大体积混凝土防裂纹施工工艺

摘要

本发明公开了一种防止混凝土开裂，提高混凝土浇注质量的大体积混凝土防裂纹施工工艺。该施工工艺包括以下步骤：首先搭设钢筋骨架以及模板，然后选定混凝土的型号和配比，对混凝土进行浇筑，混凝土浇筑完成后对混凝土的内外温度差以及最高温度进行调控；首先通过通水冷却，对混凝土进行冷却，当通水冷却无法使得混凝土内外温度差小于25℃时，通过对混凝土外部进行升温，从而降低混凝土内外温差，当混凝土内外温差小于25℃，内部最高温度小于50℃，保持混凝土自然降温；直到混凝土温度不变时拆除模板完成混凝土的施工。采用该工艺能够有效避免混凝土凝固过程中出现裂缝，提高混凝土的质量。

权利要求

1.大体积混凝土防裂纹施工工艺，其特征在于，依次包括以下步骤：

A、按照大体积混凝土设计施工图纸，制作安装好结构钢筋并按设计方案要求用钢筋骨架进行加固，钢筋安装完并经验收合格后按设计图纸在其周围搭设模板，并进行加固；所述模板围成混凝土浇注区；

同时按照设计施工图纸上的标高，设置温度测量点；在浇注区内每个温度测量点预埋测温管；

B、根据大体积混凝土的技术要求对大体积混凝土原材料及配合比进行选定，选择与技术、设计要求相同强度等级的混凝土进行配合比设计；然后向混凝土内按选定的配合比掺合Ⅱ级粉煤灰以及缓凝型高效减水剂；

C、将B步骤中混合后的混凝土浇注到混凝土浇注区内，要求一次性连续浇注完成；

D、混凝土浇注完成后，每间隔2小时检测一次混凝土的温度，根据检测到的混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度对混凝土的温度进行调控；

混凝土浇注完成6小时后，首先对混凝土进行通水冷却，同时每间隔2小时通过测温管测量一次各个测量点混凝土的温度；

当混凝土内外温差连续12小时大于25℃时；则对混凝土外部进行升温；直到混凝土内外温度差小于25℃；停止混凝土的外部升温；然后对混凝土进行降温，即对混凝土进行通水冷却，保持混凝土内外温差小于25℃，内部最高温小于或者等于75℃；

E、当混凝土内外温差小于25℃，内部最高温度小于50℃，且相邻两次混凝土温度检测中后一次检测到的混凝土内部温度低于前一次检测得到的内部温度时，停止通水冷却；

F、在混凝土表面铺设两层薄膜、两层棉毡；拆开模版，在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板；保持自然降温；

G、直到检测到混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度不再变化时，拆除模板完成混凝土的施工。

2.如权利要求1所述的大体积混凝土防裂纹施工工艺，其特征在于：步骤C中在浇注的过程中采取斜面式薄层浇捣连续进行。

3.如权利要求2所述的大体积混凝土防裂纹施工工艺，其特征在于：步骤D中对混凝土外部进行升温采用以下方式：通过混凝土外侧设置电热取暖器或者碘钨灯对混凝土外部进行升温。

4.如权利要求2所述的大体积混凝土防裂纹施工工艺，其特征在于：在步骤A中在浇注区内每个温度测量点预埋三个测温管；

在步骤D中检测混凝土的温度采用以下方式，对温度测量点的三个测温管测量得到的数据求平均值，得到该温度测量点的实际温度。

说明书

大体积混凝土防裂纹施工工艺

技术领域

[0001] 本发明涉及一种混凝土的施工工艺，尤其是一种大体积混凝土防裂纹施工工艺。

背景技术

[0002] 公知的：随着社会的进步和科技的发展，工程建设过程中大体积混凝土施工越来越常见，施工技术要求比较高，施工难度增加，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要我们努力提高施工技术和质量，来保证大体积混凝土工程的工程安全和施工质量，需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证大体积混凝土的施工。尤其是混凝土在浇注完成混凝土温度的控制，若混凝土内外温度差较大，混凝土在凝固过程中会产生裂缝；混凝土的质量不能得到有效的保证。

[0003] 现有的混凝土施工工艺：在混凝土浇注完成后，通过对混凝土进行通水降温以及在混凝土侧面设置保温层，从而调节混凝土在浇注完成后混凝土内部和外部的温度差以及混凝土内部的最高温度。

[0004] 1、施工工艺流程：混凝土原材料选择→优化配合比设计→设隔离垫层→基础放线→钢筋绑扎→安装循环冷却水管→安装模板→加保温层→混凝土浇注→混凝土养护及温度控制。

[0005] 2、材料选择：主要是外加剂、粗、细骨料的质量控制。

[0006] 3、配合比设计。

[0007] 4、控制混凝土的出机温度和浇筑温度。

[0008] 5、垫层及隔离层施工：为了减少基层对上部混凝土的约束力，砼垫层适当养护后，施工一毡二油隔离层(现烧现浇)，然后进行基础定位工作。

[0009] 6、模板及支撑：根据实际受力状况对模板纵向和竖向的背枋规格和间距，模板外侧支撑的用料和间距等按计算所得的混凝土的最大侧压力计算确定，并进行加固。

[0010] 7、大体积混凝土的搅拌、运输、浇筑：混凝土的搅拌工艺采用二次投料的砂浆裹石3
或净浆裹石搅拌工艺。砼运输采用6m搅拌运输车。砼浇注入仓采用HB60C-1413混凝土泵车输送入仓，保证混凝土连续不间断的浇筑。选择斜面分层浇筑法施工，中间不能停顿，避免出冷缝。对浇筑后的混凝土，在振动界限以前给予二次振捣。

[0011] 8、混凝土的泌水处理：混凝土在浇筑、振捣过程中，少量的泌水随着混凝土浇筑向前推进被赶至基坑顶端，由顶部模板下部的预留孔排至坑外。

[0012] 9、混凝土的表面处理

[0013] 为保证混凝土表面平整度，在模板上或钢筋支架顶部用水准仪设置足够的浇注面高程控制线，收面时先拉广线，采用靠尺、木抹子抹平、压实，再用铁抹子收光。若混凝土顶面浮浆多，浇注完后清除多余的泌水、浮浆，重新布置砼收面。

[0014] 混凝土的养护：按照《混凝土工程施工及验收规范》(GB50204-2002)的规定，混凝土浇筑后12小时内用塑料薄膜覆盖保水养护，防止水分蒸发。在气候温度很低的情况下还要用草垫、棉絮进行保温。

[0015] 大体积混凝土施工缺点：在升温与降温阶段容易发生表面裂缝和伸缩裂缝，这些裂缝分贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝。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，这种裂缝可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害性较大，其它两种裂缝危害性较小。所以在混凝土浇筑完后作好养护、保温及温控措施。

发明内容

[0016] 本发明所要解决的技术问题是提供一种防止混凝土开裂，提高混凝土浇注质量的大体积混凝土防裂纹施工工艺。

[0017] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大体积混凝土防裂纹施工工艺，依次包括以下步骤：

[0018] A、按照大体积混凝土设计施工图纸，制作安装好结构钢筋并按设计方案要求用钢筋骨架进行加固，钢筋安装完并经验收合格后按设计图纸在其周围搭设模板，并进行加固；所述模板围成混凝土浇注区；

[0019] 同时按照设计施工图纸上的标高，设置温度测量点；在浇注区内每个温度测量点预埋测温管；

[0020] B、根据大体积混凝土的技术要求对大体积混凝土原材料及配合比进行选定，选择与技术、设计要求相同强度等级的混凝土进行配合比设计；然后向混凝土内按选定的配合比掺合Ⅱ级粉煤灰以及缓凝型高效减水剂；

[0021] C、将B步骤中混合后的混凝土浇注到混凝土浇注区内，要求一次性连续浇注完成；

[0022] D、混凝土浇注完成后，每间隔2小时检测一次混凝土的温度，根据检测到混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度对混凝土的温度进行调控；

[0023] 混凝土浇注完成6小时后，首先对混凝土进行通水冷却，同时每间隔2小时通过测温管测量一次各个测量点混凝土的温度；

[0024] 当混凝土内外温差连续12小时大于25℃时；则对混凝土外部进行升温；直到混凝土内外温度差小于25℃；停止混凝土的外部升温；然后对混凝土进行降温，即对混凝土进行通水冷却，保持混凝土内外温差小于25℃，内部最高温小于或者等于75℃；

[0025] E、当混凝土内外温差小于25℃，内部最高温度小于50℃，且相邻两次混凝土温度检测中后一次检测到的混凝土内部温度低于前一次检测得到的内部温度时，停止通水冷却；

[0026] F、在混凝土表面铺设两层薄膜、两层棉毡；拆开模版，在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板；保持自然降温；

[0027] G、直到检测到混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度不再变化时，拆除模板完成混凝土的施工。

[0028] 进一步的，步骤C中在浇注的过程中采取斜面式薄层浇捣连续进行。

[0029] 优选的，步骤D中对混凝土外部进行升温采用以下方式：通过混凝土外侧设置电热取暖器或者碘钨灯对混凝土外部进行升温。

[0030] 优选的，在步骤A中在浇注区内每个温度测量点预埋三个测温管；

[0031] 在步骤D中检测混凝土的温度采用以下方式，对温度测量点的三个测温管测量得到的数据求平均值，得到该温度测量点的实际温度。

[0032] 本发明的有益效果是：本发明提供的大体积混凝土防裂纹施工工艺通过在混凝土浇注之前对混凝土进行选料以及掺合Ⅱ级粉煤灰、缓凝型高效减水剂；从而减少混凝土的用水量，保证混凝土凝固后的强度；在混凝土浇筑完成之后，混凝土凝固在混凝土内部产生水化热的过程中对混凝土内外温度差和混凝土内部最高温度进行控制；在混凝土内外温度差较大的情况下，通过对混凝土外部设置的加热器或者钨丝灯对混凝土进行外部升温，从而降低内外温差，避免混凝土凝固过程中出现裂纹，保证混凝土的质量。同时在内外部温差小于25℃，内部最高温度小于50℃时，在混凝土表面铺设两层薄膜、两层棉毡；在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板；保持自然降温。从而能够保证混凝土的自然凝固，保证混凝土的内部质量。

具体实施方式

[0033] 下面结合实施例对本发明进一步说明。

[0034] 大体积混凝土防裂纹施工工艺，依次包括以下步骤：

[0035] A、按照大体积混凝土设计施工图纸，制作安装好结构钢筋并按设计方案要求用钢筋骨架进行加固，钢筋安装完并经验收合格后按设计图纸在其周围搭设模板，并进行加固；所述模板围成混凝土浇注区；

[0036] 同时按照设计施工图纸上的标高，设置温度测量点；在浇注区内每个温度测量点预埋测温管；

[0037] B、根据大体积混凝土的技术要求对大体积混凝土原材料及配合比进行选定，选择与技术、设计要求相同强度等级的混凝土进行配合比设计；然后向混凝土内按选定的配合比掺合Ⅱ级粉煤灰以及缓凝型高效减水剂；

[0038] C、将B步骤中混合后的混凝土浇注到混凝土浇注区内，要求一次性连续浇注完成；

[0039] D、混凝土浇注完成后，每间隔2小时检测一次混凝土的温度，根据检测到混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度对混凝土的温度进行调控；

[0040] 混凝土浇注完成6小时后，首先对混凝土进行通水冷却，同时每间隔2小时通过测温管测量一次各个测量点混凝土的温度；

[0041] 当混凝土内外温差连续12小时大于25℃时；则对混凝土外部进行升温；直到混凝土内外温度差小于25℃；停止混凝土的外部升温；然后对混凝土进行降温，即对混凝土进行通水冷却，保持混凝土内外温差小于25℃，内部最高温小于或者等于75℃；

[0042] E、当混凝土内外温差小于25℃，内部最高温度小于50℃，且相邻两次混凝土温度检测中后一次检测到的混凝土内部温度低于前一次检测得到的内部温度时，停止通水冷却；

[0043] F、在混凝土表面铺设两层薄膜、两层棉毡；拆开模版，在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板；保持自然降温；

[0044] G、直到检测到混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度不再变化时，拆除模板完成混凝土的施工。

[0045] 在步骤A中按照大体积混凝土设计施工图纸，制作安装好结构钢筋并按方案要求用钢筋骨架(钢筋马凳)进行加固，局部地方需用钢管进行加固；钢筋安装完并经验收合格后按设计图纸在其周围搭设模板，并进行加固；所述模板围成混凝土浇注区；首先按照设计施工图纸搭设钢筋骨架以及模板，从而为混凝土的浇注做好准备工作。按照设计施工图纸，进行钢筋骨架和模版的搭设能够保证浇注后的混凝土的尺寸符合设计要求。

[0046] 同时在混凝土的浇注区域内预埋了测温管，从而使得在混凝土凝固的过程中能够准确的测量混凝土内部和外部的温度。

[0047] 在步骤B中对混凝土的原材料按照设计要求进行选定，选择适宜的原料以及配比，能够保证混凝土浇注完成后的强度以及刚度。其中粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。Ⅱ级粉煤灰是指粉煤灰的各项参数符合国家Ⅱ级标准的粉煤灰。在混凝土中掺加Ⅱ级粉煤灰能够节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可靠性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土的耐久性。其中缓凝型高效减水剂是以萘磺酸钠甲醛缩合物为主，再复合多种表面活性物质而制成的缓凝型高效减水剂。其减水率高、流化性好，坍落度经时损失小，不离析、不泌水。同时能大幅度提高混凝土的流动性及各龄期强度，尤其后期强度有明显的增强效果。缓凝型高效减水剂外观粉黄褐色粉状物PH值7-9，液棕褐色液体，密度为1.20±0.02(g/ml)，含水率≤10％，无氯离子，细度为0.315，筛余≤12％，消泡时间≤30秒。

[0048] 在步骤C中将B步骤中混合后的混凝土浇筑到混凝土浇注区内，要求一次性连续浇注完成。由于采用一次性连续浇注完成，能够保证混凝土的整体性及设计强度和刚度，不易出现裂纹。

[0049] 在步骤D中，混凝土浇注完成后，水化热一般不会太大，即内外温差也不会太大，不需冷却，但要做好保温覆膜措施，并加强测温；每间隔2小时检测一次混凝土的温度，根据检测到混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度对混凝土的温度进行调控；

[0050] 混凝土浇注完成6小时后，首先对混凝土进行通水冷却，同时每2小时测一次混凝土的温度；

[0051] 当混凝土内外温差连续12小时大于25℃时；则停止通水冷却，启动混凝土外侧的电热取暖器或者碘钨灯；对混凝土外部进行升温；直到混凝土内外温度差小于25℃；停止混凝土的外部升温；然后对混凝土进行降温，即对混凝土进行通水冷却，保持混凝土内外温差小于25℃，内部最高温小于或者等于75℃；

[0052] 混凝土在浇注完成后混凝土内部会形成水化热，混凝土的温度会随着水化热的增加而变化。由于混凝土内部散热较慢；外部散热快，因此混凝土的内外温差会随着水化热的增加而变大；混凝土内部温度也会升高。混凝土的内部温度过高，混凝土内外温度越容易形成较大的温差。混凝土的内外温差过大，会造成混凝土在凝固的过程中出现裂纹。

[0053] 因此在步骤D中在浇注完成6小时后，首先对混凝土进行通水冷却，同时监测混凝土的温度。由于混凝土在混凝土浇注完成后的6小时内，水化热一般不会太大，即内外温差也不会太大，不需冷却，6小时后水化热开始加大，混凝土内外温差也逐步加大；因此需要通过通水冷却来加快混凝土的散热，保证内外温差不宜过大。

[0054] 由于混凝土浇筑完成后在凝固的过程中会产生水化热，混凝土外部与外界接触面积大；散热较快温度较低，内部散热慢，温度较高，因此，通水冷却的初始阶段对混凝土外部的温度影响不大，主要是加快混凝土内部热量向外部散热；从而降低混凝土的内部温度和混凝土内外部的温差。

[0055] 公知的，混凝土在凝固的过程中混凝土的内外温差不宜大于25℃；当混凝土内外温差大于25℃时，混凝土在凝固的过程中容易出现裂纹，降低混凝土质量。当混凝土继续凝固，混凝土内部产生的水化热增多，通水冷却使得混凝土冷却的速度小于混凝土内部温度升高的速速时，混凝土内外温度差会增大。在通水冷却过程中，当无法保证混凝土内外温度差为小于25℃时，停止通水冷却。对混凝土外部进行升温；直到混凝土内外温度差小于25℃。虽然对混凝土外部进行升温会升高混凝土外部温度；但是由于混凝土外部温度低于内部温度，混凝土内部产生的水化热依然向外部散热，因此能够减小混凝土内外温度差。在对混凝土外部温度进行升温的过程中，对混凝土的外部进行加热只是减缓了混凝土外部散热的速度，而混凝土外部的温度低于混凝土内部温度，混凝土内部依然会向外部散热，混凝土内部的散热速度将大于外部散热速度，从而减少混凝土内外温差保证混凝土在凝固过程中不易出现裂纹，保证混凝土的质量。

[0056] 为了保证工期同时保证混凝土的正常凝固，避免混凝土在凝固过程中由于温度的影响抑制混凝土强度的发展，甚至使混凝土脆化、产生内部微裂缝，严重影响混凝土的内在质量。当混凝土的内外温差小于25℃时，停止混凝土的外部升温；对混凝土进行通水冷却，保持混凝土内外温差小于25℃，内部最高温小于或者等于75℃。

[0057] 步骤D中通过对混凝土温度的检测，对混凝土的内外温度差以及混凝土内部的温度进行严格控制从而保证混凝土凝固的过程中不易出现裂纹，同时提高混凝土的质量。

[0058] 在步骤E和步骤F中，当混凝土内外温差小于25℃，内部最高温度小于50℃，且相邻两次混凝土温度检测中后一次检测到的混凝土内部温度低于前一次检测得到的内部温度时，停止通水冷却；在混凝土表面铺设两层薄膜、两层棉毡；在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板；保持自然降温。所述在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板是指首先拆开模版，然后安装塑料泡沫保温板再将模板复原。通过上述步骤，从而避免了混凝土在凝固过程中温度降低过快，造成混凝土凝固后强度较低，产生内部裂缝影响混凝土的内在质量。当混凝土内外温差小于25℃，内部最高温度小于50℃，通过在混凝土表面铺设两层薄膜、两层棉毡以及在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板。使得混凝土在不受外界环境温度的影响下，自然降温。能够保证混凝土凝固后的内部质量，提高混凝土的整体质量。

[0059] 在步骤G中，直到检测到混凝土内外温度差以及混凝土内部最高温度不再变化时，拆除模板完成混凝土的施工。

[0060] 综上所述本发明所述的大体积混凝土防裂纹施工工艺通过在混凝土浇注之前对混凝土进行选料以及掺合Ⅱ级粉煤灰、缓凝型高效减水剂；从而减少混凝土的用水量，保证混凝土凝固后的强度；在混凝土浇筑完成之后，混凝土凝固在混凝土内部产生水化热的过程中对混凝土内外温度差和混凝土内部最高温度进行控制；在混凝土内外温度差较大的情况下，通过对混凝土外部设置的加热器或者钨丝灯对混凝土进行外部升温，从而降低内外温差，避免混凝土凝固过程中出现裂纹，保证混凝土的质量。同时在内外部温差小于25℃，内部最高温度小于50℃时，在混凝土表面铺设两层薄膜、两层棉毡；在混凝土侧面与模板之间内衬塑料泡沫保温板；保持自然降温。从而能够保证混凝土的自然凝固，保证混凝土的内部质量。

[0061] 为了使得混凝土浇筑过程中混凝的流动顺畅，不需要进行持久的浇捣；进一步的在步骤C中在浇注的过程中采取斜面式薄层浇捣连续进行。利用自然流淌形成斜坡增加混凝土的流动性；避免混凝土堆积过高，产生过高的水化热。

[0062] 步骤D中对混凝土外部进行升温可以采用多种方式，为了节约成本，便于操作。其中优选的方式为：通过混凝土外侧设置电热取暖器或者碘钨灯对混凝土外部进行升温。在浇注完成后的混凝土外侧设置电热取暖器或者碘钨灯；当混凝土内外温差连续12小时大于25℃时；启动混凝土外侧的电热取暖器或者碘钨灯；对混凝土外部进行升温。通过上述方式对混凝土外部进行升温，安装方便，操作简单，成本较低。

[0063] 为了使得对混凝土的温度监测准确，具体的，在步骤A中在浇注区内每个温度测量点预埋三个测温管；在步骤D中检测混凝土的温度采用以下方式，对温度测量点的三个测温管测量得到的数据求平均值，得到该温度测量点的实际温度。在不同标高处设置测温管能够保证对混凝土各处温度的监测，同时在每个测量点安装多个测温管，对测量值求平均值，从而能够使得测量点监测到的温度准确。

[0064] 实施例

[0065] 汽轮发电机基础底板大体积砼的施工

[0066] 汽轮发电机基础底板为长方体形状，外形尺寸为：长×宽×厚＝34.6m×12.8m×2.5m，底标高为–6.0m，顶标高为-3.50m，板厚2.5m；底板为整体现浇钢筋
3
混凝土结构，混凝土强度等级为C30(抗渗等级为S6)；混凝土方量约为1111m。

[0067] 施工过程中按如下步骤进行：

[0068] 1、按照大体积混凝土设计施工图纸，搭设好钢筋骨架；在钢筋骨架周围按照施工图纸搭设模板；所述模板围成长×宽×厚＝34.6m×12.8m×2.5m的混凝土浇注区。

[0069] 2、根据大体积混凝土的技术要求对大体积混凝土原材料及配合比进行选定，选择与技术要求相同强度等级的混凝土；然后向混凝土内按选定的配合比掺合Ⅱ级粉煤灰以及缓凝型高效减水剂。该项目汽轮发电机基础底板设计混凝土强度等级为C30，抗渗等3
级为S6，抗冻等级为F50，坍落度为140～160mm，混凝土方量约为1111m，施工时间在九月份，气温为5～28℃，采用机械拌合、振捣，水泥：P.042.5R,河砂细度模数为2，碎石为
5～31.5mm。配合比为：水泥:粉煤灰:细骨料(砂):粗骨料(碎石):水:外加剂＝
364:91:351:1052:182:9.1。外加剂为萘系高效减水剂，配合比所用材料均符合国家规程规范要求。

[0070] 3、将混合后的混凝土浇筑到混凝土浇注区内，混凝土的浇注采用斜面式薄层浇捣，浇捣连续进行，利用自然流淌形成斜坡并应采取有效措施防止混凝土将钢筋推离设计位置。避免混凝土堆积过高，产生过高的水化热。同时加强对混凝土振捣和表面压实工作从而提高混凝土的密实度和抗拉强度，防止混凝土表面收缩裂缝。

[0071] 4、对浇注完成后的混凝土进行温度监测和温度调控

[0072] 4.1在浇注完成后的混凝土外侧设置电热取暖器或者碘钨灯，在汽机基础底板安测温管，按不同高度布置6组，每组三个测温感应片。专门安排2～3名测温人员轮流值