2010年岩土工程师考试：大体积混凝土施工质量控制分析
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摘要：文章分析了大体积混凝土裂缝的成因，提出施工质量控制措施和控温办法，供广大工程技术人员参考。
关键词：大体积混凝土；裂缝；措施；控温
1.前言
国内通常把结构厚度大于1m的称为大体积混凝土。大体积混凝土承受的荷载巨大，结构整体性要求高，如大型设备基础、高层建筑基础底板等。一般要求混凝土整体浇筑，不留施工缝。在混凝土浇筑早期，受水泥水化热的影响，产生较大的温度应力，易产生有害的温度裂缝。
2.大体积混凝土施工的主要问题
（1）泌水现象：由于混凝土分层分段浇筑，使混凝土上下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间产生泌水层，导致混凝土层间粘结力降低。
（2）干燥收缩裂缝：混凝土硬化后，内部的游离水会由表及里逐渐蒸发，导致混凝土相应地产生干燥收缩。在约束条件下，收缩变形导致的收缩应力大于混凝土的抗拉强度时，混凝土就会出现由表及里的干燥收缩裂缝，影响结构的耐久性和承载能力。
（3）温度裂缝：水泥水化过程中产生大量的热量，每克水泥放出502J的热量，如果以水泥用量350—550kg/m3来计算，每m混凝土将放出17500—27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升高，在浇筑温度的基础上，通常升高35℃左右，如果浇筑温度为28℃，则混凝土内部温度将达到65℃左右。如没有降温措施或浇筑温度过高，混凝土内部的温度还会更高。混凝土内部的最高温度大约发生在浇筑后的3—5d，因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以混凝土中心温度高，表面温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力，当这种温度应力超过混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝。
（4）施工冷缝：因大体积混凝土的混凝土浇筑量大，在分层浇筑中，前后分层浇筑的间隔时期没有控制在混凝土的初凝之前，遇到了停电、停水及其它恶劣气候条件等因素的影响，致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。
3.提高混凝土施工质量的措施
针对上述大体积混凝土裂缝的成因，应从控制混凝土升温、降低内外温差、减少收缩等方面采取措施，对本工程我们主要考虑一下几个方面。
3.1从原材料方面
（1）水泥：采用塔牌P.032.5R水泥，强度高，可以降低混凝土水化热，提高早期抗裂能力。
（2）粗骨料：采用连续级配，热膨胀系数较低，强度较高的山兜产的石，以减少混凝土收缩及降低水泥用量。在局部大体积之处，混凝土浇灌过程，当混凝土的和易性和坍落度容许下可掺入2％的石块，减少混凝土用量，从而达到降低水化热的目的，下料前所有粗骨料一律进行水洗、降温处理，同时也控制粗骨料含泥量在0.5％以内。
（3）细骨料采用不含有机质的中砂，细度模数控制在2.5，含泥量不大干2.5％。
（4）搅拌用水采用自来水，局部较大体积的混凝土用水，用冰块先降温然后再用来搅拌混凝土，有效地降低混凝土的入模温度。
（5）掺合料：掺合粉煤灰，在不降低混凝土强度的情况下可减少水泥用量，也即减少水化热的产生，对降低大体积混凝土内部温度、收缩裂缝十分有利，同时也改善了混凝土的可泵性。掺合水泥重量11%AEA混凝土微膨胀剂，膨胀率大，含碱量低、需水量少，混凝土坍落度好控制、抗裂能力强。
3.2大体积混凝土的温控措施
3.2.1施工前的准备工作
在大体积混凝土施工前，应该与当地气象台站取得联系，掌握近期气象状况，如高温、寒潮等。
3.2.2测温点的布置原则
大体积混凝土温度观测点的布置，应根据工程的实际情况和温控要求来确定。，它应能真实地反映混凝土块体的内外温差、降温速度、环境温度为原则。混凝土环境温度的监测点宜布置在浇筑仓面附近，混凝土的底表面温度系指在其底表面上方50mm处测量的温度。混凝土外表面温度系指其外表面以内50mm处测量的温度。混凝土内部观测点以所选混凝土浇筑块体平面图对称轴线的半条对称轴线为测量区，长方体可取较短的轴线，在基础平面的半条轴线上的观测点宜不少于4点，同点位的测点数量沿块体方向宜不少于5点。 |
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