大体积混凝土精细化施工关键技术与管理要点 2025-09-25
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  混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1米的大体量混凝土,或预计会因胶凝材料水化热引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土,统称为大体积混凝土。该类混凝土具有体积庞大、表面系数较小、水泥水化热集中释放、内部温升迅速等特点。由于混凝土内外温差过大易引发温度裂缝,进而影响结构的整体安全性及耐久性,因此必须从材料选择、施工工艺到养护管理全过程进行精细化控制,以确保工程质量。

  ▲大体积混凝土的配合比设计

  大体积混凝土的配制应注重控制水化热、改善工作性、提高抗裂性能。在原材料选择方面需注意以下要点:

  〖1〗粗骨料宜优先采用连续级配,以减少孔隙率,提高混凝土密实度;细骨料以中砂为佳,其粒形和级配有利于改善拌合物和易性。

  〖2〗外加剂宜选用具有缓凝、减水功能的产品,以延缓水泥水化进程、降低用水量;掺合料推荐使用粉煤灰、矿渣粉等活性矿物材料,以降低水泥用量并改善混凝土微观结构。

  〖3〗在满足混凝土设计强度与施工坍落度要求的基础上,应适当提高掺合料和骨料的掺量,从而有效降低单方混凝土中的水泥用量,从源头上控制水化温升。

  〖4〗水泥品种应优选水化热低、凝结时间长的类型,如中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥及火山灰质硅酸盐水泥等,以减缓温升速率并降低绝热温升峰值。

  ▲大体积混凝土的运输控制

  混凝土拌合物运输须采用专用混凝土搅拌运输车,并确保运输车辆配备完善的防风、防晒、防雨和防寒设施,以保持拌合物性能稳定。

  装料前应排净搅拌罐内残留积水,防止影响水胶比和混凝土性能。

  若使用预拌混凝土,其单程运输时间应严格遵循国家标准《预拌混凝土》GB/T 14902的相关规定,以避免因运输时间过长导致坍落度损失或离析。

  运输过程中如需调整拌合物性能,应遵守下列规定:

  〖1〗若出现离析或需掺加外加剂调整时,应启动搅拌罐快速旋转,搅拌时间不少于120秒,以确保拌合均匀。

  〖2〗严禁在运输过程中向混凝土内加水,此举会严重影响水胶比及混凝土强度发展。

  如运输导致坍落度损失过大或离析严重,经外加剂调整与搅拌仍无法恢复其工作性时,该批混凝土不得入模浇筑。

  ▲大体积混凝土的浇筑策略

  〖1〗浇筑时间宜选择在一天中气温较低的时段,如傍晚开始施工,以避开白天的炎热高温。也应避免在清晨开始浇筑,以免混凝土在中午高温时段内部温升过快。

  〖2〗高温环境下,混凝土入模温度宜控制在30℃以下。应采取措施防止模板及钢筋直接暴露于阳光照射,确保入模前模板、钢筋及周边局部气温不高于40℃。

  〖3〗大体积混凝土宜采取分层浇筑方式,每层厚度不宜超过500毫米。振捣点应合理布置于坡尖、坡中与坡顶等关键位置,确保混凝土振捣密实、无漏振。

  〖4〗加强现场施工组织与调度,确保下层混凝土在初凝前及时被上层混凝土覆盖,有效防止“冷缝”产生。

  〖5〗推荐采用分段分层、自然流淌的浇筑方法,分层厚度以300~500毫米为宜,有助于分散水化热,降低温度峰值。

  〖6〗应确保下一层混凝土初凝前完成上一层混凝土的浇筑,形成连续施工。振捣作业应细致均匀,严格控制混凝土的密实性与整体性。

  〖7〗混凝土运抵现场后应及时入模浇筑。浇筑过程中应安排专人检查模板、钢筋、支撑及预埋件等是否位移或变形,发现问题立即停工处理。

  〖8〗对于基础底板等大体积构件,可采用多台泵车协同作业,以避免因供料中断形成冷缝。浇筑顺序宜按由东向西、由中间向两侧的方式推进,保证连续均匀。

  ▲大体积混凝土的振捣工艺

  振捣是保证混凝土密实性和表观质量的关键环节,合理的振捣能有效排除气泡、提高混凝土整体性。施工中应重点控制以下方面:

  〖1〗采用振动棒进行振捣,操作应遵循“快插慢拔、上下抽动、均匀布点”原则,可按“行列式”或“交错式”移动,但不可混用。振捣至混凝土表面无明显下沉、气泡基本排除、浆体泛出为止。

  〖2〗每台混凝土泵出口宜配置4台振捣棒,其中3台同时作业,分别布置于出料口、坡脚和斜面中部,形成三道振捣防线。通过分段定点、薄层浇筑、循序推进的方式,确保混凝土浇筑连贯、无冷缝。

  〖3〗在混凝土初凝前实施二次振捣,间隔时间以40~60分钟为宜。若混凝土中掺有缓凝剂,可适当延长至1.5~2.5小时,以增强密实效果并减少表面裂缝。

  〖4〗振捣过程中应避免振动棒接触钢筋、模板及预埋件,同时全程监控钢筋保护层厚度与预埋件位置准确性。

  〖5〗混凝土表面处理应执行“三压三平”工艺:首先用刮尺按标高刮平,木抹拍实;初凝前采用提浆机提浆;终凝前用压光机压实整平,以封闭收缩裂缝。

  〖6〗对于表面泌水,应在每层浇筑尾声时将其引流至低洼处,集中后用泵排出,避免表面水灰比过大。

  〖7〗浇筑后4~8小时内清除部分浮浆,刮平后木抹压实。初凝后出现的龟裂应在终凝前进行二次抹压,以消除浅表裂缝。

  ▲大体积混凝土的养护管理

  保温保湿养护是控制大体积混凝土内外温差、防止裂缝产生的关键。常用措施包括带模养护时外挂草帘,混凝土表面喷涂保水率90%以上的养护剂并覆盖塑料薄膜,必要时加盖毛毡保温。养护应于浇筑后12小时内开始,持续约28天,并根据气候与测温数据动态调整措施。

  ▲大体积混凝土裂缝成因分析

  大体积混凝土裂缝按深度可分为表面裂缝、深层裂缝与贯穿裂缝。贯穿裂缝切断结构断面,危害最大;深层裂缝次之;表面裂缝影响较小。室内构件裂缝宽度限值为0.3毫米,露天或高湿环境限值为0.2毫米。地下结构裂缝宽度超过0.2~0.3毫米时易引发渗漏,需进行化学灌浆处理。

  裂缝产生的主要原因为温度应力超过混凝土抗拉强度,具体影响因素包括:

  〖1〗水泥水化热:大体积混凝土内部热量不易散发,导致温升集中,一般在浇筑后3~5天达到峰值。

  〖2〗外界气温变化:气温骤变会加剧内外温差,尤其在高温环境下混凝土内部温度可达60~65℃。

  〖3〗混凝土收缩:约80%的拌合水蒸发引起体积收缩,干湿交替会加剧裂缝风险。

  ▲大体积混凝土裂缝控制综合措施

  裂缝控制需从降低水化热与调控温差两方面入手:

  〖1〗降低水化热措施:

  (1)利用混凝土后期强度,优化配合比,减少水泥用量。

  (2)选用级配良好的骨料,控制含泥量,掺加粉煤灰或减水剂、缓凝剂,降低水胶比。

  (3)掺入微膨胀剂或膨胀水泥,实现补偿收缩,减少温度应力。

  〖2〗温差控制措施:

  (1)加强模内通风,促进热量散发。

  (2)选用低热水泥,控制原材料温度,采用冷却措施预冷骨料。

  (3)实施保温保湿养护,缓降温度,发挥徐变特性。

  (4)延长养护时间,合理确定拆模时机,利用“应力松弛效应”降低开裂风险。

  (5)加强温度监测,实行信息化管理,将内外温差控制在25℃以内。

  (6)科学安排浇筑顺序,确保混凝土均匀上升,避免局部堆积。

  通过系统化的材料选择、工艺控制与精细化管理,可有效提升大体积混凝土施工质量,确保结构耐久与安全。


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