灰的取代方法、取代系数，计算每方混凝土中水泥、粉煤灰、砂、碎石、水的用量；
（3）减水剂的使用量：根据减水剂使用说明中厂家推荐的使用量及《混凝土外加剂》规范中对减水剂使用量的要求，选择合适的减水剂使用量；
（4）混凝土试配：根据以上所计算出的每方混凝土材料使用量，进行室内混凝土试配。同时，按照已有配比中的水灰比，分别上调和下降0.2进行同步试配；
（5）施工配合比的选择：在试配混凝土达到龄期后，在经济性、实用性及温度要求的前提下，选择即混凝土强度满足设计要求、又水泥使用量最低的配合比用于大体积混凝土构件的施工中。
三、施工工艺的控制
1.降温水管及测温管的埋设：根据构件的体积，合理安排横向及纵向的降温水管。同时，合理安排构建内部测温点及测温管长度的布置，以便在后期混凝土的养护期间，能够准确的掌握混凝土构件内部各部位的温度，指导混凝土内部的降温。
2.混凝土的浇筑：混凝土浇注采用多点同时进行，逐步向前推进的方法。根据构件的面积，计算浇筑点数，划出每点的浇筑区域。在混凝土出料口及混凝土流动前锋处分别配置一个混凝土振动棒，引导混凝土流动形成一个扇形，这样既能保证混凝土浇注的均匀性，又能够使早期水泥水化热得到充分的散发。同时，在前一层混凝土初凝之前，及时对第二层混凝土进行浇筑，以保证混凝土的连续性与一体性。
3.早期裂缝的防治：在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施，防止混凝土的早期裂缝的产生。
4.混凝土构件的覆盖：在混凝土构件达到脚踩无脚印的时候，及时对构件表面进行覆盖，采用一层土工布、一层草帘、一层塑料布包裹，防止混凝土表面水分的散失。
四、混凝土养护及降温
混凝土的养护是大体积混凝土浇注过程中的最重要环节，养护是否到位，测温是否及时，直接决定了构件内在及外在质量的好坏。
1.外部混凝土的洒水养护：在构件外塑料包裹内定时喷洒适量养护水，使外表面混凝土保持湿润，而又不形成破坏构件的流动水；
2.内部混凝土的降温保护：在浇筑前预埋的降温水管内循环注入降温用水，使混凝土内部的水化热能够及时排出。同时根据每个时段所监测的混凝土内部温度，控制降温水的温度，防止在降温水管周围形成裂缝环。
五、温度监控
对大体积混凝土温度的监控，贯穿于整个混凝土搅拌、浇注及养护过程中，尤其是在后期混凝土养护中，温度监控数据起着决定性作用。
1.混凝土搅拌过程中温度的控制：严格控制各种原材料的温度，同时，对搅拌完成的混凝土进行每车一测并记录，为混凝土的入模温度提供参考。
2.混凝土浇注过程中温度的控制：测量每一车混凝土的入模温度，使其控制在规范要求范围之内，并同时对环境温度进行检测。
3.混凝土养护期间温度的控制：养护期温度的控制必须严格执行。在养护期间，定人定点定时对混凝土内部及表面温度进行检测。如果混凝土内外温度较大，则及时从降温水管内循环冷却水，降低混凝土内部的温度，使内外温度差控制在范围之内。同时，随时对冷却水进行温度检测。如果冷却用水温度与混凝土内部相差太大，则会人为的在降温水管四周形成裂缝环，造成降温水管附近混凝土开裂。所以必须对冷却用水进行温度监控及处理，使其与内部混凝土的温度差控制在范围之内，使混凝土内部的降温循序进行。
六、结束语
实践证明，只要严格控制混凝土的温度，即从原材料选择上精心准备、施工过程中严格控制、养护过程中实时监测，完全能够有效防止大体积混凝土裂缝的产生。
参考文献
[1] 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000），刘吉士等.
[2] 《建筑用碎石、卵石》（GB14685-2001），陈家珑等.
[3] 《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000），韩素芳等.
[关键词]大体积混凝土；水泥水化热； 配合比； 温度
中图分类号：TV331 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）15-0134-01
一、工程简介
大体积混凝土施工规范里面定义：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有还裂缝产生的混凝土。大体积混凝土的施工技术要求较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的内外温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择、施工工艺控制、后期混凝土养护等有关环节做好充分的准备工作，才能使大体积混凝土实体内外质量得到保证。本工程主跨承台部分已超过规范要求，属于大体积混凝土构件施工。
二、施工配合比选择
1.材料的选择：所有选择的原材料均按批进行抽检，达到规范及设计要求后方使用于工程部位中。
（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，使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，因此确定采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥。经试验抽检筛选，最终确定采用冀东水泥厂生产的“盾石”牌P.S32.5水泥。
（2）细骨料：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，降低混凝土温度，并可减少混凝土收缩。经试验抽检筛选，采用九山砂场产的中砂，细度模数为2.8，含泥量为1.5%。
（3）粗骨料：选用粒径较大、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。因此，采用正兴碎石场二级配碎石，粒径分别为5-16mm、16-31.5mm，含泥量均不大于1%。取样试验对两种碎石进行颗粒级配筛分后，根据试验结果中各粒径的累积筛余量，按照《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）及《建筑用碎石、卵石》（GB14685-2001）中对累积筛余量的要求，按比例对两种碎石进行掺合。经验证，按比例掺合后的碎石级配满足规范及设计中对5-31.5mm连续级配碎石的要求，适合使用于本工程的大体积混凝土构件中。
（4）粉煤灰：配制混凝土掺用粉煤灰不仅可以取代部分水泥、减少水泥用量、降低成本，而且可以改善混凝土拌和物的和易性、可泵性等，还可以改善硬化混凝土的一些力学性能，提高混凝土的抗渗性能。尤其是应用于大体积混凝土中，因其取代了部分水泥，可显著降低混凝土中因水泥水化热而引起的内外温度差，防止混凝土表面产生裂缝。经筛选，采用唐山徒河发电厂产Ⅱ级粉煤灰。
（5）外加剂：掺加适量的减水剂，它可有效地增加混凝土的流动性，且能提高水泥水化率，增强混凝土的强度，从而可降低水化热。采用缓凝型的减水剂，则可以延缓水泥的水化反应，错过水泥水化热释放的高峰期。经对比筛选，采用天津津航外加剂厂生产的MF-4高效缓凝减水剂。
2.施工配合比的选择：施工配合比不仅要考虑混凝土的经济性、实用性，更应考虑大体积混凝土施工中对温度要求的决定性因素。
（1）常规混凝土配合比的设计：按照图纸对混凝土强度的要求，根据《普通混凝土配合比设计规程》，计算常规混凝土试配所需要的水灰比、水泥用量、砂率等要素，确定每方混凝土中水泥、砂、碎石、水的用量；
（2）粉煤灰的替代：根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》要求，选择大体积混凝土中粉煤灰的取代方法、取代系数，计算每方混凝土中水泥、粉煤灰、砂、碎石、水的用量；
（3）减水剂的使用量：根据减水剂使用说明中厂家推荐的使用量及《混凝土外加剂》规范中对减水剂使用量的要求，选择合适的减水剂使用量；
（4）混凝土试配：根据以上所计算出的每方混凝土材料使用量，进行室内混凝土试配。同时，按照已有配比中的水灰比，分别上调和下降0.2进行同步试配；
（5）施工配合比的选择：在试配混凝土达到龄期后，在经济性、实用性及温度要求的前提下，选择即混凝土强度满足设计要求、又水泥使用量最低的配合比用于大体积混凝土构件的施工中。
三、施工工艺的控制
1.降温水管及测温管的埋设：根据构件的体积，合理安排横向及纵向的降温水管。同时，合理安排构建内部测温点及测温管长度的布置，以便在后期混凝土的养护期间，能够准确的掌握混凝土构件内部各部位的温度，指导混凝土内部的降温。
2.混凝土的浇筑：混凝土浇注采用多点同时进行，逐步向前推进的方法。根据构件的面积，计算浇筑点数，划出每点的浇筑区域。在混凝土出料口及混凝土流动前锋处分别配置一个混凝土振动棒，引导混凝土流动形成一个扇形，这样既能保证混凝土浇注的均匀性，又能够使早期水泥水化热得到充分的散发。同时，在前一层混凝土初凝之前，及时对第二层混凝土进行浇筑，以保证混凝土的连续性与一体性。
3.早期裂缝的防治：在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施，防止混凝土的早期裂缝的产生。
4.混凝土构件的覆盖：在混凝土构件达到脚踩无脚印的时候，及时对构件表面进行覆盖，采用一层土工布、一层草帘、一层塑料布包裹，防止混凝土表面水分的散失。
四、混凝土养护及降温
混凝土的养护是大体积混凝土浇注过程中的最重要环节，养护是否到位，测温是否及时，直接决定了构件内在及外在质量的好坏。
1.外部混凝土的洒水养护：在构件外塑料包裹内定时喷洒适量养护水，使外表面混凝土保持湿润，而又不形成破坏构件的流动水；
2.内部混凝土的降温保护：在浇筑前预埋的降温水管内循环注入降温用水，使混凝土内部的水化热能够及时排出。同时根据每个时段所监测的混凝土内部温度，控制降温水的温度，防止在降温水管周围形成裂缝环。
五、温度监控
对大体积混凝土温度的监控，贯穿于整个混凝土搅拌、浇注及养护过程中，尤其是在后期混凝土养护中，温度监控数据起着决定性作用。
1.混凝土搅拌过程中温度的控制：严格控制各种原材料的温度，同时，对搅拌完成的混凝土进行每车一测并记录，为混凝土的入模温度提供参考。
2.混凝土浇注过程中温度的控制：测量每一车混凝土的入模温度，使其控制在规范要求范围之内，并同时对环境温度进行检测。
3.混凝土养护期间温度的控制：养护期温度的控制必须严格执行。在养护期间，定人定点定时对混凝土内部及表面温度进行检测。如果混凝土内外温度较大，则及时从降温水管内循环冷却水，降低混凝土内部的温度，使内外温度差控制在范围之内。同时，随时对冷却水进行温度检测。如果冷却用水温度与混凝土内部相差太大，则会人为的在降温水管四周形成裂缝环，造成降温水管附近混凝土开裂。所以必须对冷却用水进行温度监控及处理，使其与内部混凝土的温度差控制在范围之内，使混凝土内部的降温循序进行。
六、结束语
实践证明，只要严格控制混凝土的温度，即从原材料选择上精心准备、施工过程中严格控制、养护过程中实时监测，完全能够有效防止大体积混凝土裂缝的产生。
参考文献
[1] 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000），刘吉士等.
[2] 《建筑用碎石、卵石》（GB14685-2001），陈家珑等.
[3] 《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000），韩素芳等.