摘 要:主要以東北某地區大型設備基礎底板大體積混凝土冬季施工為例，制定大體積混凝土從施工前混凝土原材料的選擇、配合比的確定、混凝土攪拌運輸、澆筑溫度的控制、混凝土的筑施工分層控制、振搗控制、保溫養護、測溫等過程控制的冬季施工方案。通過對基礎底板大體積混凝土施工方案制定，能夠防止底板大體積混凝土能夠防止早期混凝土遭受凍害，控制溫差，防止裂縫的目的。

　　關鍵詞：大體積混凝土,冬季施工,控制

　　一、工程概況

　　本工程位于東北某地區，該地區自然條件惡劣，冬季寒冷，冰凍期從11月至次年3月份，長達4個月，溫度在零下2攝氏度至零下18攝氏度。底板采用鋼筋混凝土結構，底板外徑為87.400米，中心區設計厚度為1.00米，周邊環形區設計厚度為1.20米，底板與其下方樁基礎采用剛性錨固連接，混凝土強度等級為C50，澆筑量為7000m3。底板施工從當年的12月3日開始施工至次年的1月2日完成了混凝土的澆筑，環境溫度平均在-10℃左右。

　　大體積混凝土是混凝土結構實物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土。結構厚實，混凝土量大，工程條件復雜，施工技術要求高，水泥水化熱較大，易使結構物產生溫度變形。大體積混凝土除了最小斷面和內外溫度有一定的規定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當，溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產生裂縫。 冬季施工是根據當地多年氣象資料統計，當室外平均氣溫連續5天穩定低于5攝氏度。綜上所述，工程基礎底板屬大體積混凝土冬期施工。

　　二、大體積混凝土施工前準備

　　1.大體積混凝土原材料的選擇

　　(1)水泥：是大體積混凝土的主要膠凝材料，為保證混凝土的強度，結合當地條件，選擇了P.II 42.5水泥。

　　(2)礦粉：礦粉可減少水泥用量減少水泥用量約10%～15%，且水化放熱量很少，從而減少了水化放熱量，因此施工時混凝土的溫升降低，可明顯減少溫度裂縫，這對大體積混凝土工程特別有利。為此方案中選擇了S95礦粉為摻合料。

　　(3)混凝土外加劑：混凝土外加劑在現在混凝土應用技術中作用越來越大，成為名副其實的第五組份。混凝土外加劑摻量較低，且能明顯改善混凝土拌合物的工作性和硬化性能。為此方案中選擇了Sika Viscocrete 3301C高性能減水劑，減水率為20%-30%。

　　(4)粗細骨料：粗骨料選用5mm-25mm連續級配碎石，含泥量不大于1%;細骨料采用的是福建河砂，屬中砂，含泥量不大于3%。

　　2.大體積混凝土施工配合比的確定

　　根據設計及規范要求，參照以往的儲罐底板施工經驗，冬季大體積混凝土坍落度控制在160-220mm。混凝土配合比采用工程實際使用的原材料和計算配合比進行試配，保證混凝土的絕熱溫升和工作性滿足要求。每盤混凝土試配量不應小于20L;進行試拌，并調整砂率和外加劑摻量等使拌合物滿足工作性要求，提出試拌配合比在試拌配合比的基礎上，調整膠凝材料用量，提出不少于3個配合比進行試配。根據試件的試壓強度和耐久性試驗結果，選定設計配合比; 應對選定的設計配合比進行生產適應性調整，確定施工配合比; 對采用攪拌運輸車運輸的混凝土，當運輸時間可能較長時，試配時應控制混凝土坍落度經時損失值。經試驗確定混凝土施工配合比見表2-1。

　　3.混凝土的熱工計算

　　(1)混凝土最高絕熱溫升計算：根據往年本地區的施工氣候條件預計在施工期間環境溫度為-10℃，大體積混凝土入模溫度在+10℃左右。利用公式Tmax=T0+C/10+K/50計算混凝土最高絕熱溫升，式中T0為混凝土的入模溫度;C為單位普通硅酸鹽水泥用量，Kg/m3;K為礦粉用量，Kg/m3。底板采用的普通硅酸鹽水泥，水泥用量為235 Kg/m3，礦粉用量為190 Kg/m3，Tmax=10 +235/10+190/50=39.65℃。

　　(2)混凝土保溫層厚度計算：本工程計劃使用塑料布+草簾被+帆布保溫材料進行混凝土保溫養護。利用公式λ1·(Ta-Tb)/δ=λ2(Tmax-Ta)/0.5H計算保溫層厚度，其中，H為底板厚度;λ1為蓄熱層導熱系數，取0.08W/(m.c);λ2為混凝土導熱系數，取2.3W/(m.c);Ta為混凝土表面溫度，Ta= Tmax-ΔT(ΔT為控制溫差);Tb為施工時的平均氣溫，此處取值-10℃;δ為蓄熱層厚度，m。δ= 0.5Hλ1·(Ta-Tb)/λ2(Tmax-Ta)=0.5×0.08(14.65+10)/(2.3×25)=0.017m。

　　(3)通過對混凝土最高絕熱溫升和保溫材料的厚度計算，保溫層采用塑料布+草簾被+帆布材料厚度保證在0.017m以上，在環境溫度環境溫度為-10℃，混凝土入模溫度在+10℃左右的前提下，能夠滿足混凝土的內外溫差控制在25℃以內，保證混凝土的表面溫度不受凍害。

　　三、施工過程控制

　　1.嚴把材料質量關

　　對進場的各種原材料進場全部按標準進行嚴格檢查，進場原材料的質量證明文件必須齊全，要求的規格性能必須符合試驗配合比的要求，經檢查確認無誤后。按照規范要求對原材料全部按照標準進行嚴格復試，經復試合格后，方可進行使用，不合格的原材料嚴禁入場。

　　(1)水泥：進場時應對其品種、級別、散裝倉號、出廠日期等進行檢查，并應對其強度、安定性及其他必要的性能指標進行復驗，其質量必須符合現行國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》GB175。當在使用中對水泥質量有懷疑或水泥出廠超過三個月時，應進行復驗，并按復驗結果使用。鋼筋混凝土結構、預應力混凝土結構中，嚴禁使用含氯化物的水泥。 檢查數量：按同一生產廠家、同一等級、同一品種、同一批號且連續進場的水泥散裝不超過500t為一批，每批抽樣不少于一次。檢驗方法：檢查產品合格證、出廠檢驗報告和進場復驗報告。

　　(2)礦粉：進場時應對其品種、級別、出場日期等進行檢查，并對其細度(比表面積)、需水量比(流動度比)、活性指數(抗壓強度比)、燒失量指標進行復驗，其質量必須符合現行國家標準《用于水泥與混凝土中粒化高爐礦渣粉》GB/T18046。檢查數量：應以連續供應的200t相同等級的粉煤灰為一批。檢查方法：檢查產品質量證明書、復檢報告。

　　2.大體積混凝土攪拌、運輸、澆筑溫度控制

　　(1)現場攪拌站為了控制攪拌質量，砂、石、水泥、礦粉和減水劑采用電子計量自動上料，混凝土計量偏差見表2-2。混凝土攪拌制定了合理的投料順序，使混凝土獲得良好的和易性和使拌合物濕度均勻，有利于強度發展。其投料順序為先投入骨料，干拌均勻再投入加熱的水，等攪拌一定時間后，水溫降至40℃左右時，再投入水泥、礦粉和外加劑，拌合均勻。注意攪拌時要絕對避免水泥遇到過熱出現假凝現象。混凝土的攪拌時間應比常溫延長50%并符合有關規定，對于摻有減水劑的混凝土拌制時間采取常溫拌制時間的1.5倍。嚴格按照施工期間氣候寒冷并伴有風雪天氣，露天砂石堆場中部分骨料會出現結冰凍結現象，鏟車上料時需將骨料中的凍結骨料碾碎剔除。

　　3.大體積混凝土澆筑施工

　　(1)大體積混凝土應分層澆筑，以減少混凝土澆筑過程中熱量損失，每層高度控制在400mm-500mm，底層澆筑范圍7m-8m內，將在30分鐘內覆蓋上一層混凝土，保證混凝土澆筑質量每層混凝土澆筑在初凝前完成上層混凝土澆筑。

　　(2)底板混凝土澆筑進行分段分塊澆筑，澆筑的分段分塊形式對控制溫度應力和裂縫的出現有重要的影響，澆筑塊越大，溫度應力也越大，越容易產生裂縫。根據以往的施工經驗，將底板外徑為87.400米，中心區設計厚度為1.00米，周邊環形區設計厚度為1.20米，分為環形區域4段，中心區域分為2塊，進行澆筑。

　　(3)在進行振搗時，振搗工沿著澆筑面推進方向排成一行，逐行振搗向前推進;振搗和布料一樣分層進行，振搗上層混凝土時振動棒插入下層混凝土深度不小于5cm，插點間距不大于振動半徑的1.5倍，振動時間在25s左右，以保證混凝土密實但不離析。混凝土澆筑至底板面層先用2米的鋁合金刮尺刮平后，邊角處用木抹子找平，待混凝土初凝前用鐵抹子進行抹面壓光，壓光不少于兩遍。中間大面積混凝土表面是用混凝土提漿機在砼初凝前壓一遍，隨后用磨光機再壓一遍，確保混凝土表面因收縮產生細微裂縫出現。

　　4.大體積混凝保溫養護、溫度控制

　　(1)經過2.1.3條熱工計算及其以往工程施工經驗表明，在大體積混凝土澆筑初期，由于水化熱作用，混凝土內部溫度急劇升高，因此在分區澆筑抹面完成后表面立即采用塑料布+草簾被+帆布塑料行覆蓋，第一層塑料布選用黑色，草簾被與帆布根據施工要求，定制成各種規格尺寸，便于鋪蓋施工。第一層采用防止養護過程中水分散發過快，有利于保濕，表面覆蓋草簾被+帆布進行保溫養護，保證混凝土在受凍臨界強度前不受凍，防止混凝土熱量過快的散失，確保混凝土內外溫差25℃左右。

　　(2)混凝土內部溫度采用留設測溫孔、孔內放設熱電偶，采用電子測溫。每段每塊區域分別設置10個測溫點，每個測溫點分分上中下3個位置測量。安排專人24小時不間斷進行測溫，做好相關記錄，特別是在混凝土澆筑完成初期，發現異常內外溫差超出規范要求值時，項目部組織相關人員采取措施防止凍害、溫度裂縫的產生。底板大體積混凝土溫度的測溫從澆筑結束后每隔1小時測一次，第2天后每隔4小時測溫一次，直到混凝土中心溫度與表面溫度的溫差開始降低，再改為每8小時測一次，到混凝土中心溫度與表面溫度的溫差低于15℃時停止測溫。

　　四、結束語

　　本文通過大體積混凝土冬季施工方案的制定控制實施過程，闡述了大體積混凝土混凝土從施工前混凝土原材料的選擇、配合比的確定、人員、機械組織、混凝土攪拌運輸、澆筑溫度的控制、混凝土的筑施工分層控制、振搗控制、保溫、測溫等過程控制的冬期施工案。經過實測底板六個區域的入模溫度控制在10-16℃，混凝土的澆筑溫度控制在了5-8℃，混凝土中心點的最高溫度是45℃，混凝土的內外溫差控制在20-25℃，表面存在微裂紋，經過檢測均在0.2mm內。六個區域34組標養試塊強度平均值是55MPa。綜上結果表明，大體積混凝土冬期施工方案的施工準備、控制實施是切實可行的。在理論基礎上，采取有效的控制措施，可以保證大體積混凝土的施工質量。

　　參考文獻：

　　[1] GB50496-2009，大體積混凝土施工規范.

　　[2] JGJ/T 104-2011，建筑工程冬期施工規程.

　　[3] 閆豐梅.大體積抗滲混凝土配合比在冬期施工中的應用.山西建筑, 2010年6月第17期.

　　[4] 巖佩新.淺議大體積混凝土的冬季施工,2006年3月第5期.