夏晓冬
上海十三冶建设有限公司 重庆 400020
摘要：本文主要论述防辐射大体积混凝土内部无任何降温措施的情况下的施工质量研究与应用，需优化施工工艺，合理配制混凝土，需从原材料选择进行把关，及时对混凝土的整个施工过程进行全方位的跟踪控制。
关键词：大体积；防辐射；内部无降温措施混凝土浇筑质量；控制
前言：大体积的防辐射混凝土浇筑施工的要求相对较高，尤其是在施工中要避免混凝土因水泥水化热造成温度差的过程而出现温度应力裂缝。下面就根据实际案例分析，对大体积防辐射钢筋混凝土的应用进行分析，并提出了加强质量控制的措施，希望可对相关从业者有所帮助。
一、案例工程概况分析
重庆有友食品产业园（一期）工程辐照室位于有友食品产业园项目正西方向成品仓库内。施工内容包括钢筋混凝土框架体系车间、辐照车间屏蔽墙体与贮源井。其杀菌设备的辐射源为西南地区最大，杀菌射线（即辐照射线）如果泄漏出去，会对人体的健康产生伤害及对环境造成严重污染对社会造成不可估量的影响。因此施工中必须避免混凝土产生贯穿性裂缝、空洞、蜂窝及麻面等缺陷。
二、技术分析
（一）大体积砼施工特点
⑴、本工程底板混凝土施工特点：结构尺寸体积较大，属大体积混凝土，配筋较密，质量及防水要求高。筏板基础板厚1000mm、墙体500-3950mm、顶板2000mm。
⑵、大体积砼多用于地下或半地下建筑结构，常处于潮湿或与水接触的环境条件下。因此，除了需要满足强度外，还必须具有良好的耐久性和抗渗性，有的还要求具有抗冲击或抗震动及耐侵蚀性等性能。本工程基础采用C40抗渗混凝土，抗渗等级为P6。
⑶、大体积砼强度等级比较高，单位水泥用量较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂；需通过优化配合比进行混凝土开裂的预控。
⑷、大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制，是大体积砼施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的砼体积变化，以便最大限度地减少砼裂缝。
针对以上大体积砼的特点，本工程砼采用商品混凝土，因质量及防水要求高，砼需要经过严格的配合比申请及外加剂、掺和料的检验。砼抗渗等级为P6，强度为C40。
1）对于原材料的要求：
A、商品混凝土必须满足预防混凝土工程碱集料反应的规定。
B、水泥：选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，水泥应有出厂合格证、复试报告，应有重庆市技术监督局核定的法定检测单位出具的碱含量检测报告，严禁使用含氯化物的水泥。
C、骨料：石子：宜选用5-31.5的级配石灰石碎石，针片状颗粒含量≤10%，含泥量小于1%，泥块含量小于0.5%。砂：应为质地坚硬、级配良好的中粗砂，细度模数为2.5-3.0，含泥量小于1%，泥块含量小于1%。
D、水：采用自来水。
E、外加剂：所用材料应经备案且有使用说明、出厂合格证及复试报告单，混凝土外加剂的性能和种类，必须是重庆市建委所规定批准使用的品种和生产厂家，并满足设计要求。
2)混凝土出罐温度：出罐温度不高于25度。
3)混凝土初凝时间8h。
4)混凝土配合比的确定
根据设计要求及规范，确定配合比的原则如下：
A、预拌混凝土的坍落度要求：160mm以上。
B、水灰比要求：宜保持在0.4～0.5，水灰比过小，则和易性差，流动阻力大，易引发堵塞，水灰比过大，则易产生离析，影响泵送性能。
C、砂率要求：砂率应保持在45%左右，一般不宜小于40%，但不得超过50%，砂率过小，砂量不足，则容易影响混凝土的粘聚性和保水性，容易脱水，造成堵塞，砂率过大，骨料表面积及空隙率增大。
D、混凝土搅拌站根据本方案对混凝土原材料的要求和本方案的配合比原则进行混凝土配合比试配，最后得出优化配合比。商品混凝土搅拌站必须在混凝土浇筑前，把试配结果及记录提前2天报到项目经理部技术部，技术部对其进行验算，报项目总工审核方准使用。
本方案以搅拌站提供的混凝土配合比进行大体积混凝土施工的验算：
C40P6混凝土的配合比
材料名称水42.5矿渣硅酸盐水泥中砂石子Ⅱ级粉煤灰SAF-ⅠGM-Ⅱ
每m?用量（kg）17433070210547013.22.4
三、工艺原理
大体积砼施工是通过对砼温度和应力的计算（主要包括拌合温度、出罐温度、浇筑温度、绝热温度、内部实际最高温度、表面温度及温度应力计算），确定控制温度的措施，并对砼搅拌、运输、入模、浇筑等全过程及配合比、外加剂的优选，在确保砼具有良好的和易性和温度变化的情况下，采用科学管理方法，严密组织施工，采取相应技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制好裂缝的开展。以满足结构物浇筑的需要。
四、工艺流程
优化砼配合比→施工准备→清理筏板钢筋网内垃圾（钢筋加工安装完毕）→商品砼运输→砼分层浇筑→砼振捣→砼养护、测温→根据测温结果调整保温棉毡层
一）砼施工
①在浇筑时，混凝土浇筑应分层浇筑，现场布置2台混凝土输送泵，保证在下次混凝土初凝前浇筑上层，避免造成施工缝，每层厚度不超过50cm。振捣棒移动间距应小于50cm，每一振点的延续时间以表面出现浮浆和不再沉落为度。同时振捣器应插人下层混凝土5cm，注意整个振捣作业中，不要振模振筋，不得碰撞各种埋件、铁件、止水带等。并且在20～30min左右进行复振，增加砼的密实度和均匀性。为确保砼的密实性，振动棒的操作应做到“快插慢拔”，不漏振，不过振。当砼浇筑到最后离边模板5m左右时，应将布料管转移到边模板处，使砼从边缘向中间浇筑，不使浮浆、砂浆集聚在边模板处。浇筑砼每振捣完一段，应用平板振动器压振一遍，并用长刮尺按标高刮平，用铁抹子拍压，木抹子搓平。
②筏板基础与储源井砼外墙的水平施工缝设在距底板平面上口500mm 处，并做好钢板止水带的预埋。
③浇筑时备用一台水泵，利用电梯井坑及集水坑及时抽掉因振捣产生的泌水，防止砼离析。少量来不及排出的泌水随着浇筑的向前推进，赶至侧模边上，用扫帚清扫出去。
④砼浇筑后，初凝前应按标高用长刮杆刮平，砼终凝前应用人工多次抹压，以便减少砼表面收缩龟裂。
⑤储源井底板浇筑完后，采用蓄热法养护。砼振捣完毕并刮平后应在终凝前收平拉毛后二小时左右采用塑料膜密封覆盖，防止砼脱水龟裂，然后加盖保温材料从而有效地控制砼内部和表面的温差，以及砼表面和大气的温差，将内外温差控制在25℃以内，且保持不少于一周湿润养护，防止砼因温差应力而产生的裂缝。保温材料的拆除时间应以砼内部和表面温差以及表面和大气的温差远小于25℃为准。一般砼浇筑完毕，第三、四天为升温的高峰，其后逐渐降温，保温材料的拆除一般为15d以后，但仍应以测温结果和同条件养护试块试压结果为准。降温速度不宜过快，以防降温差应力产生裂缝。
⑥常温下混凝土强度达到1.2MPa 后，并经工程部下达拆模通知后方可拆除模板，并及时组织工人修整砼表面边角，剔凿浮浆、浮渣，剔凿施工缝浮浆浮渣，并用水冲洗干净。
⑦混凝土浇筑时，应及时填写施工记录，做好试验试块。
⑧在施工中，要组织木工、钢筋工及时配合混凝土的浇筑以便对出现的问题及时进行修正。混凝土浇筑时，如发现钢筋偏位、预埋件移动等情况，应立即停止浇筑，及时报告，待处理后再进行浇筑，禁止隐瞒施工。
五、大体积混凝土的测温工作
（1）本工程测温采用建筑电子测温仪进行测温，它是根据我国建筑行业施工特点和有关技术规范研制的专业测温仪器，可直观、准确、快捷地数字显示被测温度，可靠性好、使用范围广、宽温操作环境、体积小重量轻、操作简单。它由主机和测温线组成，主机为便携式仪表，设有电源开关、照明开关、插座和液晶显示屏，可数字显示被测温度值，测温线为预埋式，由插头、导线和温度传感器制成，每支测温线可测一点温度。测温时按下主机电源开关，将测温线插头插入主机插座中，主机显示屏即可显示相应测温点的温度。
（2）工艺流程：
布置测温点 确定测温点的深度 选择合适的测温线 预埋测温线 浇筑混泥土 进行测温
施工时，每支测温线的插头都应贴有相应长度规格的标签
（3）测温点布置
A、监测点的布置范围应以所选混凝土浇筑体有代表性的部位，监测点按平面分层布置；
B、在每条测试轴线上，监测点位宜不少于4处，应根据结构的几何尺寸布置。
（4）确定测温点的深度：深点深度距离底板100mm，中点深度为H/2（H为底板厚），浅点深度为100mm。
（5）选择合适的测温线：测温线的长度=测温点的深度+200mm
（6）预埋测温线：将测温线绑在支撑物（支撑物采用螺纹22钢筋加垫块）上，在浇筑混凝土前将绑好测温线的支撑物绑扎固定到钢筋网上，温度传感器处于测温点位置，插头留在混凝土外面并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。
（7）混凝土浇筑过程中，下料时不得直接冲击测温线；振捣时，振捣器不得触及测温线。
（8）温度控制指标及测温频率
①温度监控指标如下：
内外温差：小于25℃
降温速度：小于1～1.5℃／ｄ
②揭开保温层时的温差：
小于15℃
③监测周期与频率如下：
混凝土浇注结束后3天内：每2小时测一次。
混凝土浇注结束后4～15天：每4小时测一次。
混凝土浇注结束后16天：每24小时测一次。
当内外温差小于15℃时 ，停止测温。
④加强施工中温度控制，使混凝土内外温差不大于25度，每天降温不大于1.5度，混凝土浇筑完毕后，应加强混凝土的温度控制和测温工作。
⑤混凝土出罐温度：在罐车卸料处安排专人用温度计对混凝土进行测温（出罐温度小于30度），对于不符合要求的混凝土严禁入模。
⑥设置专用测温记录本，由项目部一名质检员专门负责测温工作的记录及归档。记录砼温度的同时记录好内外温度。砼表面与内部温度差不能超过25℃。及时将测温结果反馈到工程部，实行信息化施工，以便调整砼养护时间及次数。
监测报表每周交建设方、监理一份；如温度差超标，则及时将测温结果和应对预案补送一份给建设方和监理。
六、大体积混凝土温度控制技术
（一）、混凝土内部最高温升的理论计算
根据精确度要求，在混凝土内部最高温升值计算中只考虑单位胶凝材料用量和混凝土入模温度两个主要因素，而忽略其他次要因素。根据所掌握的混凝土配合比，计算的大体积混凝土水化热所产生内部内最高温升值、各龄期的温升、非标准状态下混凝土任意龄期(d)的收缩变形值、各龄期混凝土的收缩当量温差、各龄期的混凝土的弹性模量，继而算出各龄期混凝土的温度应力值，将其与相同龄期的混凝土的抗拉强度相比，如果ft/б﹙t﹚≥1.15，则混凝土不会出现裂缝，如不符合，则应采取相应的保温保湿措施，以确保大体积混凝土的质量安全。 混凝土浇筑后，根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，分别计算各降温阶段产生的混凝土温度收缩拉应力，其累计总拉应力值应不超过同龄期混凝土的抗拉强度，则表示所采取的各技术措施能有效地控制预防裂缝的出现，不致于引起基础出现贯穿裂缝，如超过该阶段的混凝土抗拉强度，则应采取加强保温保湿，使混凝土缓慢降温和收缩，提高该龄期混凝土的抗拉强度、弹性模量和发挥徐变特性等，以控制裂缝的出现。
结束语：
大体积防辐射钢筋混凝土构件因温度变化而引起构件产生裂缝的一种较为常见的现象，混凝土裂缝不仅会降低构件抗渗性能，影响其使用功能，致使辐照车间不能使用，，严重造成极大的经济损失及企业信誉影响。所以，我们必须在其施工中，严格控制施工全过程，加强对施工材料选用及施工工艺的选择、以及切实可行的后期养护，进而有效的避免裂缝问题的出现。
参考文献：
[2]张红帅；鲍安红；陈明龙；混凝土温度裂缝研究与控制[J].山西建筑，2009，
论文作者:夏晓冬
论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿
论文发表时间:2016/4/5
标签：测温论文; 混凝土论文; 温度论文; 体积论文; 裂缝论文; 温差论文; 应力论文; 《基层建设》2015年28期供稿论文;