現如今，隨著建筑行業的發展，大體積混凝土的運用越來越廣泛了。但是在使用過程中也有一定的技巧和注意事項。施工的溫度，表面養護等都是需要注意的。本文是一篇土木工程論文范文，主要論述了大體積混凝土施工溫度驗算與控制技術探討。

　　摘 要：浙江湖州市仁北小區高層住宅建筑，采用樁基及筏板基礎厚度達到1.50m以上，基礎一次性澆筑方量1500 m3以上，屬于大體積混凝土。為了確保大體積混凝的施工質量和安全，采用了雙摻技術、并且充分利用60d砼強度進行配合比設計，通過對大體積砼施工溫度、表面養護層覆蓋厚度計算、砼溫度裂縫的的計算分析，通過采用分層澆筑砼、覆蓋養護、測溫等技術措施，有效地控制了大體積砼的裂縫這個施工通病。

　　關鍵詞：大體積混凝土,混凝土配制,低水化熱,分層澆筑,覆蓋養護,測溫

　　Abstract： Huzhou City， Zhejiang Renhe District high-rise residential buildings north， using pile and raft foundation thickness of 1.50m or more， based on cubic capacity of 1500 m3 one-time pouring over， is a large volume concrete. In order to ensure a large volume concrete construction quality and safety， a dual-doped technology， and take full advantage of 60d concrete mix design strength， through the large volume concrete construction temperature， thickness of the surface layer covering maintenance calculation， concrete calculation of temperature cracks analysis， through the use of hierarchical pouring concrete， covering maintenance， temperature and other technical measures to effectively control the mass concrete construction cracks this common problem. Keywords： mass concrete; concrete preparation; low heat of hydration; hierarchical placement; cover conservation; temperature

　　1.工程概況

　　浙江湖州市仁北小區高層住宅建筑位于湖州仁皇山新區，地下室普遍挖深6m，住宅塔樓基礎為樁筏基礎，樁基為￠1200mm鉆孔灌注樁，基礎底板尺寸為52.30×19.60m，厚度為1.50m，單體住宅筏板基礎砼工程量約為1537m3，砼強度等級為C40，抗滲等級為P8，設計要求采用補償收縮混凝土。

　　2.大體積混凝土配制分析

　　根據基礎結構，分別按照設計的后澆帶單獨劃分施工區域，施工區域內的底板必須一次性連續澆筑成型，基礎底板為大體積砼結構。為了控制砼溫度、避免出現溫度裂縫，我們優化低水化熱砼的配合比，以解決大體積砼裂縫問題。

　　按照《大體積混凝土施工規范》的規定，經設計單位確認，將基礎砼的抗壓強度控制標準由28d改為60d，以此作為砼配合比設計、強度評定以及工程驗收的依據，降低單方砼水泥用量，以降低水化熱。

　　2.1原材料選擇

　　在保證砼體積穩定性和抗裂性能的前提下，選用以下原材料進行檢測和性能對比試驗。

　　(1)水泥。選用水化熱較低的42.5普通硅酸鹽水泥。

　　(2)砂。選用中砂，二類，細度模數2.3―3.0，含泥量小于1%。

　　(3)碎石。使用質地堅硬、級配良好、針片狀顆粒含量少、孔隙率小的5mm-25mm的碎石，含泥量小于3%。

　　(4)摻合料。選用活性指數高、細度適中、燒失量小的二級粉煤灰、S95礦渣微粉。

　　(5)外加劑。選用HEA膨脹劑和TH萘系高效減水劑(泵送劑)。

　　(6)水。選用自來水。

　　2.2配合比試配

　　2.2.1試配方案

　　按照砼設計強度為C40，坍落度為180±30mm，初凝時間為8h，終凝時間為12h。

　　2.2.2攪拌站試驗

　　根據試配方案，在攪拌站進行砼配合比優化試驗。通過多次試驗對比，對砼的包裹性，坍落度損失，終凝時間等各項指標滿足設計要求。實際采用的配合比詳見表1

　　(1)從表可知，砼強度、坍落度、終凝時間方面均能滿足設計要求。

　　(2)通過在標準養護條件養護14d、28d、60d，C40砼分別達到25.60、35.60、48.90Mpa是設計強度的64%、89%、122.5%，完全滿足設計要求。

　　3.大體積混凝土施工溫度與澆筑體表面保溫層、溫度裂縫控制驗算

　　3.1施工溫度計算

　　水泥水化熱引起的絕熱溫升與砼單位體積中水泥用量和水泥品種有關，并隨砼的齡期增長按指數關系增長，砼內部的最高溫度多數發生在澆筑后的3-7天，一般在3-7天接近于最終絕熱溫升，在計算中取t=3。

　　根據根據表1的砼配合比，進行驗算。底板要求選取計算模型為：坍落度180±30mm、砼入模溫度15℃、大氣平均溫度15℃，其他相關數據依據相應的數表查得。

　　本配合比采用P.042.5水泥，最終水化熱380KJ/kg。

　　(1)砼內部最終絕熱溫升Th

　　計算公式為Tmax = [(w×Q)/c・ρ](1-e-mt)] 　　326×323/0.96×2400=45.70℃

　　W――水泥用量，粉煤灰和礦粉用量折減系數取0.25(kg/m3)

　　Q――水泥的水化熱380KJ/kg ，取膠凝材料水化熱kQ0=0.85×380=323KJ/kg

　　C――砼的比熱0.96J/(kg.K)

　　ρ――砼的容量2400kg/m3

　　m――與水泥品種、澆筑時溫度有關的經驗系數，取0.3

　　t――齡期，d

　　(2)砼拌和物的入模澆筑溫度

　　根據湖州的氣候條件，砼澆筑時大氣溫度按17℃計算，入模溫度為25℃。

　　(3)砼內部中心實際最高溫度(℃)Tmax

　　T=Tj+Tmaxξ=25+45.70×0.62=53.33℃

　　Tj――砼入模溫度，取25.0℃

　　ξ――不同齡期水化熱溫升與澆筑塊厚度的關系值，取0.62

　　初步測算砼承臺中心溫度將略高于53.33℃，約為55度―58度之間。

　　(4)砼表層溫度

　　砼澆筑完成三天時的表層溫度：

　　=15+4・0.383・1.883・19.25/2.2662

　　=25.81℃

　　砼表面需控溫度T2=25.81℃

　　施工期間為2013年4月份，所以平均氣溫Tq=15℃

　　(5)砼結構實體內外溫差值：

　　T2-Tq=25.81―15=10.81℃<25℃，符合規范要求;

　　(6)砼表面溫度與環境溫度差值：

　　T3為砼澆筑完成以后3天的最大溫度=50℃，

　　T3-T2=24.19℃<25℃，符合規范要求;

　　3.2砼表面養護層覆蓋厚度計算

　　考慮到實際的情況，作為(Tmax―T2)的計算值

　　草包保溫養護 λx=0.14w/mk

　　砼導熱系數 λ=2.33w/mk

　　傳熱修正值 Kb=1.3

　　草包厚度 d=0.5hλx(T2-Tq)Kb /[λ(Tmax―T2)]

　　=0.5×1.50×0.14×10.81・1.60/2.33×24.19=0.032m

　　采用塑料薄膜+二層草袋進行覆蓋。

　　根據上述計算值，同理可以換算成，在大面積的底板(除去筏板基礎部位、電梯井深承臺部位)可以視天氣情況采用一層草袋覆蓋，在草袋與底板之間用塑料薄膜予以封閉。

　　因此保溫層設計可以滿足砼的養護要求，對于承臺和厚大基礎采用如上的保溫辦法即可。

　　3.3大體積混凝土溫度裂縫控制計算

　　由于砼的貫穿性或深層裂縫，主要是由溫差和收縮引起過大的溫度―收縮應力所造成的，為此對砼溫度應力和收縮應力的安全性進行驗算，以確保基礎底板無危害性裂縫產生，保證底板砼的耐久性可滿足工程質量要求。

　　(1)計算參數的確定

　　砼澆筑后3-7天內外溫差較大，即此齡期的砼溫度應力、收縮應力較大，所以齡期T=3d進行計算，其他參數取值同砼溫控計算的各參數。

　　(2)溫度應力計算

　　σ=ΕtαΔT/(1-υ)S(t)Rk

　　σ―砼的溫度(包括收縮)應力(Mpa)

　　Εt―砼齡期T=3時的彈性模量0.77×104N/mm2

　　α―砼的線膨脹系數，取10×10-6/℃

　　ΔT―砼的最大綜合溫差，按下式計算

　　ΔT=Tj+2/3T(t)+Ty(t)-Tq

　　Tj―砼的澆筑溫度為15℃

　　T(t)―砼在齡期T=3時水化熱絕熱溫升為31.05℃

　　Ty(t) ―砼收縮當量溫差;

　　Tq―砼澆筑時的大氣平均溫度為15℃

　　S(t) ―考慮徐變影響的松弛系數，查表得0.57

　　Rk―砼外約束系數(考慮柱的約束影響，按一般偏上地基計算取Rk =0.70)

　　υ―砼的泊松比取0.15

　　Εt=Eh(1-e-0.09t)=3.25×104×(1- e-0.09×3)

　　=0.77×104 Mpa

　　其中：Eh為C40砼的彈性模量3.25×103Mpa

　　Ty(t) =�Cεy(1-e-0.01t)×M1×M2×M3×…Mn/α

　　=�C3.24×10-4×(1-e-0.03)×1.25×1.35×1.9×1.0÷(10×10-6)

　　=�C2.27×10-1℃

　　其中：εy砼在標準條件下極限收縮值3.24×10-4℃

　　M1、M2、M3、…Mn為不同條件下修整系數，查得。

　　ΔT=Tj+2/3T(t)+Ty(t)-Tq

　　=15+2÷3×31.05-2.27×10-1-10

　　=25.7℃

　　則σ=ΕtαΔT/(1-υ)S(t)×Rk

　　=0.77×104×10×10-6×25.7÷(1-0.15)×0.57×0.70

　　=0.86Mpa*1.15=0.9890Mpa　　由計算可知，砼的抗裂度安全，不需要單獨采取抗裂措施。

　　4.大體積混凝土澆筑以及養護

　　4.1混凝土澆筑

　　大體積砼采用分段分層澆筑方法，利用砼自然流淌形成斜坡，砼澆筑長度應控制在12000mm～16000mm范圍內，如此依次向前澆筑其他各層砼。

　　砼澆筑時逐層水平向前推進，每層澆筑厚度不超過500mm，每層澆筑間隔時間不得超出前一層砼的初凝時間，上層砼澆筑時，振動棒應插入下層砼內不小于50～100mm，在澆筑接茬處應振搗到位。砼自御料口的自由傾落高度不超過2米，超過2米時，應采用串筒或溜槽順導砼，保證砼不發生離析現象。 　　利用泵管或泵管前連接的軟管在底板上皮鋼筋的表面直接布料，在保證砼不出現冷縫的前提條件下，利用軟管左右移動，作扇形狀散布砼，盡量增大砼散布面積，以增加散熱和熱量交換。

　　(1)砼檢查：砼運至現場后由質檢員、專業工長、試驗員對其進行檢查。檢查砼標號、質量、坍落度等是否滿足要求。

　　(2)試驗。砼試驗由試驗員根據規范要求進行砼試塊制作、砼坍落度測試、砼出罐溫度、入模溫度測試等。

　　(3)振搗方法：振動棒移動間距不大于500mm，振搗時間15～30秒，緊插慢拔，而且應插入下層砼50～100mm左右，以消除二層之間的接縫。砼施工采用二次振搗施工技術、控制施工冷縫的產生，保證結構的施工質量。

　　(4)砼找平：為防止底板砼升降溫速度過快形成溫度收縮裂縫和早期脫水造成表面干縮裂縫，澆筑完成后，表面搓平，搓平次數不少于三次。砼澆到底板頂標高后，用2m長木刮杠將砼表面找平，且控制好底板頂標高。然后用木抹子拍打、搓抹兩遍，在砼終凝之前進行收漿壓光、拉毛。

　　4.2大體積混凝土的養護

　　4.2.1大體積砼的養護期間必須嚴格控制其內外溫差，確保不出現有害裂縫，確保砼質量，應根據氣候條件采取控溫措施，將溫差控制在250C的范圍內。

　　4.2.2本工程保溫措施采用2層塑料薄膜和2層麻袋覆蓋，即在砼表面先覆蓋塑料薄膜1層，以封閉砼內水分蒸發的途徑，使砼能在潮濕條件下進行養護以控制干縮裂縫產生，再蓋1層麻袋，以減少砼表面熱量的散發;其上再覆蓋1層塑料薄膜，以達防止雨水滲透的目的。最后覆蓋1層麻袋。覆蓋工作必須嚴格認真貼實，薄膜邊幅之間搭接寬度不少于10cm，麻袋之間變口拼接。

　　4.2.3保溫層在砼強度達到30%后、內外溫差及表面與大氣溫差均小于250C時方可拆除，保溫的拆除分層逐步進行。根據砼中心溫度的計算和積累的氣象資料分析，在砼澆筑完成15天后，室外平均溫度20℃，不保溫即可滿足內外溫差小于25℃的要求，但考慮到裂縫開展有多種因素，因此我們在25天內都對砼進行了保溫養護。

　　5.大體積混凝土測溫方案與結果

　　測溫采用JDC-2型接觸式熱電偶電子測溫儀，為監測砼內外的溫差，使用數字顯示電子測溫計，測溫探頭和測溫線預埋在所澆搗的砼中，其測溫精度為±0.5℃，基礎底板內設測溫點12個，另設大氣溫度測點1個，共計13個測溫點。

　　測溫點位豎向測點布置：

　　在一個平面點位上，一般布置上、中、下三個砼內部測溫點，根據《大體積砼施工技術規范》GB50496-2009的要求：砼澆筑塊體的外表溫度，應以砼外表以內50mm處的溫度為準，塊體底表的溫度，應以砼塊體表面以50mm處的溫度為準。每個測溫孔處的測溫點沿底板厚度布置，位置分別為底板表面、底板厚度的1/2處，且測溫點離鋼筋的距離大于50mm，豎向測溫點位置見圖1。

　　砼澆筑時間為2013年4月9日8：00--4月10日5：00止，測溫系統從2013年4月9日開始實時測試到4月27日結束，歷時18天。

　　測溫情況顯示：砼入模溫度基本在20℃-23℃之間。本工程的砼整個澆筑過程延續了21h。在分層澆筑時，由于上層砼尚未覆蓋，可以最大限度地利用該層砼攤鋪的表面和外界的空氣進行接觸，以充分散熱，而且后續上層新澆筑的溫度較低的砼又吸收了部分熱量。因此有效地降低了水化熱的溫度，從而降低了整個砼的溫度峰值。本工程砼溫度峰值出現在初凝以后60h，即澆筑完成68h，隨后溫升速度放慢，并開始逐步降溫。見表2。

　　6.總結

　　(1)施工實踐證明，通過添加外加劑和摻合料可配置低水化熱砼，在大體積砼中摻入粉煤灰和礦粉等活性摻合料，充分利用活性摻合料的后期強度，可減小水泥用量，并改善砼性能。通過施工管理、材料供應等方面進行有效的技術組合，解決大體積砼裂縫問題是完全可以實現的。

　　(2)在施工中要積極應用《大體積混凝土施工規范》中可以采用60d 的混凝土強度作為混凝土配合比設計以及評定和驗收的依據，可大幅度減少水泥用量，顯著降低混凝土水化熱，并延遲水化熱峰值出現的時間，有利于大體積砼里表溫差的控制，以防止溫度裂縫的出現。

　　土木工程論文發表期刊推薦《廣東土木與建筑》是廣東省建筑科學研究院與廣東省土木建筑學會合辦，涉及土木與建筑多學科的綜合性技術刊物，國內統一刊號為CN44-1386/TU，在全國范圍內公開發行，是我省僅有的幾份擁有正式刊號的土木建筑類期刊之一。本刊主要介紹我省土木與建筑工程領域各專業的新成果、新技術和新信息，旨在通過交流學術思想和技術經驗，對建筑科技的推廣和應用起導向作用。