浅析建筑工程中混凝土施工控制技术

浅析建筑工程中混凝土施工控制技术
官兆严
摘要: 结合工作实践经验，本文主要阐述了在建筑工程中混凝土配合比设计施工及控制养护方面等方面进行浅析，可供同行参考。
关键词：建筑工程；基础底板；技术措施；施工控制；混凝土配合比；
1 工程简介
对某工程建筑面积9500m2，中地下室1层，基坑开挖深度7.5 m，地上12层。该工程基础底板属于大体积混凝土，同时混凝土强度等级与抗渗等级高。基础环梁混凝土C40，其他部位混凝土C35，抗渗等级为S8。设计采用防水混凝土，其中掺加一定比例的防水添加剂。此外，防水添加剂应具有补偿混凝土收缩的功效，以减少混凝土的收缩裂缝，防水添加剂可与膨胀剂结合使用。
在该工程基础底板浇捣前，我们分析了大体积混凝土的施工控制要素，并分别对基础深坑和大底板进行混凝土水化热计算，以论证确定施工方案可行性。

图1 大体积混凝土施工控制要素
在策划底板混凝土浇筑方案时，充分重视信息化施工的要求，重视现场监测，在混凝土内部设置温度测点，严格控制内外温差，保证温差不超过25°C。参见图1。
2 混凝土配合比设计
加强与混凝土供应单位的沟通，要求拌站在配合比设计中，适量减少水泥用量，提高粉煤灰、矿粉含量，掺入适量的减水剂、外加剂，减小水化热。该工程基础底板混凝土设计的配合比如表1。

基础底板混凝土设计的配合比如表1

施工采用42．5R矿渣硅酸盐水泥、粗骨料选用粒径为5～25 mm连续级配。细骨料选用细度模数2.50左右的中砂。严格控制粗细骨料的含泥量，石子含泥量控制在1％以下，黄砂含泥量控制在2％以下。掺加粉煤灰和矿渣粉活性混合材料，替代部分水泥，在保证混凝土强度的前提下，有效地减小水化热，延迟峰温出现的时间。凝结时间控制在初凝为9～10 h，终凝为12～13 h。
在材料选配上，为降低混凝土的温升和减少混凝土的收缩，细骨料选用含泥量小于2％得中粗砂，细度模数为2.79，平均粒径为0.381，但为不影响混凝土的可泵性，砂率不宜过大；粗骨料选用5～40mm石子，减少混凝土收缩，含泥量＜1％，符合筛分曲线要求可减少用水量，使混凝土收缩和泌水随之减少，骨料中的针状和片状颗料＜15％(重量比)。采用集料泵送混凝土砂率在42％～45％之间，在满足可泵性的前提下，尽量降低砂率，坍落度在满足泵送条件下尽量选用小值，减少收缩变形。
3 测温控制方法
大体积混凝土施工时，混凝土内部热量较难散发，外部表面热量散发较快(在夜间及下雨天气时更甚)，内部和外部热胀冷缩过程相应会在混凝土表面产生拉应力。温差大到一定程度，混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时，混凝土表面就会产生有害裂缝，有时甚至形成贯穿裂缝。另外，混凝土硬化后随温度降低也会产生收缩，由于受到地基约束，会产生很大外约束力，当超过当时的混凝土极限抗拉强度时，也会产生裂缝。为了解基础大体积混凝土内部由于水化热引起的温度升降规律，掌握基础混凝土中心与表面、表面与大气温度间的温度变化情况，需要采取必要的措施。
对于该工程大体积混凝土的测温，我们制定严格的温控方案加以控制，即控制混凝土内外温差在25℃以内，根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑测温点的布置。自混凝土入模至浇捣完毕的前3 h期间内每1 h测温1次；第4～6 h，每2 h测温1次；以后每4 h测温1次。一般10～14 h后可停止测温，或温度梯度＜20℃时，可停止测温。每测温一次，应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。当混凝土中心温度差超过22℃时，必须向现场施工管理人员报警。当超过25℃时，现场施工方必须采取有效技术措施。当温度梯度小于20℃通知施工现场可消除混凝土表面保温材料。
采用国内先进的智能温度巡检系统XX—16型多点测温仪，WZC—010铜热电阻作为测温探头进行测温，配以导线。铜热电阻与导线必须焊接可靠，然后用环氧树脂封闭，并进行防老化处理，确保不渗水。
测温前准备工作：在基坑外距测温区较近处搭设3．5 m x 3 m简易控制室，以防雨、防风、防盗；测温控制室内配置220V电箱1个；测温探头按布置要求埋人，将导线引至测温控制室并与测温仪连接，校验正确；浇捣前测出各测温探头的初始温度值，并作好记录；浇捣前测出大气温度及入模混凝土温度并作好记录；对浇注人员提出保护测温探头与导线的注意事项。
测温阶段的要求：自混凝土入模至浇捣完毕的3 h期间内每隔1h测温1次第4～6 h，每隔2 h测温1次，以后每隔4 h测温1次。一般10～14 h后可停止测温，或温度梯度＜20℃时，可停止测温；每测温1次，记录、计算每个测温点的升降值及温差值；当混凝土中心温度差超过22℃时，必须向现场施工管理人员报警。当超过25℃时，现场施工方必须采取有效技术措施。
4 温控技术措施
该工程特选的保温覆盖物为：a)普通塑料簿膜：宽幅，厚度0．4 mm一层；b)草包：草包二层，一层即是一只草包的厚度，如图2所示。

图2 混凝土底板养护示意
塑料簿膜覆盖应及时，在混凝土浇捣过程中逐步覆盖失浇捣完部分，平整后即先铺设。铺完塑料薄膜后铺设草包，覆盖一层，另一层备用。覆盖时塑料簿膜幅与幅之间接缝处应有5 cm重迭，每只草包之间应有10 cm重迭。插筋垂直方向应盖草包一层。草包一般不宜成片掀去，应在测温设备监测下以夹花方式掀去1／2或1／3。
该工程底板大体积混凝土，在征得设计同意后充分利用混凝土的中后期强度，有效地降低水泥用量，从而控制大体积混凝土的温升。为了尽量降低混凝土的最高温升，在泵车水平输送管的整个长度范围内覆盖草袋，以减少混凝土泵送过程中吸收太阳的辐射热。加强测温和温度监测与管理，实行电脑信息化控制，确保混凝土内外温差控制在25℃以内。
混凝土养护主要是保温保湿养护，保温养护能减少混凝土表面的热扩散，减少混凝土表面的温差，防止产生表面裂缝，保温养护还能控制混凝土内外温差过高，防止产生贯穿裂缝。保湿养护能防止混凝土表面脱水而产生表面干缩裂缝，再者能使水泥水化顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。
混凝土由大斜面分层下料，分皮振捣，每皮厚度为50 cm左右，采用“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的方法确保避免出现施工冷缝。每台泵车进料量要及时反映到调度室，按浇捣总量及时平衡搅拌车进入各泵位，基本做到浇捣速度相同，齐头并进。
每台泵车供应的混凝土浇筑范围内应布置4～6台振动机进行振捣，每台泵车浇捣速度平均每小时不少于30 m3，要求不出现夹心层及冷施工缝，并应特别重视每个浇筑带坡顶和坡脚两道振动器振动，确保上、下部钢筋密集部位混凝土振实。
混凝土表面处理做到“三压三平”。首先按面标高用煤撬拍板压实，长刮尺刮平；其次初凝前用铁滚筒数遍碾压、滚平；最后，终凝前，用木蟹打磨压实、整平，以闭合混凝土收水裂缝。混凝土浇捣前及浇捣时，应将基坑表面积水通过设置在垫层内的临时集水井、潜水泵向基坑外抽出。
5 结语
我们采用本文上述的综合法进行混凝土裂缝的控制，遵循先放后抗的原则，在底板浇捣时从混凝土配合比设计、水化热的分析计算、浇捣工艺、施工组织、信息化施工及养护等方面进行全过程控制，因此而取得了成功。为了保证混凝土浇捣，控制混凝土人模温度是控制混凝土温降的重要手段。该工程在混凝土表面用木蟹压紧平整后，覆盖二层草袋及一层塑料薄膜，覆盖工作必须严格认真贴实，薄膜幅边之间搭接宽度不少于10 cm，草包之间边口拼紧，养护期间浇水视具体情况而定，经过实践证明是有效的，可以防混凝土产生干缩裂缝，并使水泥水化顺利进行。