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摘要：在建筑施工中大体积混凝土浇筑普遍常见，由于水泥水化热产生的温度应力，大体积混凝土易出现混凝土温度裂缝。为了防止和避免这种裂缝的产生，在混凝土原材料的选择和配合比的确定两方面进行控制，以保证大体积混凝土工程的施工质量。
关键词：大体积混凝土；混凝土配合比；温度控制
随着国民经济和建筑技术的飞速发展，建筑规模不断扩大，大型现代化技术设施和构筑物不断增多，而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰性强等优点，日渐受到人们的欢迎，于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。在大体积混凝土施工准备过程中，混凝土原材料的选择和配合比的确定十分重要，合理的选择可有效地降低混凝土浇筑块体因水泥水化热引起的升温，达到降低温度应力和防止混凝土开裂的作用。同时在施工过程中对混凝土浇注体内的温度进行严格控制，从而保证混凝土工程施工完毕后不出现质量问题。
1原材料选择
1.1水泥
配制混凝土所用的水泥，应符合现行的国家标准：《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥》（GB1344-1999）。当采用其他品种水泥时，其性能指标必须符合有关标准的要求。同时应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土，当混凝土的强度等级为C20及以上时，宜采用32.5MPa的矿渣硅酸盐水泥；也可用42.5MPa水泥，但在用量上要加强控制。对大体积混凝土所用的水泥，应进行水化热测定，水泥水化热的测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法（直接法）》（GB/T2022-1980）配制，混凝土所用的水泥7d的水化热宜不大于250kJ/kg。
1.2骨料
粗骨料种类应按基础设计的要求确定，其质量应符合现行标准《普通混凝土用砂、石及检验方法标准》（JCJ52-2006）的规定外，其含泥量应不大于1.5%。
采用高炉重矿渣碎石作为粗骨料时，其质量应符合现行标准《混凝土用高炉重矿碴碎石技术条件》（YBJ20584）的规定，且含粉尘（粒径小于0.08mm）量不应大于1.5%。
细骨料宜采用天然砂，其质量应符合现行标准《普通混凝土用砂、石及检验方法标准》（JGJ52-2006）的规定。也可以采用岩石破碎筛分后的产品，其质量与有害物质含量应符合现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52-2006)的有关规定。
1.3外加剂及混合料
混凝土中掺用的外加剂及混合料的品种和掺量，应通过实验确定；所用外加剂的质量应符合现行《混凝土外加剂质量标准》（GB8076-1997）的要求，混凝土外加剂的应用，应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的规定；当混凝土掺入粉煤灰时，其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）的规定；其应用应符合部标《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（JGJ28-86）的规定。
当使用其他材料作为混合料时，其质量和使用方法应符合有关标准的要求。特别注意外加剂对收缩的影响。新型外加剂，不经工程试点取得成熟资料，建议不应大面积推广。
2混凝土配合比确定
2.1工艺要去
大体积混凝土配合比的确定，在保证基础工程设计所规定的强度、耐久性要求和满足施工工艺要求的工艺特性的前提下，应遵循合理使用材料，减少水泥用量和降低混凝土的绝热升温的原则。
对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使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配合比确定
大体积混凝土配合比的确定：混凝土配合比应通过计算和适配确定，对泵送混凝土尚应进行试泵送；混凝土配合比设计方法应按现行的《普通混凝土配合比设计技术规程》（JGJ55-2000）执行；混凝土的强度应符合国家现行的《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）的有关规定；在确定混凝土配合比时，尚应根据混凝土的绝热温升值，温度及裂缝控制的要求提出必要的砂、石料和板或用水的降温，入模温度控制的技术措施。
3大体积混凝土工程施工控制
3.1温度控制
大体积混凝土工程的温控施工核心，是从大体积混凝土施工的各个环节控制混凝土浇筑块体内部温度及其变化，以达到控制混凝土浇筑块体浇筑裂缝的目的。大体积混凝土配合比选择时应考虑的是施工用混凝土配合比在满足设计要求及施工工艺要求的前提下，应尽量减少水泥用量，以降低混凝土的绝热温升，这样就可以使混凝土浇筑后的里外温差和降温速度控制的难度降低，也可以降低养护的费用。用降低水泥量的方法来降低混凝土的绝热温升值，这是大体积混凝土配合比选择时所具有的特殊性。
为控制好混凝土裂缝控制，施工中采取的措施如下：
1）确保混凝土入模温度控制在14℃与25℃内，并尽可能降低混凝土入模温度，从而满足大体积混凝土浇筑的要求；通过各种措施加速和改善模内的温度算发，从而将其内部温度。当混凝土凝结后，在上面覆盖保温保湿材料进行养护，使混凝土缓慢降温充分发挥混凝土徐变特性。在混凝土周边设置支撑架立杆安排测温孔对其温度进行监控，根据位置分布进行编号，为更准确对温度进行测量，在每个测温点一般采用三个不同深度进行测量。
混凝土测温控制指标采用混凝土养护温度低于30℃，内部温度低于25℃，混凝土降温速度低于1.5℃/d。混凝土浇筑后即对其进行测温记录，在初始阶段每两小时测一次，施工完成3天内，4小时测温一次，3天至8天，6小时测温一次，8至5天，8小时测温一次，15至30天，12小时测温一次，并同时对室温和混凝土表面温度进行监测，如果环境温度与混凝土温差达到25℃时，需对混凝土及时进行养护，如果温差过大，需对混凝土表面进行保湿处理，控制好混凝土表面温度。
3.2施工工艺
混凝土采用搅拌站集中搅拌拖式泵泵送入模。严格按配合比拌制，外加剂配比及掺量准确。混凝土浇筑前应对钢筋、预埋件、埋管、模板、钢筋保护层垫块进行检查，发现问题马上整改。还应将模板内垃圾、钢筋上杂物、油污等清除干净。混凝土振捣要密实，分层灌筑厚度不超过振动棒长的1.25倍，在振捣上层时，应插入下层50mm左右，以消除两层之间的接缝，操作时，要做到快插慢拨。振动器的插点采用交错式均匀排列，插点间距不大于1.5R(R为振动器的作用半径)，每一插点的振捣时间一般为20~30秒并以表面出现浮浆和不再沉落为准。使用振动器时，振动器距离模板不大于振捣器作用半径的0.5倍，并且不能靠板振動，并且还应避免碰撞钢筋、埋件、埋管等。对有埋件、埋管的部位，浇筑时应控制好混凝土上升速度，使其均匀上升，以保证埋件、埋管在浇筑过程中不发生位移或歪斜。
为防止模板侧压力过大，沿高度方向浇捣速度控制在4m/小时。混凝土浇筑过程中，不能强振或过振。为此采用由汽机基座大方向浇筑并采用斜面分层浇筑的方法(坡度不大于1/5)，见下图。每个浇筑层范围及厚度根据浇筑能力计算确定为250mm，在满足不出现冷缝的条件下，尽可能扩大浇筑范围，有利散热。
4工程实例
某项目施工中，有18台大型设备基础，每台设备基础混凝土量均在400m3以上，最大的达1680 m3，混凝土厚度均在2m以上，最大厚度达到4.82m，根据设计需要，混凝土浇筑采用连续不间断进行，防止混凝土施工裂缝。本文结合笔者在施工现场的经验，谈谈混凝土温度裂缝控制措施：
1）散热孔法
由于本施工中混凝土厚度大，在基础施工时，钢筋绑扎的时候设置了Φ50散热孔，散热孔间距约1000mm，布置方式采用梅花形安排，钢管直接插入基础底部、钢管上部高出基础上表面100mm，沿钢管高度方向每间距500打Φ20的孔，以便于传热。
2）水冷法
在基础内部沿水平方向每1米（梅花形）预埋￠20的焊管，利用冷却水管内流通的制冷水带走大体积混凝土内部积聚的水泥水化热，削减水化热温升。这在个别有条件的基础施工中进行了采用，效果良好。
基础混凝土内掺入毛石。部分设备基础混凝土浇灌中，加入了混凝土总量15%—20%的毛石，这样可减少混凝土用量，减少水泥水化热。毛石的掺量要控制好，一般不要超过混凝土总体积的20%，若掺多了，会降低混凝土强度。施工中需注意毛石投放要均匀、分散。
设置构造钢筋。对于基础深度超过3米的，施工时采用基础沿水平面在基础中部设置Φ12@200（双向）的构造钢筋，以增强混凝土的抗拉性能。
螺栓孔内蓄水降温。因大型设备基础内有一定数量的预留螺栓孔洞，基础浇灌完成后，在螺栓孔内蓄满水，以达到降温的目的。
分层浇灌法。混凝土浇灌时，分层浇灌、每层厚度控制在500-600mm。
该项目施工完成后除基础表面出现一些微裂缝外，未见贯穿性裂缝，经过对设备安装前设备基础的预压（加载重量约为混凝土重量的2.5倍），及设备基础的沉降观测，未见不均匀沉降，设备基础强度、整体性良好，目前大部分设备已投入使用已20个多月，基础未出现问题。
5结束语
大体积混凝土工程施工过程中，既要做好混凝土配合比的确定，又要选择好原材料，同时也要做好大体积混凝土工程施工过程中的温度控制，这样才能有效保证大体积混凝土施工的工程质量要求。
关键词：大体积混凝土；混凝土配合比；温度控制
随着国民经济和建筑技术的飞速发展，建筑规模不断扩大，大型现代化技术设施和构筑物不断增多，而混凝土结构以其材料廉价物美、施工方便、承载力大、可装饰性强等优点，日渐受到人们的欢迎，于是大体积混凝土逐渐成为构成大型设施或构筑物主体的重要组成部分。在大体积混凝土施工准备过程中，混凝土原材料的选择和配合比的确定十分重要，合理的选择可有效地降低混凝土浇筑块体因水泥水化热引起的升温，达到降低温度应力和防止混凝土开裂的作用。同时在施工过程中对混凝土浇注体内的温度进行严格控制，从而保证混凝土工程施工完毕后不出现质量问题。
1原材料选择
1.1水泥
配制混凝土所用的水泥，应符合现行的国家标准：《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）、《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥》（GB1344-1999）。当采用其他品种水泥时，其性能指标必须符合有关标准的要求。同时应优先采用水化热低的矿渣水泥配制大体积混凝土，当混凝土的强度等级为C20及以上时，宜采用32.5MPa的矿渣硅酸盐水泥；也可用42.5MPa水泥，但在用量上要加强控制。对大体积混凝土所用的水泥，应进行水化热测定，水泥水化热的测定按现行国家标准《水泥水化热实验方法（直接法）》（GB/T2022-1980）配制，混凝土所用的水泥7d的水化热宜不大于250kJ/kg。
1.2骨料
粗骨料种类应按基础设计的要求确定，其质量应符合现行标准《普通混凝土用砂、石及检验方法标准》（JCJ52-2006）的规定外，其含泥量应不大于1.5%。
采用高炉重矿渣碎石作为粗骨料时，其质量应符合现行标准《混凝土用高炉重矿碴碎石技术条件》（YBJ20584）的规定，且含粉尘（粒径小于0.08mm）量不应大于1.5%。
细骨料宜采用天然砂，其质量应符合现行标准《普通混凝土用砂、石及检验方法标准》（JGJ52-2006）的规定。也可以采用岩石破碎筛分后的产品，其质量与有害物质含量应符合现行标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》(JGJ52-2006)的有关规定。
1.3外加剂及混合料
混凝土中掺用的外加剂及混合料的品种和掺量，应通过实验确定；所用外加剂的质量应符合现行《混凝土外加剂质量标准》（GB8076-1997）的要求，混凝土外加剂的应用，应符合现行国家标准《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）的规定；当混凝土掺入粉煤灰时，其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596-2005）的规定；其应用应符合部标《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》（JGJ28-86）的规定。
当使用其他材料作为混合料时，其质量和使用方法应符合有关标准的要求。特别注意外加剂对收缩的影响。新型外加剂，不经工程试点取得成熟资料，建议不应大面积推广。
2混凝土配合比确定
2.1工艺要去
大体积混凝土配合比的确定，在保证基础工程设计所规定的强度、耐久性要求和满足施工工艺要求的工艺特性的前提下，应遵循合理使用材料，减少水泥用量和降低混凝土的绝热升温的原则。
对配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；既要使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配合比确定
大体积混凝土配合比的确定：混凝土配合比应通过计算和适配确定，对泵送混凝土尚应进行试泵送；混凝土配合比设计方法应按现行的《普通混凝土配合比设计技术规程》（JGJ55-2000）执行；混凝土的强度应符合国家现行的《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）的有关规定；在确定混凝土配合比时，尚应根据混凝土的绝热温升值，温度及裂缝控制的要求提出必要的砂、石料和板或用水的降温，入模温度控制的技术措施。
3大体积混凝土工程施工控制
3.1温度控制
大体积混凝土工程的温控施工核心，是从大体积混凝土施工的各个环节控制混凝土浇筑块体内部温度及其变化，以达到控制混凝土浇筑块体浇筑裂缝的目的。大体积混凝土配合比选择时应考虑的是施工用混凝土配合比在满足设计要求及施工工艺要求的前提下，应尽量减少水泥用量，以降低混凝土的绝热温升，这样就可以使混凝土浇筑后的里外温差和降温速度控制的难度降低，也可以降低养护的费用。用降低水泥量的方法来降低混凝土的绝热温升值，这是大体积混凝土配合比选择时所具有的特殊性。
为控制好混凝土裂缝控制，施工中采取的措施如下：
1）确保混凝土入模温度控制在14℃与25℃内，并尽可能降低混凝土入模温度，从而满足大体积混凝土浇筑的要求；通过各种措施加速和改善模内的温度算发，从而将其内部温度。当混凝土凝结后，在上面覆盖保温保湿材料进行养护，使混凝土缓慢降温充分发挥混凝土徐变特性。在混凝土周边设置支撑架立杆安排测温孔对其温度进行监控，根据位置分布进行编号，为更准确对温度进行测量，在每个测温点一般采用三个不同深度进行测量。
混凝土测温控制指标采用混凝土养护温度低于30℃，内部温度低于25℃，混凝土降温速度低于1.5℃/d。混凝土浇筑后即对其进行测温记录，在初始阶段每两小时测一次，施工完成3天内，4小时测温一次，3天至8天，6小时测温一次，8至5天，8小时测温一次，15至30天，12小时测温一次，并同时对室温和混凝土表面温度进行监测，如果环境温度与混凝土温差达到25℃时，需对混凝土及时进行养护，如果温差过大，需对混凝土表面进行保湿处理，控制好混凝土表面温度。
3.2施工工艺
混凝土采用搅拌站集中搅拌拖式泵泵送入模。严格按配合比拌制，外加剂配比及掺量准确。混凝土浇筑前应对钢筋、预埋件、埋管、模板、钢筋保护层垫块进行检查，发现问题马上整改。还应将模板内垃圾、钢筋上杂物、油污等清除干净。混凝土振捣要密实，分层灌筑厚度不超过振动棒长的1.25倍，在振捣上层时，应插入下层50mm左右，以消除两层之间的接缝，操作时，要做到快插慢拨。振动器的插点采用交错式均匀排列，插点间距不大于1.5R(R为振动器的作用半径)，每一插点的振捣时间一般为20~30秒并以表面出现浮浆和不再沉落为准。使用振动器时，振动器距离模板不大于振捣器作用半径的0.5倍，并且不能靠板振動，并且还应避免碰撞钢筋、埋件、埋管等。对有埋件、埋管的部位，浇筑时应控制好混凝土上升速度，使其均匀上升，以保证埋件、埋管在浇筑过程中不发生位移或歪斜。
为防止模板侧压力过大，沿高度方向浇捣速度控制在4m/小时。混凝土浇筑过程中，不能强振或过振。为此采用由汽机基座大方向浇筑并采用斜面分层浇筑的方法(坡度不大于1/5)，见下图。每个浇筑层范围及厚度根据浇筑能力计算确定为250mm，在满足不出现冷缝的条件下，尽可能扩大浇筑范围，有利散热。
4工程实例
某项目施工中，有18台大型设备基础，每台设备基础混凝土量均在400m3以上，最大的达1680 m3，混凝土厚度均在2m以上，最大厚度达到4.82m，根据设计需要，混凝土浇筑采用连续不间断进行，防止混凝土施工裂缝。本文结合笔者在施工现场的经验，谈谈混凝土温度裂缝控制措施：
1）散热孔法
由于本施工中混凝土厚度大，在基础施工时，钢筋绑扎的时候设置了Φ50散热孔，散热孔间距约1000mm，布置方式采用梅花形安排，钢管直接插入基础底部、钢管上部高出基础上表面100mm，沿钢管高度方向每间距500打Φ20的孔，以便于传热。
2）水冷法
在基础内部沿水平方向每1米（梅花形）预埋￠20的焊管，利用冷却水管内流通的制冷水带走大体积混凝土内部积聚的水泥水化热，削减水化热温升。这在个别有条件的基础施工中进行了采用，效果良好。
基础混凝土内掺入毛石。部分设备基础混凝土浇灌中，加入了混凝土总量15%—20%的毛石，这样可减少混凝土用量，减少水泥水化热。毛石的掺量要控制好，一般不要超过混凝土总体积的20%，若掺多了，会降低混凝土强度。施工中需注意毛石投放要均匀、分散。
设置构造钢筋。对于基础深度超过3米的，施工时采用基础沿水平面在基础中部设置Φ12@200（双向）的构造钢筋，以增强混凝土的抗拉性能。
螺栓孔内蓄水降温。因大型设备基础内有一定数量的预留螺栓孔洞，基础浇灌完成后，在螺栓孔内蓄满水，以达到降温的目的。
分层浇灌法。混凝土浇灌时，分层浇灌、每层厚度控制在500-600mm。
该项目施工完成后除基础表面出现一些微裂缝外，未见贯穿性裂缝，经过对设备安装前设备基础的预压（加载重量约为混凝土重量的2.5倍），及设备基础的沉降观测，未见不均匀沉降，设备基础强度、整体性良好，目前大部分设备已投入使用已20个多月，基础未出现问题。
5结束语
大体积混凝土工程施工过程中，既要做好混凝土配合比的确定，又要选择好原材料，同时也要做好大体积混凝土工程施工过程中的温度控制，这样才能有效保证大体积混凝土施工的工程质量要求。