大体积混凝土施工技术与温度控制剖析

赖兴海

（恒超建工集团有限公司，福建 福州 350000）

在现代工程施工中，大体积混凝土施工技术应用越来越广泛，在路面桥梁、高层楼房基础等工程中均占有重要地位。而在大体积混凝土施工中经常容易出现裂缝、变形等问题，降低了混凝土结构的耐久性和整体性。出现裂缝问题的重要原因体现在技术控制和温度控制不当，因此，优化施工技术、加强温度控制在大体积混凝土施工中尤为重要。

1 大体积混凝土施工现状

现阶段，我国大型民用建筑和工业建筑数量不断增多，高层楼房已普遍存在。在此环境下，高层建筑地下室底板厚度已达到2m 以上，大多使用大体积混凝土。大体积混凝土施工采用一次性浇筑或分层多次浇筑的方式，在应用过程中对整体性要求较高，结构体量相对较大，所以，对技术要求也往往较高。大体积混凝土施工需要施工人员全面掌握施工环节各方面要素，科学应用施工技术工艺预测混凝土厚度，并按照要求进行浇筑施工。目前，虽然在大体积混凝土施工中已经积累了一定的经验，但由于施工条件差异、工程设计不同等，也容易出现反常现象，还需要格外注意常见的变形、开裂等问题。

2 大体积混凝土施工常见问题

2.1 混凝土自缩

大体积混凝土出现自缩问题主要有以下几种原因：一是在施工过程中为了提高施工质量，施工人员会在混凝土中添加减水剂等外加剂，以加大混凝土的流动性，但若不加以控制，外加剂本身的双面性特点便会凸显，使混凝土发生自缩问题。二是混凝土在浇筑后至凝固前，若不做好保湿养护等措施，会有超过82%的水分挥发，而只有不足20%的水分被吸收。三是在施工期间所使用的不同材料对矿物成分需求各不相同，很容易在某个施工环节添加易诱发混凝土自缩的材料，如硅灰等矿物材料。

2.2 水泥水化热

大体积混凝土浇筑期间，很容易发生水化反应，产生较多的热量，进而使混凝土内部结构温度过高。加之大体积混凝土本身截面相对较厚，水化热反应产生的热量无法迅速向外扩散，使其全部集中在结构内部。根据相关数据分析，在施工操作过程中，当大体积混凝土抗压强度达到3MPa 时，就会产生绝热温升；当其抗压强度达到4～5MPa 时，大体积混凝土的表面温度就会大幅升高，而其内部温度会急剧下降，产生严重的内外温差。通常情况下，在大体积混凝土浇筑初期，往往无法发挥导热功能，也不会明显受到温度应力的影响，但随着施工不断进行，大体积混凝土弹性作用就愈发明显，温度应力过高，势必会使混凝土抗压能力下降，混凝土结构出现开裂问题。

3 大体积混凝土施工技术及温度控制

3.1 工程概况

盈福壹號项目工程共5 栋住宅建筑，总建筑面积57 093.9m2，建筑设计等级为一级。该工程项目所处区域为亚热带季风气候，常年温暖湿润、雨量充沛、光照充足，年平均气温在20℃～25℃。该工程涉及大体积混凝土工程，采用的混凝土主要为商品泵送混凝土。通过对当地市场的调查和对比分析，选择确定混凝土供应站并使用罐车将其运输至现场。混凝土浇筑按照先浇筑竖向墙柱、后浇筑水平梁板的顺序进行。基于此，具体研究大体积混凝土施工技术及温度控制。

3.2 原材料控制

按照施工要求和国家有关规定，选择普通硅酸盐水泥作为混凝土水泥。使用中粗砂和5～40mm的碎石作为原材料，控制砂和石料的含泥量分别在1%～3%以内。为控制混凝土坍落度，在原材料配制中掺入适量减水剂和粉煤灰，控制其减水率超过12%，以提高混凝土和易性。在混凝土原材料搅拌过程中加入粉煤灰作为掺合料，搅拌均匀，增强泵送混凝土的流动性，降低拌和物的干缩和泌水性，同时降低水泥的水化热，科学控制温度裂缝现象。在此过程中，重点控制混凝土入模的坍落度在120～180mm，确保地上结构墙体混凝土使用的原材料均为同一类型、同一品种，且颜色和外观均匀一致。

3.3 混凝土浇筑

混凝土浇筑是大体积混凝土施工技术的重要部分。通过检验混凝土材料，分层次进行混凝土振捣和压实处理，做好混凝土表面抹平工作等步骤，有序开展混凝土浇筑工作。在此过程中，处理施工缝不可或缺。该工程中的全部施工缝均采用多层板分隔，因此，在下一流水段混凝土浇筑前，首先要进行上一段混凝土边缘弹通线处理。然后，使用无齿锯切割施工缝，保证其顺直状态，严格控制切割深度，避免损伤钢筋。切记在混凝土强度达到1.2MPa 后才能进行施工缝处理。

3.3.1 水平和竖向混凝土浇筑

水平和竖向混凝土浇筑过程均要保证一次成型。由于水平梁板与竖向结构的混凝土标号不同，所以，在浇筑期间必须确保同标号共同进行，避免掺杂混乱。浇筑过程要按照从远向近、先竖向后水平、由低到高的顺序进行。在浇筑期间，施工人员应重点观察预埋件、钢筋、模板等是否存在位移、变形等问题，若发生此类问题，必须及时采取处理措施。振捣期间，控制振捣器与模板的距离，尽量使其在振捣器作用半径0.5倍范围内，且远离预埋件、钢筋等，避免造成破坏。泵送期间应按照先慢后快的原则控制泵送速度，根据混凝土状态观察混凝土泵压力等，逐步加快速度，保证浇筑施工高质量进行。

3.3.2 楼梯混凝土浇筑

在楼梯混凝土浇筑前，首先将楼梯表面的杂物清除干净，并洒水使其保持湿润，确保后续接搓的严密性。在混凝土浇筑过程中，控制其坍落度为12～24cm，防止浇筑踏步过程中混凝土出现下淌问题。将混凝土泵送至平台，人工将混凝土送入踏步模中，保证操作规范，避免出现碰撞冲击变形。楼梯混凝土浇筑过程按照从下到上的顺序进行，先振实休息平台板混凝土，到踏步位置后再同时进行踏步混凝土浇筑，使用铁抹子对踏步表面压光抹平处理。其中，振捣过程使用插入式振捣器，按照快插慢拔的原则进行振捣。在上层混凝土振捣过程中，将振捣棒插入5cm 左右的深度，控制振点间的距离为50cm，每个振点振捣20s 左右最佳。

3.4 混凝土养护

由于该项目处于福州地区，夏季气温相对较高，空气较为干燥，此时混凝土水分蒸发更快，很容易出现脱水问题，导致水泥颗粒无法充分水化，无法转换为稳定结晶，进而使混凝土结构出现干缩裂纹，影响结构整体耐久性和强度。因此，在混凝土施工完成后，混凝土养护是施工技术中不可缺少的一环。无论在何种天气环境下，浇筑完成的混凝土都需要进行养护处理，确保水泥水化正常进行，使混凝土结构达到要求强度，避免收缩变形。首先，在浇筑完成后，凝固第一阶段内，必须使用合适的材料进行覆盖处理，以避免混凝土受雨水、阳光直射影响。通常在浇筑结束12h内进行覆盖和浇水处理，若此时气温较高，则可提前2h 左右进行。严格控制混凝土浇水养护时间，对于矿渣硅酸盐水泥和硅酸盐水泥原料制作而成的混凝土要至少养护7d。根据天气和混凝土实际情况控制浇水频率，确保混凝土结构始终处于湿润状态。在养护期间做好保护措施，避免混凝土结构受到撞击破坏。

3.5 温度控制

3.5.1 原料拌和温度控制

首先要控制原料拌和过程温度，以确保混凝土的入模温度达到标准要求，将其控制在5℃～30℃范围内，以确保在炎热天气下，混凝土拌和物的入模温度不会超出规定范围。在混凝土拌和期间，施工人员必须做好温度检测工作，并加强出场温度监管，确保入模温度在要求范围内。在原材料拌和期间，影响混凝土温度的主要原因包括水温和骨料。一方面，应降低骨料的温度，将选择的粗骨料等原材料使用凉棚或篷布覆盖保存，避免阳光直射。若天气过于炎热，可适当在骨料表面洒水降温；另一方面，在炎热天气下尽量降低水温，可根据实际情况使用冰水搅拌混合物，以降低混凝土拌和物材料温度。另外，在拌和物出场后，需要安排专门人员检查混凝土坍落度和出机温度，做好相关记录，确保出机温度在30℃以内。尤其是夏季，更要控制出机温度，以避免坍落度损失较快。在先进技术下，施工单位还可通过温度监控系统控制全过程温度。温度监控系统架构见表1。

表1 温度监控系统架构

3.5.2 浇筑过程温度控制

在大体积混凝土浇筑前，首先，应控制钢筋、模板等温度，保证其温度在合理范围内，避免影响混凝土的入模温度。若是钢筋模板露天放置且室外温度较高，为了避免阳光直射，还要对其做适当遮挡处理。其次，选择合适的浇筑时间。夏季施工中应尽量在凌晨浇筑，由于其温度相对较低，加之适当缩短浇筑时间，可避免在浇筑过程中混凝土的温差变化过大。另外，在混凝土浇筑分层处理过程中，还要控制大体积混凝土分层浇筑的每层厚度在40cm 以内，并降低浇筑长度蓄热量，以防止水化热聚集，控制温度应力。

3.5.3 养护期间温度控制

①冬季养护温度控制。在冬季施工过程中，大体积混凝土必须做好保温养护措施。在四角挡板、模板等相对薄弱的位置悬挂草帘被以起到保温作用。在混凝土浇筑完成后做好上口保温，使用防火草帘被覆盖在其表面。同时，养护期间还应做好防风保护。先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，再覆盖一层草帘被，起到防风和防失水保护作用。当混凝土强度达到1N/mm2后，可将侧模板混凝土轻轻脱落，再继续养护至4MPa 后拆除模板。在冬季施工中，混凝土保温是综合蓄热法的施工关键，选择的保温材料必须符合规定要求，同时，要保证材料覆盖的均匀性和密实度。在保温工作完成后，安排专业人员检查保温效果，尤其在特殊天气更要保证保温层的完整性。当养护期间平均气温在5℃以下时，不能进行浇水工作，并在浇筑结束12h 内及时覆盖塑料薄膜和草帘被达到保温效果，控制内外温差。

②夏季养护温度控制。夏季进行大体积混凝土施工，若不做好温度控制，很容易降低混凝土强度，在其表面出现收缩裂缝问题。对此，应在混凝土浇筑初凝后立刻进行养护工作。使用蓄水养护措施对混凝土连续养护，确保混凝土始终保持在湿润状态下。对于大面积的板类工程，在养护期间使用养护剂较为便利。由于白色养护剂能够形成薄膜对太阳光进行反射，且能够减少热量的吸收，控制混凝土温度上升，因此，可在养护剂中适当增添白色颜料，以控制混凝土温度。

4 结语

综上所述，作为现代建筑工程中重要的施工技术之一，大体积混凝土施工发挥着重要作用。在大体积混凝土施工中，把握技术要点、做好温度控制至关重要，能够有效避免混凝土自缩或水化热问题，降低混凝土裂缝、变形等问题出现的概率，维持混凝土结构稳定性，从而提高建筑工程施工质量，促进建筑行业持续发展。