广东健城建设监理有限公司怀集分公司 广东肇庆 526000
摘 要:大体积混凝土被广泛应用于在建筑工程中，但很多因素会对施工的质量造成严重后果。所以，应当加大大体积混凝土的质量控制。本文结合实例，对大体积混凝土施工技术这个话题进行了阐述。
关键词: 大体积混凝土;施工技术；质量控制
引言
随着建筑行业的迅猛发展,大体积混凝土得到了越来越广泛的应用。但由于大体积混凝土表面系数不大,水化热释放比较集中,所以内部温升相对较快,当混凝土温差过大时,就会出现温度性裂缝,进而影响整个工程正常使用以及结构安全。因此,必须将质量控制贯彻到各个细节的过程中,保障大体积混凝土顺利施工。
1.工程概况
某项目占地面积 32802.60m2，总建筑面积494073m2。如图1所示，T2塔楼(图中B1区域)为钢筋混凝土核心筒+钢框架结构，高度369.00m，基础底板位于场内14-20/B-L轴线，板顶标高-27.80m，底板厚3.0m，混凝土抗压强度C35，抗渗等级P12，一次性浇筑量约12000m。由于本工程施工场地狭窄，底板厚度大、混凝土强度等级高，因此如何控制混凝土的水化升温、延缓降温速率等，从而有效地抑止大体积混凝土温度裂缝的出现和发展，是底板混凝土施工的技术难点。
3.混凝土表面温度与内部最高温度计算
3.1 混凝土导热系数计算
目前国内多数混凝土导热系数的计算模型是朱伯芳模型，在计算出结果以后通常乘以1.05的修正系数。
λ=1/p(pcλc+psλs+pgλg+pnλn) ??式 1
式中:λ为混凝土和水泥等各材料的导热系数，W/m·K; P为各材料的质量比。
将表1中数据带入式1，可得λ=2.52W/m·K，乘以修正系数后得混凝土导热系数为2.646W/m·k。?
3.2 混凝土比热计算
c=1/p(ccpc+csps+cgpg+cnpn)? ??式 2
式中:c为各材料的比热，kJ/(kg·°C);p为各材料的质量比。将表1中数据代入式2得c=1.2kJ/(kg·K)。?
3.3 混凝土搅拌温度计算
T0=[0.92×(mceTce+msaTsa+mgTg)+4.2Tw(mw-ωsamsa- ωgmg)+c1(ωsamsaTsa+ωgmgTg)-c2(ωsamsa+ωgmg)]/[4.2×mw+0.9(mce+ msa+mg)] ??式 3
式中:T0为混凝土拌合物的温度(°C);Mw、Mce、 Msa、Mg为水、水泥、砂、石每立方米的用量(kg/m3); Tw、Tce、Tsa、Tg 为水、水泥、砂、石入机前温度，分别取25°C、65°C、35°C、35°C;Wsa、Wg为砂、石的含水率(%)，分别取5%，2%;C1、C2为水的比热溶(kJ/kg·K)及溶 解热(kJ/kg·K);C1=4.2，C2=0(当骨料温度>0°C时)。
将表1中数据代入式3，得T0=36.15°C。
3.4 混凝土拌合物的出机温度计算
T1=T0-0.16(T0-Ti) ??式 4
式中:T1为混凝土拌合物的出机温度(°C);Ti 为搅拌棚内温度，约30°C。
将T0=36.15°C 带入式4，得T1=35.17°C
3.5 混凝土入模温度计算
T2=T1-(αt1+0.032n)(T1-Ta) ??式 5
式中:T2为入模温度，°C;α为温度损失系数，0.25;t1为混凝土运输时间，1h;n为运输过程中转动次数，180;Ta为混凝土运输环境温度，30°C。
将 T1=35.17°C 带入式5得 T2=29.16°C。
3.6 不同龄期升温计算
Tn=(Mce·Q)/cp+mf/50 ??式 6
Tt=Tn(1-e-mt) ??式 7
式中:Tn为混凝土最终绝热温升值;Tt为混凝土不同龄期的绝热温升值(°C);Mce为单方水泥用量(kg);Q为每公斤水泥水化热，375kJ/kg;c 为混凝土比热，1.2 kJ/(kg·°C); ρ为混凝土密度，2339kg/m3;mf 为单方粉煤灰用量(kg);e 为常数(2.718);m为混凝土水化热升温系数(0.3~0.41)，取0.4;t为龄期，混凝土内部温度一般在3d~7d内达到最高，这里取6d。
得 Tn=32°C，Tt=30°C。
3.7 混凝土内部最高温度计算
Tw=T2+Ttε ??式 8
式中:Tw为t龄期混泥土内部温度;T2为混凝土入模温度，30°C;ε为t龄期降温系数，根据《建筑施工手册》和本工程底板厚度3m，查表取0.67。
得Tw=49.2°C。?
3.8 混凝土表面温度计算
Tbt=Ta+4/H2h'(H-h') △T(t) ??式 9
式中:Tbt为t时的混凝土表面温度(°C);Ta为t时的大气温度(°C);H为混凝土计算厚度(m)，H=h+2h;h为实际厚度(m);h为虚厚度(m)，h’=K;λ为混凝土导热系数2.646 W/m·K;K 为计算折减系数，取0.666;β为模板及保温层的传热系数[W/(m2·K)];δi为各保温材料厚度(m);λi为各保温材料导热系数[W/(m·K)];βn为空气层传热系数[23W/(m2·K)]; ?T(t)为混凝土内部与大气温差(°C)。
本工程采用薄膜与毛毡洒水养护方式，其导热系数分别为0.04 和0.14，厚度分别为0.001和0.01，混凝土实际厚度为3m，大气温度30°C，通过计算得6d龄期的混凝土表面 温度为33°C，混凝土内部最高温度与表面温度差为16.2°C <25°C，满足养护要求。
4.混凝土浇筑工艺控制
T2塔楼底板一次性浇筑完成，连续浇筑量约为12000m3。计划充分利用场地条件，在场内布置1台汽车泵+1台象鼻泵+6处自卸点，在30h内浇筑完毕。基础底板混凝土浇筑采用整体推移式连续浇筑法，混凝土的浇筑由远及近，随着混凝土的浇筑，泵管及架子逐步拆除。混凝土浇筑方向、浇筑顺序应合理，混凝土浇筑从低处开始，沿长边方向自一端向另一端进行，使混凝土沿高度均匀上升，按照“一个坡度、薄层浇筑、循序渐进、一次到顶”的方法实施。为防止混凝土自然流淌太大及混凝土供应迟缓而形成施工冷缝，混凝土要具有一定的缓凝性，混凝土流淌坡度控制在1∶8以内，斜面分层厚度控制在500mm内，以便下层混凝土在初凝之前即被上层混凝土覆盖，浇筑路线呈s状，来回摆动退行，并且每条线的摆动方向要基本一致，避免因方向不一致造成接合处间歇过久。
4.1 浇筑顺序安排
第一步:首先使用车泵+象鼻泵浇筑F轴以南-30.80m 标高以下的电梯井、集水坑部位的混凝土;使用溜管浇筑F轴以北30.80m标高以下的电梯井、集水坑部位的混凝土; 自卸点同步开始放料。
第二步:使用车泵+象鼻泵+溜管浇筑F轴以北-30.80m标高以下的电梯井、集水坑部位的混凝土，自卸点集中自南向北卸料。
第三步:利用全部浇筑方式按照自南向北的顺序完成全部混凝土浇筑。
图 2 混凝土浇筑方式及浇筑顺序
4.2 混凝土的振捣
混凝土振捣采用插入式振捣器，根据混凝土的自然流淌斜坡度，在每条浇筑带的前、中、后布置3道振动器。第一道布置在混凝土的布料点，振捣手负责出管混凝土的振捣，使之通过面筋流入底层;第二道设置在混凝土的中间部位，负责斜面混凝土的密实;第三道设置在坡脚处或钢筋底部，确保底层钢筋以下混凝土的密实。振捣手的振捣方向为:下层垂直于浇注方向自下而上，上层振捣自上而下，严格控制 振动棒的移动距离、插入深度、振捣时间，避免漏振。
5.混凝土养护与测温
5.1 养护工作
大体积混凝土在浇筑完毕后，应及时进行养护。基础底板混凝土浇筑完12h后，采取覆盖一层塑料薄膜和一层(10mm厚)棉毡的方法进行蓄热保湿养护，并设置专门的混凝土养护班组，24h值班，随时检查，保持混凝土处于湿润状态，混凝土的养护时间不得少于14d，混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上踩踏或安装模板及支架。
5.2 混凝土的测温
本工程采用“多维复杂边界条件混凝土温控仿真软件”对T2塔楼底板大体积混凝土进行测温，该系统包括温度测量无线传输器、用于现场测量的掌上机接收器、办公室PC机以及接收软件和数据处理软件等四部分组成(如图3所示)。
图 3 多维复杂边界条件混凝土温控仿真软件组成
5.3 测点布置
T2塔楼底板沿混凝土浇筑厚度方向，布置外面、底面和中间温度测点，混凝土浇筑体的外表温度，选混凝土外表以内100mm处设置温度测点;中间温度选3m厚底板中间处设置温度测点，共设置11处温度监测点，按图标示位置进行统一编号(如图4所示)。每个温度测点与底板钢筋绑扎牢固，防止因浇筑混凝土时产生震动造成预埋温度测点偏位。
图 4 温度监测点布置图
5.4 测温结果
选取具有代表性的1、6、10号测点作为分析对象，对上述测点的 14d测温结果进行分析，各测点的内、表面温度及温差如图5所示。
图 5 测点测温结果分析
图5中可看出，测点1的内部最大温度和表面最大温度均出现在浇筑完成后第7天，分别达到50.69°C和 35.18°C; 测点6的内部最大温度出现在浇筑完成后第7天，表面最大 温度出现在浇筑完成后第5天;测点10的内部最大温度和表面最大温度出现在浇筑完成后第7天，分别达到52.25°C 和 36.91°C。本工程选取的三个测点的内外最大温差分别为17.5°C、17.58°C、15.34°C，与理论计算的16.2°C 误差分别为8.0%、8.5%、5.3%，表明通过合理的控温手段可以有效控制混凝土内外温度差。
6.结语
综上所述，大体积混凝土的施工质量只有从原材料温度、含水率控制及混凝土温度监测等方面进行考虑才能控制混凝土的水化升温、延缓降温速率。因此，我们要认真做好相应的准备工作，在施工过程中严格施工和施工结束后做好相应的养护工作，从而确保大体积混凝土的顺利浇筑，提高工程质量，加快施工进度。
参考文献:
[1]大体积混凝土施工质量控制措施[J].郑家全.江西建材. 2016(03)
[2]大体积混凝土施工质量控制[J].庄君库,李朝增.江西建材. 2015(15)
论文作者:梁旭东
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/3
标签：混凝土论文; 温度论文; 系数论文; 底板论文; 体积论文; 测温论文; 厚度论文; 《防护工程》2017年第36期论文;