摘要：文章介绍了大德广场7#楼基础底板大体积混凝土浇筑的工程概况，阐述了本工程施工过程中遇到的问题并提出了相应的解决方案。结果证明：合理的选用水泥品种及用量、用水量的控制、加大粉煤灰的掺入量、微膨胀剂的使用、设计出满意的混凝土配合比以及合理的采用温控措施，能很好的解决鞍山地区雨季大体积混凝土浇筑产生温度裂缝的问题。
关键词：大体积混凝土，温升值，水化热，裂缝控制；
1工程概况
大德广场7#楼工程基础底板体积和厚度较大，为提高基础底板的承载能力和自身刚度，需要浇筑大体积混凝土，且混凝土的强度等级要求较高。施工过程又恰逢在雨季，因此混凝土浇筑以及维护的综合难度很大。
大德广场7#楼基础底板浇筑的大体积混凝土其特点是：
（1）混凝土厚度超厚，最大厚度达1.5m，这使得混凝土浇筑后积聚在混凝土内的热量不易散发出来。
（2）基础防水导热系数太小，妨碍混凝土底面散热，所以基本上是单面散热，这也会造成混疑土温升过大。
（3）混疑土强度等级为C40。配制大塌落度C40混凝土需采用水化热较低的425#水泥，水泥用量和用水量都不能太高，否则混凝土温升值必然加大。
（4）2350m3的混凝土一次浇筑完成，水化热释放集中，也会提高混凝土温升值。
此时恰逢雨季，降雨会导致夜间气温大幅度下降，加大混凝土的内外温差，容易导致温度裂缝的产生。降雨又可能增大保温材料的寻热系数，对控制降温速度不利。
因此以上因素的综合作用导致本工程大体积混凝土浇筑难度上升，而类似的施工情况在鞍山地区又很少见。
2 温度应力产生的原因
大体积混凝土工程施工过程中，在内部因素、外部环境条件、基础约束条件及施工工艺水平等的因素作用下，可能产生三类裂缝：表面裂缝、深层裂缝及贯穿裂缝。研究温度应力产生的根本原因，从以下四个方面：
（1）水泥水化热的影响。由于水泥水化热和混凝土本身的导热性，而形成的温差，产生温度应力（拉应力），当混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便会出现温度裂缝。
（2）外界气温变化的影响。夏季施工时，平均温度大于30度，因此浇筑时浇筑温度和气温较高，浇筑后的内部最高温升值也较快、也较大，也易因内外温差大而产生裂；
（3）混凝土收缩变形的影响。混凝土的收缩变形越大，收缩变形的分布越不均匀，产生的应力也越大。
（4）约束条件的影响。混凝土因变形收到约束而产生拉应力，当拉应力超过其相应龄期的抗拉强度时，便引起开裂。
温度裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，它的出现会影响建筑物的承载能力，影响建筑物的使用功能乃至安全功能。因此作为工程技术人员，我们必须严格按规程、规范要求施工，严把质量关，在施工中针对技术难点，采取有效的措施来预防大体积混凝土中温度裂缝的出现。
3解决方案
温度升值的影响因素主要是砼原材的选用以及水化热和表面的散热能力和其他的降温措施等。针对大德广场7#楼工程大体积混凝土浇筑的技术难点，试验研究工作主要分以下三个方面进行。
3.1混凝土配合比设计
对混凝土配合比的设计要求是：既要保证其设计强度，又得经济适用，又要大幅度降低水化热，既要使混凝土具有良好的和易性、可靠性，又要降低混凝土中水泥和水的含量。混凝土的组成部分各自的比重对于混凝土性能会起到极大的影响，各部分的比重即为配合比。在混凝土配合比的设定过程中，相关人员一方面要考虑施工现场实际要求，另一方面也要考虑到施工的成本，注重施工的经济性及合理性，进一步借助科学的、细致的计算，得出性价比最高的配合比。鞍山市鞍钢混凝土公司等单位经反复试验研究，一共做了50多组试配，最终设计了较为满意的混凝土配合比，主要采取了以下措施：
（1）选用冀东水泥425#矿渣水泥。水泥用量仅为340kg／m3，该水泥质量稳定，活性较高，7天水化热仅为425#硅酸盐水泥的72％。
（2）在保证混凝土强度情况下，加大I级粉煤灰掺量，掺量高达100kg／m3，占水泥用量的29％，占胶凝材料总量的21％。在大体积混凝土中掺粉煤灰是减少水泥用量、降低水化热的好方法。事实证明，加大粉煤灰的掺入量确实起到了很好的效果，而且我们选用的粉煤灰的性能确有“越凡脱俗”之处。
（3）掺加复合型微膨胀剂PPT-EA2。掺膨胀剂的作用是补偿收缩，在微膨胀剂中复合减水剂和缓凝剂的优点是方便商品混凝土生产，减少在搅拌配料时出现差错的可能。
合理的选择原材料，尽量降低水泥用量，优化配合比设计，提高粉煤灰掺量，从而避免大体积混凝土浇筑后过大的水化热升温。
在本工程实际施工中，我们先在裙房底板（80cm厚）中浇筑了700m3混凝土，然后又在主楼大体积混凝土中连续浇筑。混凝土拌合物和易性极好，塌落度控制在170～210mm，不堵管，基本上不泌水，在浇筑过程中混凝土均匀上升，避免了混凝土拌合物堆积造成的过大高差，混凝土强度都提前达到了设计要求。实际上，只要控制好混凝土拌合质量，减小离差，水泥用量还可以进一步降低。
3.2温度控制
大体积混凝土开裂在本质上主要是混凝土所承受的拉力大于混凝土相应龄期的抗拉强度。因此，为了控制大体积混凝土裂缝的发生和开展，就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身的抗拉强度这两方面综合考虑。
温度控制的主要目标是使大体积混凝土内部的温度场变化按照预想的目标发展，具体可分为：
（1）降低最高温升和最高温度峰值；
（2）降低表面混凝土的温度，降低内外温差，使混凝土内温度分布尽量均匀，并控制其温度在允许范围内；
（3）控制混凝土降温速率，以防出现冷击效应；
（4）控制上下层温差，以防止可能出现的层间裂缝；
（5）控制基础温差，以防止混凝土可能出现的贯穿性裂缝。
我们用塑料薄膜加棉被覆盖于混凝土表面，因此下雨之后能有效地保证混凝土表面的潮湿，同时也保证了表层混凝土的强度增长和微膨胀剂充分发挥补偿收缩的作用。几场大雨过后，棉被被水浸透，导热系数增大。
3.3温度监控
3.3.1施工体系测量
施工体系测量涉及三个方面的主要内容：混凝土体系、环境体系及施工工艺相关内容。本工程混凝土体系主要包括：配合比试验、绝热温升试验这两项；环境体系主要分析了去年6-8月份该地区的天气气候情况以及地下水位情况；施工工艺主要为常规的砼施工工艺没有采用过于特别的施工方法；
3.3.2温度场测量
温度、应力的计算值只是一种理论估算，要正确指导混凝土浇筑后的养护，还需对混凝土内实际温度、应力变化进行实际监控。
本工程的温度场测量参考大体积混凝土施工标准[附条文说明]GB50496-2018中6.0.1-6.0.2的相关规定并严格执行：体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试，在混凝土浇筑完成后，隔5小时就开始测温，浇筑后3天内砼水化热最大每隔2小时测一次。
大体积混凝土浇筑体内监测点布置，应反映混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度，测点布置如图：
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测点深度要求
混凝土浇筑体表层温度，宜为混凝土浇筑体表面以内50mm处的温度；
混凝土浇筑体中间层温度，为筏板厚中层处的温度。
混凝土浇筑体底层温度，宜为混凝土浇筑体底面以上50mm处的温度；
温度测点的布置做到既突出重点又兼顾全局，大面兼顾到细角，天气温度测量与大体积混凝土测量同步进行。
3.3.3温度监测采用两种工具：
（1）JDC-2电子测温仪。JDC-2建筑电子测温仪可靠性好、适用范围广、宽温操作环境、体积小重量轻、操作简单、携带方便，能满足本工程温度监测的需要。仪表为手持式数字显示，轻便，成本较低，缺点是使用时需到现场逐点插按，且插头易进水短路，进而影响测值的准确性。
（2）玻璃管温度计。准备工作简单，成本很低，只要有备用的温度计，就不怕因电子测温仪故障测不到读数。用该温度计测量时的具体使用方法：在混凝土中预埋入PV管，浇筑混凝土后，把下端封口、内装2／3细电线管放入预埋管内，细管内装玻璃温度计，用铁丝勾在预埋管口，从而进行观测记录。其中细电线的长度由温度计需要放置的深度决定。此方法简便易行，劳动强度较小，但靠管口处读数欠准。
本工程温度测量结果：实测表面温度与大气温度的差17摄氏度，里表温差23摄氏度，符合要求。
4结语
大德广场7#楼基础大体积混凝土施工，混凝土一次浇筑量大、厚度大、强度等级高。经检测，20组试件28天后抗压强度全部达到设计要求，没有发现任何温度裂缝。10月15日业主、设计单位以及监理单位联合进行验收，对工程质量非常满意。我们体会到，要施工好超厚、高强度等级的大体积混凝土，关键要有一个先进的混凝土配合比，有一套严密的施工组织设计，有一个科学的养护工艺，有一种严谨的工作作风，还需要有各方的配合以及我们认真工作的态度。
论文作者:颜见春
论文发表刊物:《建筑模拟》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/14
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