大体积混凝土质量控制

1、大体积混凝土的质量控制措施大体积混凝土的质量控制措施1、何为大体积混凝土2、大体积混凝土的裂缝3、产生裂缝的主要原因4、现行规范、规程中有关大体积混凝土的条文5、浇筑温度问题6、大体积混凝土采用保温、保湿养护的作用7、混凝土测温点的布置和测温制度8、大体积混凝土施工时防止裂缝产生的一些措施 一、何为大体积混凝土？ 所谓大体积混凝土，没有一个具体量化值，过去一般理解为尺寸较大的混凝土，一般采用0.8m1m；现代大体积混凝土的定义改进为：由于水化热可能引起开裂的混凝土，就叫大体积混凝土。 GB50496-2009规定 “混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材

2、料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土”。日本建筑学会标准(JASS5)规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25的混凝土，称为大体积混凝土”。 特点：结构厚实，砼量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控温措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。 在建筑施工中常碰到大体积砼，为了解大

3、体积砼防裂和温度控制方面的问题，加强施工技术方面的交流，本人根据自己的认识所及，参考了一些相关书籍、文章，主要从实际出发，和大家交流一下大体积混凝土应该如何控制质量，为什么要进行防裂和温度控制的道理。 主要参考：高层建筑施工手册、地下工程防水技术规范GB50108-2001)、高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002、大体积混凝土施工规范GB504962009等规范、规程。二、大体积混凝土的裂缝大体积混凝土内出现的裂缝按深度的不同，分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝。它切断了结构的断面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性是较严

4、重的；而深层裂缝部分地切断了结构断面，也有一定危害性；表面裂缝一般危害性较小。 但出现裂缝并不是绝对地影响结构安全，它都有一个最大允许值。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度0.2mm。 对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.10.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈。如超过0.20.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而迅速加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。如出现这种裂缝，将大大影响结构的使用，必须进行化学灌浆加固处理。 大体积混凝土施工阶段所

5、产生的温度裂缝，一方面是混凝土内部因素：由于内外温差而产生的；另一方面是混凝土的外部因素：结构的外部约束和混凝土各质点间的约束，阻止混凝土收缩变形，混凝土抗压强度较大，但抗拉强度却很小，所以温度应力一旦超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这种裂缝的宽度在允许限值内，一般不会影响结构的强度，但却对结构的耐久性有所影响，因此必须予以重视和加以控制。 三、产生裂缝的主要原因有以下几方面： 1、水泥水化热 水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差

6、增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初35天。 2、外界气温变化 大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。 温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达6065，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。 3、混凝土的收缩 混凝土中约

7、20的水分是水泥硬化所必须的，而约80的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。 影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。 (1)荷载作用下的裂缝(约占10%)(2)变形作用下的裂缝(约占80%)(3)耦合作用下的裂缝(约占10%)4. 约束条件结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该抑制即称“约束”，大体积混凝土由于温度变化产生变形，这种变

8、形受到约束才产生应力。在全约束条件下，混凝土结构的变形：式中：混凝土收缩时的相对变形；混凝土的温度变化量；混凝土的温度膨胀系数。(3-1)4. 混凝土收缩变形四、现行规范规程中有关大体积砼的条文有哪些具体内容？ 混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002： 7.4.7条注：对大体积混凝土的养护，应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施。 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ32002中： 13.7.11条基础大体积混凝土施工应合理选择混凝土配合比，宜选用水化热低的水泥、掺入适当的粉煤灰和外加剂、控制水泥用量，并应作好养护和温度测量。混凝土内部温度与表面温度的差值、混凝土外表面和环境温度差

9、值均不应超过25。 地下工程防水技术规范GB501082001： 4.1.23条 大体积防水混凝土的施工，应采取以下措施： 1 在设计许可的情况下，采用混凝土60d强度作为设计强度； 2 采用低热或中热水泥，掺加粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料； 3 掺入减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂； 4 在炎热季节施工时，采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸收外界热量等降温措施； 5 混凝土内部预埋管道，通过循环水进行水冷散热；（注：一般要在混凝土厚度达1.8米以上才考虑采用该方法，根据温差情况调节水流速度） 6 采取保温、保湿养护。混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25，混凝土表面温度与大气温度的差值不

10、应大于25。养护时间不应少于14d。 （工程中基本上采用5、6两者之一或结合）底板混凝土浇筑后及时进行覆盖保温降温用循环水管冬天浇筑大体积混凝土后要注意及时覆盖保温为减少混凝土表面毛细张力，防止砼龟裂，可在砼浇筑表面二次收浆后，对砼表面用扫帚进行扫毛处理。五、浇筑温度问题浇筑温度Tj是指砼出罐后，经运输、振捣后的温度。混凝土结构工程施工及验收规范GB5020492 （2002年4月1日废止）对浇筑温度作了规定：“不宜超过28”。此规定没有考虑到全国地方差异，例如上海、南京、武汉等我国南方地区高温季节施工大体积砼，若不采取特殊措施是很难达到这一要求的，若采取措施就得花较大的费用。那么浇筑温度超过

11、28是否一定开裂呢？某些工程浇筑温度达到35，由于保温降温措施得力，也没有出现温差裂缝。南京。上海、武汉等地的某些大体积砼工程浇筑温度超过28，个别工程达到41，也没有出现危害结构安全和影响使用功能问题。因此，在混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002中，对于浇筑温度无不宜超过28的限制。 控制浇筑温度是有好处的，要降低浇筑温度必须从降低砼出机温度入手，其目的是降低大体积砼的总温升值和减小结构的内外温差。降低砼出机温度最有效的方法是降低石子的温度，由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，可要求商品砼供应商在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制砼

12、的浇筑温度方面，通过计算砼的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，少在白天进行，以免因暴晒而影响质量。 注：混凝土浇筑温度系指混凝土振捣后，在混凝土50100深处的温度。六、降温速率问题大体积砼的温度变化曲线一般如图所示。先是一个升温过程，升到最高点后就慢慢降温，升温的速度要比降温的速度大。 那么大体积砼何时达到最高点呢？主要决定于配合比、几何尺寸、现场条件等因素，根据工程统计，一般的大体积砼浇筑后35d出现最高点。 大体积混凝土施工规范GB504962009第3.0.4条第3点规定：混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0/d。 如大体积砼升温时内表温差过大，会造

13、成表面裂缝；那么降温速率过快，会造成贯穿性冷缩缝，是绝对不允许的。 任何材料的允许温差与材料的极限值有关。对于大体积砼而言，如果降温过快，虽然内表温差仍然控制在规范要求之内，但由于砼内部（不同部位）温差过大，温差应力达到砼的极限抗拉强度时，理论上就会出现裂缝，而且此裂缝出现在大体积砼的内部，如果相差过大，就会出现贯穿裂缝，影响结构使用，因此，降温速率的快慢直接关系到大体积砼内部拉应力的发展。目前有的工程采用降温速率取23/d，跟踪后也未见贯穿裂缝，但是对于大多数施工单位来说，由于没有全面可靠的数据资料，为安全起见仍采用11.5/d。 六、大体积砼采用保温、保湿养护的作用大体积砼养护主要是保持适

14、宜的温度和湿度条件。 保温养护作用： 1、减少砼表面的热扩散，减小砼表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。 2、延长散热时间，充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性。使砼的平均总温差所产生的拉应力小于砼抗拉强度，防止产生贯穿裂缝。 保湿养护的作用： 1、刚浇筑不久的砼，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，适宜的潮湿条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。 2、砼在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高砼的极限拉伸强度。 防水混凝土的养护是至关重要的。在浇灌后，如混凝土养护不及时，混凝土内水分将迅速蒸发，使水泥水化不完全。而水分蒸发造成毛细管网彼此连通，形成渗水通道；同时混凝土收缩增大，出现龟裂，使混凝

15、土抗渗性急剧下降，甚至完全丧失抗渗能力。若养护及时，防水混凝土在潮湿的环境中或水中硬化，能使混凝土内的游离水分蒸发缓慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛细孔隙，因而形成不连通的毛细孔，提高了混凝土的抗渗性。 七、砼测温点的布置、测温制度、测温工具的选用 为了掌握大体积砼的温升和降温的变化规律，以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。 大体积混凝土施工时，需要对混凝土的内外温差进行控制，一般控制在25以内。可在混凝土浇筑前，埋入电子测温的温度探头 将测定的混凝土内外温差及升温和降温规律及时记录并整理成图表，以便直观地进行大体积混凝土施工温控。 测温探头 1、测温点的布置原

16、则： （1）、大体积混凝土浇筑体内监测点的布置，应以能真实反映出混凝土浇筑 体内最高温升、芯部与表层温差、降温速率及环境温度为原则。 （ 2）、监测点的布置范围以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为 测试区，在测试区内监测点的布置应考虑其代表性按平面分层布置；在基础平面对称轴线上，监测点不宜少于4处，布置应充分考虑结构的几何尺寸。 （3）、沿混凝土浇筑体厚度方向，应布置外表、底面和中心温度测点，其余 测点布设间距一般为500800。平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.55m。 当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的610倍，测温点

17、的布置，距边角和表面应大于50。 采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。 2、测温制度 最少测温次数，第1-4天每4小时测温一次；第5-7天每8小时测温一次；第8-14天每天测温一次。 当混凝土内部温度变化稳定且与环境温度基本相同时，停止测温。温度变化大时加密监测，所有测温孔均应编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。 测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应有施工项目技术负责人阅签，并作为对砼施工和质量的控制依据。砼测温记录必须及时整理，根据测温结果，绘制砼时间温度变化曲线，提出分析意见

18、或结论。 3、测温工具的选用 为了及时控制砼内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握砼温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。（传感器预埋前要进行测试检验，与钢筋接触处需用绝缘材料隔离）在测温过程中，当发现温度差超过25时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止砼产生温差应力和裂缝。 采用棒式温度计测量混凝土温度时，测温计不应受外界气温的影响，并应在测温孔内 至少留置3mm。 4、测温孔的处理 基础底板测温孔测完温度后，每一孔都是一个薄弱部位，处理不好就很容易从孔处渗漏，因此每一个孔都必须采用堵漏灵或防水宝之类防水材料仔细填

19、实。 5、介绍一种大体积混凝土的简易测温法 大体积混凝土的简易测温法，具体做法如下： 使用48的脚手架钢管或其他无缝钢管，管壁厚度以2为宜，内径为3050。按量取所需长度截断，其一端用比钢管外径大10的圆钢板焊牢密闭，使其不能渗水，焊接好的钢管呈正三角形，布置于绑扎好的底板钢筋网架上，并焊牢，再用橡皮套管套于距钢管底部50处，管两端用铁丝扎牢，确保水不能渗入管内。钢管口用木块塞好。两点间距为500；上管底距混凝土板面150，中管底距板底为1/2板厚，下管底距板底面150。 混凝土浇筑后，即向钢管中装入自来水，每隔一定时间用棒式温度计伸入管中，即可知该钢管下部混凝土温度。将不同深度管中所测温度相

20、比较，即能得知该处混凝土上下点的温差。从而能控制混凝土养护温度，确保底板混凝土工程质量。 另附对上述简易测温法的补充说明： 为保证棒式温度计的测温精度，应注意以下几点：1、测温管的埋设长度宜比需测点深50100，测温管必须加塞，防止外界气温影响。2、测温管内应灌水，灌水深度为100150；若孔内灌满水，所测得的温度接近管全长范围的平均温度3、棒式温度计读数时要快，特别在混凝土温度与气温相差较大和用酒精温度计测温时更应注意。4、采用预留测温孔洞方法测温时，一个测温孔只能反映一个点的数据。不应采取通过沿孔洞高度变动可通过同一测温点的2支不同长度测温管进行量测；二是砼表面与大气的温差，可用短的测温管

21、与空气中的温度对比而获得。要控制以上2个温差25，因大气温度与砼的中心温度是无法调节的，故我们只能通过覆盖或收起砼表面塑料薄膜来调节其表面温度以达到温度计的方法来测竖孔中不同高度位置的温度。八、大体积砼施工时防止裂缝产生的有关技术措施 大体积混凝土之所以开裂，主要是混凝土所承受的拉应力与混凝土本身抗拉强度之间矛盾发展的直接结果。因而，为了控制大体积混凝土温度裂缝的开展，就必须从降低混凝土温度应力和提高混凝土本身抗拉性能这两方面综合考虑，总体控制上需要从设计、材料和施工工艺三方面来综合考虑，设计方面监理一般只能按图监理，有能力强的可提出合理化的修改建议，混凝土配合比也基本只能接受混凝土公司出具的

22、配比单，当然在大体积混凝土施工前，监理一般需考察一下混凝土供应商，也可提出一些具体要求。施工现场控制方面的措施主要有：1）采用中、低热，干缩小的普通硅酸盐 水泥或矿渣硅酸盐水泥。 2）选用坚固性良好，细度模数大于2.6， 含泥量小于3%的中粗砂。 3）选用坚固性良好，针片状含量15%， 含泥量1%的连续级配石子。4）掺入高效减水剂，微膨胀剂和适量粉煤灰， 优化砼配合比，在满足强度，抗渗及和易性要求下，减少水泥和水用量，水灰比控制在0.4以内，坍落度在满足泵送条件下取12-16cm。5）尽量减少单位体积混凝土的水泥用量。 6）合理组织砼的供应，缩短砼运输时间，到达现场时往罐体上喷水，及时卸料，输

23、送泵料斗搭防晒棚，泵管全程裹湿麻袋，降低砼入模温度（浇筑温度）。 7）模板浇水充分湿润，砼分层浇筑。8）宜釆用分层连续浇筑施工或推移式 连续浇筑施工。应依据设计尺寸进行均匀分段。浇筑时在确保不出现冷缝的条件下应尽量扩大浇筑工作面，放慢浇筑速度和减少浇筑厚度，以保证混凝土在浇筑中有一定的散热机会。加强混凝土的振捣工作（导墙外侧是浇筑盲点），浇筑后的混凝土在初凝前，进行二次振捣，防止因混凝土沉落而出现裂缝。 （表面浮浆厚度大的可撒适量的瓜子片），采取措施及时排除混凝土泌水。浇筑前基坑、槽中积水要排除干净。9）采用保温覆盖的方法进行砼的养护或在混凝土内部埋冷却水管，同步进行混凝土温度监测，在一定的日期内控制混凝土表面温度与内部中心温度之间的差值。（一般混凝土内部埋冷却水管通水降温方案较少，只在混凝土厚度较大，内部水化热温升偏高、内表温差和降温速率不易控制的情况下，或工期紧，要尽快进入下道工序的，才有必要采用） 10）充分做好砼配合比试配优化技术工作，经多组试配，通过抗压强度和抗渗试验，调整优化，确定配合比。体量大采用多个供应商同时供应砼时，