大体积混凝土因水化热引起的温度裂缝问题，需要从材料的选用、配合比的优化、作好温度监测、控制温差、以及浇筑和养护等一系列技术措施上提出了新的要求，有别于一般混凝土的施工。

我国规范《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2002，上海市工程建设规范《地基基础设计规范》DGJ08－11－1999均明确提出了对大体积混凝土施工的上述技术要求和规定。归纳起来，大致有如下四方面问题：

1，大体积混凝土施工时应作好温度测量，控制温差。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值均不应超过250C。（JGJ3-91规范中还曾规定过实测温度的陡降值，并不应超过100C）；

2，混凝土的养护应采用保湿、保温及缓慢降温的技术措施；

3，基础大体积混凝土的浇筑宜连续一次浇筑，不设或尽量少设施工缝和后浇带，以增加基础底板的抗渗性、整体性和便于施工；

4，大体积混凝土的配合比应优化，选用中、低水化热的水泥，掺入适当的粉煤灰和外加剂、控制水泥用量；合理选择骨料品种规格，尽量采用大粒径骨料，严格控制含泥量等。

因此，对于大体积混凝土施工的监理应熟悉和了解有关规定，掌握和执行这些技术措施，保证大体积混凝土工程的质量和顺利施工。下面就有关问题结合一些工程实例于以讨论。

一、大体积混凝土浇筑后内部温度变化状况

（一）、例举下图1、2。是2m厚筏板基础大体积混凝土浇筑后的实测温度

变化曲线图。本例为静安航站楼配套工程地下室基础底板，混凝土浇筑日期为2005年10月6日11:45～10月8日14：00，总共50小时15分。筏板基础面积约5000m2，总混凝土用量近10000m3。C30，S8。图1是筏板基础测点c的测温曲线图，位于筏板中心位置；图2是测点A的测温曲线图，位于板的一角。测点c、A沿板厚布置了三个测温点（温度传感器），如图所示。(2)点为筏板中心，(1)、(3)点是顶、底面处的测温点。观察实测温度曲线图1可知：

        1，升温速度快。板中心测温点(2)自6日11:45至8日14:00浇筑完后，于9日8:00即升温至最高点65.90 C，不足三天时间。相应(1)、(3)点的升温如图示。同时，(1)、(2)、(3)点不同的温度形成板内温差。

        2，降温速度相对缓慢。板中心测温点(2)于19日8:48时实测为42.50C,当时基坑内大气温度为20.40C。从最高65.90 C降为42.50C,降幅为23.40C。历时10天，还在继续降温。（由于测点破坏，终止测量）。

        3，从这次测温可知板内温差控制在小于规范规定的250C。

        4，另外，由图可知：板底(3)测点的降温速度慢于板中心(2)测点，后期最高温度由(3)点控制，即板底(3)点的温度高于板中心(2)点的温度，并与板顶(1)构成温差，这是一个须注意的关注点，即在降温阶段的温差不一定由板的中心点温度控制。

        5，测点A(即图2)的实测温度变化曲线基本上与测点C(即图1)类同，只是升温最高点为.30C，略小于测点C的65.90C。这是由于测点A处于板的一角的关系，而测点C位于筏板。同时，后期降温阶段的温差由板底(3)与板顶(1)构成“温差”的情况也清晰可见。

图   1

                           图   2

（二）、当基础筏板厚度为3.95m时，即下图3（测点I的温度变化曲线）.沿

板厚方向布置了四个测温点。由图3可知：

1，在升温阶段出现了“温差>250C”的情况。具体是：自10月8日4:00为27.30C

起，8日6:00为30.50C，8:00为32.30C，10:00为34.30C，12:00为34.20C，14:00为32.00C,16:00为32.30C，18:00为31.80C，20:00为30.00C，22:00为25.00C。总历时只有18小时（自10月8日4:00至10月8日22:00）。经分析，此时刚浇筑的混凝土，其弹性模量很低，还处于塑性和弹塑性阶段，约束应力很小，且时间又短，对产生裂缝的影响不大。

2，同样升温速度较快，升温最高点为67.90C.于9日12:00到达。就算自6日11:45浇筑起，才三天。如按浇筑结束（8日14:00）算，还不足一天时间。

                        图   3

（三）、当基础筏板厚度为4.95m时，即下图4（测点H的温度变化曲线）.沿

板厚方向布置了五个测温点。由图4可知：

1，同样在浇筑初期升温阶段出现了“温差>250C”的情况。具体是：自10月7

日18:00为28.80C起，经33.20C、31.50C、29.50C等，至8日8:00为27.10C止。

       2，在降温阶段也出现了“温差>250C”的情况。具体是：于11日1:30起至15日17:00,温差为25.20C～26.60C，历时四天多。超出的温度值不大，只有1.6度左右，是否有不利影响，有待观察。

       3，在降温过程中出现板顶(1)测温点与板底(5)测温点同时温度陡升、陡降并互相交换的情况，详见图4上所标之处。(1)测温点由37.4 0C升至46.9 0C，(5)测温点由42.50C 降为36.70C，但陡升陡降温度均小于100C。这一情况很值得关注和有待分析。

图   4

 综上所述，我们对大体积混凝土因水化热引起的温度情况可归纳为如下几点

认识：

1，大体积混凝土施工时最高温度,从上述四例可知：

2m厚筏板——65.90C

3.95m厚 ——67.90C

4.95m厚 ——70.10C

2，浇筑后升温速度较快，2～3天即可升温至最高点。并随着板厚的增加，相应最高温度也会递增，本例3.95m、4.95m还仅局部板厚，不是全部板厚。

     3，板内温差有升温阶段温差和降温阶段温差，两者均可能超出规范规定的250C。前期升温阶段的“温差”由于混凝土还处于塑性或弹塑性阶段，此时（2～3天）弹性模量很低，约束应力很小，对产生裂缝的影响不大。而后期降温阶段（约7天后）的“温差”因混凝土弹性模量迅速增加，约束拉应力也随时间增加，当一旦超过抗拉强度时便出现惯穿性裂缝。因此应加强测温观测，当“温差>250C”时，及时报警，以便采取措施。可增加保温层的厚度。

二、关于混凝土的测温技术

测温是大体积混凝土信息化施工的必要手段。其监测方法简介如下：

1，测温仪器

随着时代的发展，传统的测温技术需测温人员按时按孔进行测读温度并记录的方法正在被自动测温控制技术所取代。

过去常用的仪器有热电偶式温度传感器，－20～1000C的酒精介质温度器，液晶数字电子测温仪等，使用这些仪器都需测温人员按时按孔逐个进行测温并作好记录。本例静安航站楼配套工程地下室基础底板测温仪器采用了美国DALLAS全系列1-Wire总线式数字化温度传感器，可实现远程多点温度场监测的自动化测量。自动识别传感器数量。ID自动排序，及时、高效、准确的提供监测数据，测试精度较传统的的电阻、热电偶式等温度传感器高。

2，测点布置

通常有二种布置方式，一种为方格网方式布置，纵横向间距9～10m左右，测点数量较多，如图5所示，另一种以对角线方式布置测点，辅以横向或纵向布点，如下图6所示，相应测点数量较少。静安航站楼配套工程地下室基础底板面积5000多平方米，对2m厚主板布置了7个测点，其中沿对角线方向布置了5个测点（A,B,C,D,E），并以中心点向东方向上布置2个测点(F,G)。对局部厚3.95m、4.95m的深基坑处布置了2个测点(I,H)。

每个测点沿板厚方向分别设置了3～5个温度传感器，即2m厚板埋设3个，3.95m厚板埋设4个，4.95m的埋设5个（见图1～图4所示），另设1个传感器测量坑内大气温度。

3，监测频率和监测期

第1～3天，每1次/2小时；第4～7天，1次/4小时；第二周，3次/1天；第

三周，2次/1天。之后视温度变化情况再作调整。一般监测周期为三周。这是一种变时段测温，比较符合大体积混凝土浇筑后体内温度变化的实际情况。比过去采用定时段每4小时一次的连续测温法要好。

4，报警值

按现行规范（如上所列），大体积混凝土内外温差为250C。当监测温差数据达到

250C时，将立即发出书面报警通知单，以引起有关方面重视。

三、予估混凝土最高升温值

予估混凝土浇筑后体内最高升温值，这是为了在养护期控制温差设置保温覆盖层

蓄热措施所用。目前均由商品混凝土供应单位提供，因为温度计算式中涉及到原材料的用量及其温度的原因。按照经验公式：

Tmax  ＝T2 ＋kmce /10 + F/50 

=25＋1.2×290/10 ＋75/50 

= 61.30 C                 

Tmax——混凝土最高升温值（0C）；                     

T2  ——混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度（0C）；

K —— 系数1～1.2；

mce——水泥的用量（kg），上式计算中采用水泥＋矿粉=203+87＝290kg；

F ——粉煤灰的用量（kg）。（详见后面混凝土配合比资料） 

该温度为基础底板混凝土内部中心点的升温高峰值，一般在浇筑后2～3天内产生，以后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温。

注：有关混凝土水化热的温度计算可参照GB50204-92《混凝土结构工程施工及验收规范》附录三 冬期施工热工计算。

上式中的T2 ：混凝土拌合物经运输至浇筑完成时的温度，其计算公式为：

        T2 ＝T1-(αtt＋0.032n)（T1 －Ta），

上式中的T1 ：为混凝土拌合物的出机温度，其公式：

        T1＝T0－0.16（T0－Ti），

上式中的T0：为混凝土拌合物的温度，其计算式为：

        T0＝[0.9（mceTce＋Tsa+mgTg）＋4.2Tw(mw-wsamsa－wgmg)＋c1（wsamsaTsa＋wgmgTg）

－c2（wsamsa＋wgmg）]÷[4.2mw＋0.9（mce＋msa＋mg）]

上式中需由混凝土搅拌站将所用原材料：水、水泥、砂、石的用量和各自的温度值提供数据。如：mw、mce、msa、mg——水、水泥、砂、石的用量（kg）；

            Tw、Tce、Tsa、Tg——水、水泥、砂、石的温度（0C）；

                 wsa、wg ——砂、石的含水率（％）；

                 c1、c2  ——水的比热容（KJ/kg·K）及溶解热（KJ/kg）

           当骨料温度>00C时，c1＝4.2，c2＝0；

                    ≤00C时，c1＝2.1，c2＝335。

四、养护期需覆盖保温层的厚度

采用蓄热法养护，即在混凝土表面覆盖保湿保温材料来延缓降温速率，提高混凝

土表面温度以减小温差。保温材料有草包、麻袋、岩棉被等。

本例以草包为保温材料，混凝土内最高温度为61.30 C，须控制温差≤250C。则保

温层的厚度计算式为：

0.5Hλ（TA-TB）

         δ＝    ×K 

                 λ1（Tmax－TA）

0.5×2.0×0.14×（36.3－25）

                              ＝  ×1.3    

                        2.3×（61.3－36.3）

＝0.0365m

式中：δ——养护材料所需的厚度（m）；

      H ——混凝土厚度（m）；     [H＝2.0m]

          λ——养护材料的导热系数； [草包的导热系数λ＝0.14]

                                     [如用岩棉被，其λ＝0.05]

     λ1 ——混凝土的导热系数；   [λ1 ＝2.3] 

     Tmax ——混凝土中的最高温度（0C）；[Tmax=61.30 C]；   

    TA ——混凝土与养护材料接触面处的温度，当内外温差控制在250 时，

则TA＝Tmax－250 C＝61.3－25＝36.30 C

          TB ——混凝土达到最高温度时的大气平均温度（0C）；

[当时的旬平均温度＝250 C]            

   K ——传热系数的修正系数； { K＝1.3 }

 由上计算，需加盖2层草包和1层塑料薄膜养护。塑料薄膜除了有一定的保温作用外，主要对混凝土具有明显的保湿效果，只要覆盖时幅与幅间搭接严密，薄膜与混凝土表面可以长时间保持湿润状态，这对混凝土养护极为有利。既不需浇水养护，又不因浇水而降低板面温度。

五、混凝土材料的选用和优化配合比

为了减小大体积混凝土的水化热，首先须在混凝土材料的选用和配合比的优化上采取措施，如：

1，水泥品种上宜采用中、低水化热的水泥，以减少单位体积的水化热量。一般优先采用水化热较低的矿碴硅酸盐水泥。

2,选用粒径较大的粗、细骨粒，可减少用水量和水泥用量，从而减少水化热,降低混凝土的温升。如粗骨料用粒径5～40mm级配良好的碎石，含泥量不大于1％，针片状含量不大于15％；细骨料采用平均粒径大于0.5mm的中、粗砂，细度模数2.3以上，含泥量小于2％。

3，掺加一定数量的粉煤灰和矿碴粉代替水泥，既可改善混凝土的和易性便于泵送又可降低水化热。但粉煤灰对降低水化热、改善混凝土抗渗抗裂不利，须控制掺量在10％以内

4，外加剂有FS-H防裂型防水剂，ZK-9011泵送剂，UEA膨胀剂等。FS-H防水剂可提高混凝土的抗裂性，同时还有防水、降低水化热峰值的功能，其掺量为水泥重量的8％；ZK-9011减水率大于12％，通过减水率可降低水泥用量，减少水化热。膨胀剂必须符合JC476－2001中的相关要求。

5，配合比应通过试配确定，根据现场提出的技术要求来试配。设计配合比时也可利用60d或90d的后期强度，以满足减少水泥用量的要求，但这方面须征得设计、建设等单位的同意。                                                                                                     

目前普遍使用商品混凝土的情况下，以上问题应由商品混凝土搅拌站来完成，作好选料与混凝土试配工作，并提出混凝土生产方案以便审核。

这次静安航站楼配套工程地下室基础底板混凝土所使用的配合比如下：

 普通C30 P8配合比（8％UEA膨胀剂）         <单位：kg>

为满足混凝土的和易性、泵送性、缓凝性、及抗渗要求，曾选择了三种外加剂作对比试验进行筛选。搅拌站试块留置为：混凝土抗压试块每200m3作一组R28试块，R7试块和抗渗试块每班组（24小时）作一组。                            

六、大体积混凝土的浇筑和养护

1,用多台泵车同时浇筑混凝土时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一

次到顶”的浇筑工艺。由于基础底板平面尺寸较大，往往需多台泵车（固定泵及汽车泵）同时浇筑，每台泵车负责各自区域的混凝土浇筑带，定点分层连续浇筑，直到设计标高为止。

如航站楼工程配置了五台泵车同时浇筑，其中两台固定泵，三台汽车泵，泵车布料杆够不到的地方，配置了泵送管道。经计算每台泵车每小时的泵送量保证40m3/h，施工高峰期混凝土供应量须达到200 m3/h，（既保证混凝土分层振捣时不出现施工冷缝，又按时完成全部浇筑任务）。基础底板整个工程浇筑期为：05.10.6日11：45～05.10.8日14：00，总历时50小时15分钟，总浇筑量近10000 m3。

2，由于混凝土坍落度较大，每条浇筑带在坑内形成扇形平面自动向前流淌，约以1：8的坡度自然形成坡面，流淌的水平距离在15－20m左右，然而继续在其坡面上分层浇筑混凝土，分层厚度可控制在400mm左右，间隙时间不超过混凝土初凝时间或3.5小时。

3，在每条浇筑带的前、中、后各布置3道振动器，第一道布置在混凝土的卸料点，振捣手负责出管混凝土的振捣，第二道布置在中间部位，负责斜面混凝土的密实，第三道布置在坡脚及底层钢筋处，确保下层钢筋混凝土的振捣密实。振点布置要均匀，以300mm间距为宜，以防过振和漏振。振捣要密实，以混凝土不再下沉不冒气泡为准。振捣器插入下一层的深度不得小于50mm，使上下层混凝土结合紧密。振捣采用振动棒和平板振动器相结合的方法，只有混凝土面升至上皮钢筋以上时才采用平板振动器。另外，整个浇筑过程中及时做好泌水处理。

4，目前养护期控制温差的方法一般采用蓄热法，即在混凝土表面覆盖保湿保温材

料来延缓降温速率，表层混凝土热量的散失以减小温差。保温材料有草包、麻袋、岩棉被等。保湿用塑料薄膜，只要覆盖时幅与幅间搭接密封，薄膜与混凝土表面可以长时间保持湿润状态，这对混凝土养护极为有利。不需浇水又避免因浇水降温。

      混凝土浇筑及二次抹面后，立即覆盖保湿保温层。先在混凝土表面覆盖一层塑料簿膜，幅与幅间搭接密封（用胶带封口），封住水分，保证塑料簿膜内有凝结水。然而在上面覆盖草包为保温层（厚度经计算确定）。

当蓄热法养护达不到要求时，可用蒸汽法、暖棚法、电热法等其他养护方法。另外，当大体积混凝土厚度大于3m以上时，也可采用混凝土体内埋设冷却水管降温法。

七、大体积混凝土施工时主要监控项目

1，由于混凝土需用量大且连续性一次浇筑完成，这就要求原材料的储备、商品砼的供应、现场机械设备的配置和就位等一系列问题都需要在施工组织设计（施工方案）中详加说明和落实，监理应予以重点审核。在混凝土供应方面，如航站楼工程启动了三家商品混凝土搅拌站，以保证供货。为此要求三站须采用同一配合比，同一产地的原材料。

2，各种原材料的初始温度必须得到有效控制。对砂、石等材料在搅拌前须测

量初始温度并控制在日平均气温以下。水泥严禁随出厂随用，水泥的存放期一般应在一周以上，具体存放时间可根据测温决定。                                  

3，混凝土强度等级必须符合设计要求。用于检查混凝土强度的试块，应在浇

筑地点随机抽取。检验方法为检查施工记录及试块强度试验报表。每次取样应至少留置1组标准养护试块，同条件养护试块的留置组数应根据实际需要确定。

4，防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。

5，混凝土坍落度须进行批量测试，由施工单位按设计的混凝土坍落度要求对

到场的混凝土进行批量测试。

6，混凝土浇筑完毕后，应按施工技术方案及时覆盖保湿保温层，捡查塑料薄膜的覆盖应严密，并应保持塑料薄膜内有凝结水。

7，密切关注测温信息，控制温差≤25EC。根据温度监测情况，需要时随时调整保温层厚度。下载本文