大體積混凝土施工工藝
本工藝標(biāo)準(zhǔn)適用于工業(yè)與民用建筑的大體積混凝土施工，必須采取相應(yīng)技術(shù)措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力控制好裂縫的開展。
（一）施工準(zhǔn)備
1．材料
水泥：優(yōu)先選用低水化熱的水泥品種，如粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥（有抗?jié)B要求不宜使用）。
碎石：粒徑由試驗(yàn)室試配確定。
砂：中砂。
水：自來(lái)水（飲用水），氣溫高時(shí)宜在水中加冰塊。
外加劑：緩凝劑（由試驗(yàn)室試配確定）。
2．作業(yè)條件
（1）熟悉圖紙，編制大體積混凝土施工組織設(shè)計(jì)，并且要對(duì)工人隊(duì)組時(shí)行詳細(xì)交底。
（2）配合比已經(jīng)由試驗(yàn)室試配確定。
（3）各種材料供應(yīng)應(yīng)滿足連續(xù)澆灌的需要，所需機(jī)具中振動(dòng)器、運(yùn)輸工具、串筒等應(yīng)備足，澆筑前檢查其完好情況。
（4）勞動(dòng)力安排要滿足連續(xù)施工作業(yè)。
（5）模析、鋼筋、支架、預(yù)埋件和預(yù)埋管道等按設(shè)計(jì)要求安裝完畢，并經(jīng)隱蔽驗(yàn)收檢查。
（6）配備發(fā)電設(shè)備，防止施工時(shí)水、電中斷，夜間施工需要有足夠照明。
（7）掌握天氣變化情況，避開雨天澆筑混凝土，必要時(shí)準(zhǔn)備好防雨設(shè)施。
（8）埋設(shè)測(cè)溫裝置。
（二）操作工藝
1、石子用自來(lái)水沖洗，必要時(shí)用冰水降溫。
2、各種材料按設(shè)計(jì)配合比計(jì)量投料，控制在允許偏差內(nèi)。
3、按照石、水泥、砂、外加劑的次序投料，控制攪拌時(shí)間不少于120s。
4、大體積混凝土澆筑應(yīng)合理分段分層進(jìn)行，每層厚度小于300mm，澆筑速度要連續(xù)保持均勻，加強(qiáng)振搗，提高混凝土的強(qiáng)度。澆筑溫度不且超過(guò)280C（混凝土澆筑溫度指振后在混凝土50～100mm深處的溫度）。
5、混凝土養(yǎng)護(hù)：澆筑完畢的混凝土初凝后，用濕潤(rùn)的麻包袋覆蓋，覆蓋二層，每層麻包袋搭接縫不少于100mm，上下層錯(cuò)開，派專人灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)應(yīng)以麻包袋濕潤(rùn)為宜，養(yǎng)護(hù)期不少于14天。
（三）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
同相應(yīng)的普通混凝土。
（四）施工注意事項(xiàng)
1．水化熱對(duì)工程質(zhì)量的影響
（1）大體只混凝土澆筑完畢后，由于水泥水化熱作用所放出的熱量使混凝土同部的溫度不斷上升，混凝土表面和內(nèi)部溫差很大，表面與內(nèi)部混凝土收宿不一致，產(chǎn)生很在的拉應(yīng)力，而混凝土的早期抗拉強(qiáng)度和彈性模量很低，因此極易出現(xiàn)混凝土的表面裂縫。夏季要采取降溫措施，冬季要保溫，減少混凝土內(nèi)外溫差。
（2）在原有厚大的老混凝土上或巖石地基上澆筑大體積混凝土內(nèi)外溫差。必須設(shè)置隔離措施，避免產(chǎn)生收縮裂縫又稱外約束裂縫。
2．處理水化熱的措施
（1）采用水化熱較低的水泥（如礦渣硅酸鹽水泥），并且要儲(chǔ)備足夠數(shù)量的同一品種水泥。
（2）在保證混凝土等級(jí)的前提下，使用適當(dāng)?shù)木從郎p水劑，減少水泥用量，降低水灰比，以減少水化熱。
（3）采用石子澆水、攪拌水中加冰塊降溫等辦法，降低混凝土入模溫度。如果在熱天澆筑混凝土?xí)r，宜設(shè)置簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置。
（4）選用級(jí)配良好的骨科，并嚴(yán)格控制砂、石子的含量，降低水灰比，加強(qiáng)振搗，以提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度。
（5）分層澆筑混凝土，每層厚度不宜大于300mm，以加快熱量散發(fā)，并使溫度分布較均勻，同時(shí)也便于振搗密實(shí)。上層混凝土覆蓋要在下層混凝土初凝之前進(jìn)行。
（6）預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)水降低混凝土溫度。進(jìn)行人工導(dǎo)熱。
（7）在巖石地基或厚大的老混凝土層上澆筑大體積混凝土?xí)r，可在巖石地基或老混凝土層上澆瀝青膠并撒鋪5mm厚砂子，或鋪二層瀝青油氈紙，以消除或減少約束作用。
3．產(chǎn)品保護(hù)
（1）大體積混凝土澆筑后，必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)，專人檢測(cè)表面溫度與結(jié)構(gòu)中心溫度，測(cè)溫時(shí)間不少于14天，前7天每隔4小時(shí)測(cè)溫一次，后7天每隔8小時(shí)測(cè)溫一次，測(cè)溫過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)溫差大于250C時(shí)（重要結(jié)構(gòu)200C），要采取有效措施，如覆蓋保溫等，當(dāng)溫差少于250C時(shí)，可停止測(cè)溫。
（2）大體積混凝土澆筑時(shí)，易使鋼筋產(chǎn)生位移，因上澆筑混凝土過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)復(fù)核鋼筋的位置，并采取措施，以保證位置正確。
（3）混凝土初凝后即覆蓋濕潤(rùn)的麻包袋。
（4）混凝土養(yǎng)護(hù)不少于14天后，才允許下一工序施工。
大體積混凝土的裂縫
大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。
但出現(xiàn)裂縫并不是絕對(duì)地影響結(jié)構(gòu)安全，它都有一個(gè)最大允許值。處于室內(nèi)正常環(huán)境的一般構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.3mm；處于露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境的構(gòu)件最大裂縫寬度≤0.2mm。
對(duì)于地下或半地下結(jié)構(gòu)，混凝土的裂縫主要影響其防水性能。一般當(dāng)裂縫寬度在0.1~0.2mm時(shí)，雖然早期有輕微滲水，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，裂縫可以自愈。如超過(guò)0.2~0.3mm，則滲漏水量將隨著裂縫寬度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中應(yīng)盡量避免超過(guò)0.3mm貫穿全斷面的裂縫。如出現(xiàn)這種裂縫，將大大影響結(jié)構(gòu)的使用，必須進(jìn)行化學(xué)灌漿加固處理。
大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但受拉力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過(guò)混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，但卻對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。
產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾方面：
1、水泥水化熱
水泥在水化過(guò)程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對(duì)較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無(wú)法及時(shí)散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時(shí)間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長(zhǎng)。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3~5天。
2、外界氣溫變化
大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對(duì)大體積混凝土是極為不利的。
溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60~65℃，并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。
3、 混凝土的收縮
混凝土中約20℅的水分是水泥硬化所必須的，而約80℅的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮。混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對(duì)混凝土是很不利的。
影響混凝土收縮，主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝（特別是養(yǎng)護(hù)條件）等。
大體積混凝土的配制
大體積混凝土所選用的原材料應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配，細(xì)骨料宜采用中砂。
2、外加劑宜采用緩凝劑、減水劑；摻合料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。
3、大體積混凝土在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，應(yīng)提高摻合料及骨料的含量，以降低單方混凝土的水泥用量。
4、水泥應(yīng)盡量選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥等。
但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其它水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時(shí)影響施工質(zhì)量。因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在掏水時(shí)又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的粘結(jié)力和整體性。混凝土泌水性的大小與用水量有關(guān)，用水量多，泌水性大；且與溫度高低有關(guān)，水完全析出的時(shí)間隨溫度的提高而縮短；此外，還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以，在選用礦渣水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇泌水性的品種，并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，應(yīng)及時(shí)排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實(shí)后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。
大體積混凝土的澆筑：
澆筑方案，除應(yīng)滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實(shí)完畢外，還應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、預(yù)埋管道和地腳螺栓的留設(shè)、混凝土供應(yīng)情況以及水化熱等因素的影響，常采用的方法有以下幾種：
1、全面分層：
即在第一層全面澆筑全部澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方案，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸一般不宜太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑。
2、 分段分層：
混凝土澆筑時(shí)，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初凝，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，不象第一種方案那樣集中。這種方案適用于結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的工程。
3、 斜面分層：
要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過(guò)厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。
五、 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)的溫度控制
大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，不僅要滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要，還應(yīng)通過(guò)人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。
溫度控制就是對(duì)混凝土的澆筑溫度和混凝土內(nèi)部的最高溫度進(jìn)行人為的控制。
在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)：
1．混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應(yīng)小于20℃；當(dāng)結(jié)構(gòu)混凝土具有足夠的抗裂能力時(shí)，不大于25℃~30℃。
2．混凝土拆模時(shí)，混凝土的溫差不超過(guò)20℃。其溫差應(yīng)包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差。
3．采用內(nèi)部降溫法來(lái)降低混凝土內(nèi)外溫差。內(nèi)部降溫法是在混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內(nèi)部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆筑完時(shí)就開始進(jìn)行，還有常見的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土內(nèi)外溫差而引起的混凝土開裂。
4．保溫法是在結(jié)構(gòu)物外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料（如草袋、鋸木、濕砂等），在緩慢的散熱過(guò)程中，使混凝土獲得必要的強(qiáng)度，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20℃。
5． 混凝土表層布設(shè)抗裂鋼筋網(wǎng)片，防止混凝土收縮時(shí)產(chǎn)生干裂。
在大體積混凝土施工時(shí)掌握住它的基本知識(shí)，并根據(jù)實(shí)際采取有較措施，會(huì)使施工質(zhì)量得到很好的保證。
