某工程C35P10大體積混凝土生產(chǎn)澆搗方案

鐘學(xué)，黃雅芳

（杭州鼎源建材有限公司，浙江　杭州　311109）

某工程C35P10大體積混凝土生產(chǎn)澆搗方案

鐘學(xué)，黃雅芳

（杭州鼎源建材有限公司，浙江杭州311109）

本文以一個(gè)工程實(shí)例介紹了在杭州地區(qū)生產(chǎn)、供應(yīng)和澆筑 C35P10 大體積混凝土?xí)r，根據(jù)杭州地區(qū)的原材料特性選用原材料、備料、供應(yīng)；配備生產(chǎn)設(shè)備、維護(hù)保養(yǎng)、確保無故障生產(chǎn)；合理配備攪拌運(yùn)輸車和泵送設(shè)備；采取有效、合理的技術(shù)措施和質(zhì)量控制措施；建立有效的組織供應(yīng)體系；和施工單位積極、有效的配合；怎么樣來有效控制有害的溫度裂縫；給施工單位提出合理的建議等幾方面，做有效的、合理的預(yù)案，以便順暢、優(yōu)質(zhì)的完成混凝土的生產(chǎn)、供應(yīng)、澆筑任務(wù)。

大體積混凝土；設(shè)備配備；溫度裂縫；水化熱；質(zhì)量控制措施

0　工程概況

杭州創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)新天地文創(chuàng)園項(xiàng)目即杭政儲出（2008）35 號地塊位于杭州市拱墅區(qū)石祥路和東新東路交叉口，屬于城鄉(xiāng)結(jié)合部，白天車輛較多，交通比較擁堵。其地下室為 4層，業(yè)內(nèi)人士稱它為杭州第一坑。該地下室某區(qū)塊長 90 米，寬 40 米，一般深度 2.5 米，最深處為厚度 5.8 米，總的混凝土體積達(dá)到了 6000 方左右，需要一次性澆筑。該混凝土是典型的大體積混凝土。計(jì)劃澆筑時(shí)間為 2014 年 7月 20日開始，72 小時(shí)澆筑完畢。

該混凝土的技術(shù)指標(biāo)是：強(qiáng)度等級為 C35P10，入泵坍落度 (140±30)mm，初凝時(shí)間為 8～10 小時(shí)，終凝時(shí)間為10～14 小時(shí)，控制溫度裂縫。

1　供應(yīng)組織體系

我公司接到該混凝土的澆筑任務(wù)后，公司自上而下都極為重視。公司成立了以常務(wù)副總負(fù)責(zé)，分管領(lǐng)導(dǎo)具體抓的生產(chǎn)指揮系統(tǒng)明確分工，明確責(zé)任。供應(yīng)組織體系見圖 1。

圖1　供應(yīng)組織體系

2　供應(yīng)前的準(zhǔn)備工作

（1）對攪拌樓的上料、計(jì)量、攪拌、出料設(shè)備以及控制室進(jìn)行一次全面的檢修，確保供應(yīng)過程中正常運(yùn)行。自備發(fā)電機(jī)一臺，可在停電期間提供兩臺攪拌機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。安排好工作人員的工作時(shí)間，做到既保證連續(xù)工作，又要避免過度疲勞，確保安全生產(chǎn)。

（2）對攪拌運(yùn)輸車以及固定泵提早安排落實(shí)，并進(jìn)行一次全面檢修，消除隱患確保運(yùn)行正常，備足易損部件、配件。專門配備一臺搶修車以及搶修人員，一旦發(fā)生故障，做到及時(shí)搶修。

（3）提前在工地配備足夠數(shù)量的外加劑，并配備現(xiàn)場質(zhì)量員。在混凝土拌合物坍落度偏小或是等待時(shí)間過長時(shí)，采取二次加入外加劑恢復(fù)坍落度的方法；對坍落度偏大且超過控制范圍的，采取退貨處理。不合格的混凝土絕不澆筑到施工部位，確保工程質(zhì)量。

（4）配方優(yōu)化以及材料儲備。7月的杭州正值一年當(dāng)中溫度最高，濕度最低的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候澆筑大體積混凝土，很容易引起由于混凝土水分蒸發(fā)過快而產(chǎn)生收縮裂縫，很容易引起由于混凝土內(nèi)表溫差過大（超過 25℃）而產(chǎn)生的溫度裂縫。攪拌站和工地相距 15 公里，白天交通擁堵，會加大混凝土運(yùn)輸過程的坍落度損失。抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B強(qiáng)度、坍落度損失控制、裂縫控制等等需要我們對配方進(jìn)行優(yōu)化。

經(jīng)過技術(shù)部門的配方優(yōu)化，最終確定一下澆筑配方見表1。

表1　混凝土澆筑配合比　　　　　kg/m3

該配方水膠比：0.43、砂率：41%、總膠凝材料：430kg/m3，滿足 JGJ 55－2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》、GB 50208－2011《地下防水工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)程》、GB 50496－2009《大體積混凝土施工規(guī)范》，DB33/T 1024－2005《大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

根據(jù)配方表，公司預(yù)備 7000 方的材料，合計(jì)需要購買原料見表 2。

表2　所需原材料清單

公司原材料庫存見表 3。

表3　公司原材料庫存

根據(jù)庫存表，在生產(chǎn)過程中還需購買原材料見表 4。

表4　原材料采購清單

水泥供應(yīng)：按照每車 50t 計(jì)算，1250t 水泥需要供貨 25車，我公司本身多年與海螺水泥合作，是杭州地區(qū)最大的海螺水泥經(jīng)銷商，自備水泥庫 6 個(gè)，完全能達(dá)到供應(yīng)速度。

礦粉： 按照每車 50t 計(jì)算，210t 礦粉需要供貨 5 車。我公司長期與忻昂貿(mào)易公司合作，該公司是杭州地區(qū)最大的中天礦粉經(jīng)銷商之一，完全能達(dá)到供應(yīng)速度。

粉煤灰：按照每車 30t 計(jì)算，200t 粉煤灰需要供貨 7車。我公司長期與恒悅建材公司合作，該公司距離我公司只有 15 公里，完全能達(dá)到供應(yīng)速度。

HEA：按照每車 60t，200t HEA 膨脹劑需要供貨 4 車。我公司長期與杭州奔泰新型建材有限公司合作，3d 時(shí)間供應(yīng)4 車 HEA 膨脹劑完全能夠達(dá)到。

外加劑：按照每車 30t 計(jì)算，50t 外加劑需要供貨 2 車。建研科之杰公司完全有能力做到。

天然砂：按照每船 600t 計(jì)算，3100t 砂需要供貨 5 船。我公司緊鄰京杭大運(yùn)河，自有裝卸碼頭，完全能達(dá)到供應(yīng)速度。

碎石：按照每船 600t 計(jì)算，4500t 碎石需要供貨 8 船。我公司緊鄰京杭大運(yùn)河，自有裝卸碼頭，完全能達(dá)到供應(yīng)速度。

3　泵車以及攪拌運(yùn)輸車配置

該區(qū)塊計(jì)劃澆筑混凝土 6000 方，72 小時(shí)內(nèi)澆筑完成，公司攪拌運(yùn)輸車裝載量為 9方/車，攪拌站與工地運(yùn)輸距離為17 公里，采用固定泵澆筑。

混凝土泵的實(shí)際輸出量

式中：

Q1——每臺混凝土泵的實(shí)際平均輸出量，m3/h。

η——作業(yè)效率。根據(jù)混凝土攪拌車向混凝土泵供料的間斷時(shí)間、拆裝混凝土輸送管和布料停歇等情況，可取0.5～0.7。

α1——配管條件系數(shù)，可取 0.8～0.9。

Qmax——每臺混凝土泵的最大輸出量，m3/h。

3.1混凝土泵的配備數(shù)量

取 3 臺，實(shí)際安排 4 臺固定泵，1 臺作為備用泵。

式中：

N2——混凝土泵的臺數(shù)，臺。

Q——混凝土澆筑體積量，m3。

Q1——每臺泵的實(shí)際平均輸出量，m3/h。

T0——混凝土泵送計(jì)劃作業(yè)時(shí)間，h。

3.2每臺泵所需要的攪拌車數(shù)量=[38/(60×9×0.9)]×[(60×34)/20+300] =10.32(輛)

每臺泵配備 11 輛運(yùn)輸車，因此 3 臺泵配備 33 輛車，實(shí)際配備 35 輛運(yùn)輸車。

式中：

N1——攪拌車臺數(shù)，臺。

Q1——每臺泵的實(shí)際平均輸出量，m3/h。

V1——每臺攪拌車容量，m3。

ηV——攪拌車容量折減系數(shù)，可取 0.90～0.95。

L

1——混凝土攪拌車往返距離，km。

S0——混凝土攪拌車平均行車速度，km/h。

T1——每臺攪拌車總計(jì)停歇時(shí)間，min。

3.3保證質(zhì)量的技術(shù)控制措施

該區(qū)塊澆筑的混凝土強(qiáng)度等級較高，為 C35P10。澆筑的體積為 6000 方，最深處達(dá)到 5.8 米厚。澆筑時(shí)間為杭州最炎熱的 7月，溫度高、濕度低，帶來很多不利的因素，比如澆筑過程中的混凝土坍落度損失大，混凝土硬化時(shí)的表面收縮大，容易引起因失水而產(chǎn)生的收縮裂縫，混凝土早期的水化熱釋放不能及時(shí)釋放而容易產(chǎn)生溫度裂縫等等。為了保證質(zhì)量，減少水化熱的集中釋放，減少有害的溫度裂縫的產(chǎn)生，首先要選擇質(zhì)量良好的原材料。

3.3.1水泥

選擇強(qiáng)度高，水化熱低，質(zhì)量波動小，與外加劑適應(yīng)性好的海螺牌 42.5 水泥。該是水泥的主要技術(shù)指標(biāo)見表 5。

表5　水泥主要技術(shù)指標(biāo)

3.3.2礦粉

選用的是忻昂貿(mào)易提供的中天牌 S95 級礦粉，該礦粉質(zhì)量穩(wěn)定，能改善混凝土和易性和耐久性，減少并推遲水泥水化熱的釋放，對控制有害裂縫帶來了極大的有利因素。

3.3.3粉煤灰

選用恒悅貿(mào)易公司提供的 II 級粉煤灰，該粉煤灰的具體技術(shù)指標(biāo)見表 6。

進(jìn)貨過程中，嚴(yán)格按照 GB/T 1596－2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》進(jìn)行取樣復(fù)試，達(dá)到要求方可入場使用。

表6　粉煤灰主要技術(shù)指標(biāo)

3.3.4膨脹劑 HEA

選用的是杭州奔泰新型建材有限公司提供的 I 型 HEA 主要技術(shù)指標(biāo)見表 7。

表7　膨脹劑主要技術(shù)指標(biāo)

3.3.5泵送劑

選用的是建研科之杰提供的額 P-400H 型緩凝型泵送劑，其主要技術(shù)指標(biāo)見表 8。

表8　泵送劑主要技術(shù)指標(biāo)

進(jìn)貨過程中，嚴(yán)格按照 GB 8076－2008《混凝土外加劑》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行取樣復(fù)試，重點(diǎn)檢測 pH 值、凈漿流動度、膠砂減水率。達(dá)到要求后方可入場使用。

3.3.6砂

為了更好的控制混凝土質(zhì)量，我們對砂提出了更高的要求，要求砂的細(xì)度模數(shù)在 2.5～2.8 之間，符合 II 區(qū)范圍，含泥量 ＜1.0%（國家標(biāo)準(zhǔn)為 ＜3.0%），泥塊含量 ＜0.5%（國家標(biāo)準(zhǔn)為 ＜1.0%）進(jìn)貨過程中嚴(yán)格按照 JGJ 52－2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行取樣復(fù)試，合格后方可入場使用。

3.3.7石

為了更好的控制混凝土質(zhì)量，我們對碎石提出了更高的要求，要求碎石壓碎指標(biāo)＜7.0%（國家標(biāo)準(zhǔn)為＜16%），含泥量 ＜0.5%（國家標(biāo)準(zhǔn)為 ＜1.0%），針片狀含量 ＜7.0%（國家標(biāo)準(zhǔn)為 ＜15.0%），顆粒級配符合 5～31.5mm 的要求。進(jìn)貨過程中嚴(yán)格按照 JGJ 52－2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行取樣復(fù)試，合格后方可入場使用。

3.3.8水化熱預(yù)算以及控制措施

（1）水化熱預(yù)算

該區(qū)塊混凝土合計(jì)方量 6000 方左右，一次性澆筑，底板最厚值為 5.8 米，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級 C35，抗?jié)B強(qiáng)度等級 P10，澆筑日期為 7月 22日，白天最高氣溫預(yù)計(jì)會達(dá)到 35℃，相對濕度 50%。最終確定的配合比見表 9。

表9　混凝土配合比

原材料情況如下：

水泥：海螺牌 42.5 水泥，總水化熱 Q0=461kJ/kg，入罐溫度為 40℃。

礦粉：入罐溫度為 35℃。

粉煤灰：入罐溫度為 35℃。

HEA 膨脹劑：入罐溫度為 35℃。

細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù) 2.7 的中砂，含水率 5%，入罐溫度20℃。

粗骨料為 5～31.5mm 的連續(xù)級配碎石，含水率 0.5%，入罐溫度 20℃。

水為飲用水，入罐溫度 18℃。

考慮骨料含水率后，混凝土原材料的實(shí)際用量見表 10。

表10　混凝土原材料的實(shí)際用量

混凝土密度：

ρ=264+55+39+10.32+144+761+1055=2400(kg/m3)

溫度計(jì)算步驟如下：

1）根據(jù)以上資料。計(jì)算每方混凝土中的水泥折算用量Wh，本例礦粉折算系數(shù) κ=0.55，粉煤灰折算系數(shù) κ=0.2。

Wh=WC＋κWf=264＋39＋0.55×72＋0.2×55=353.6(kg)

式中：

Wh——每方混凝土中的水泥折算用量，kg/m3。

WC——每方混凝土中水泥和膨脹劑的實(shí)際用量之和，kg/m3。

Wf——每方混凝土中粉煤灰或礦粉的實(shí)際用量，kg/m3。

κ——水化熱折減系數(shù)，粉煤灰取 0.2 礦粉取 0.4～0.6。

2）計(jì)算混凝土出機(jī)溫度 T0，按表 11 進(jìn)行。

式中：

Wi——每方混凝土中水泥各種礦物摻合料、砂、石、水的實(shí)際干重，對砂、石含水時(shí)，須除水進(jìn)行計(jì)算，并將其中所含的水按水的熱容進(jìn)行計(jì)算。

Ti——分別為水泥、各種礦物摻合料、砂、石的入罐溫度，℃。

Ci——分別為水泥、各種礦物摻合料、砂、石、水的比熱 kJ/(kg·K)，對水泥、礦物摻合料、砂、石一般可取0.9kJ/(kg·K)，水的比熱可取 4.2kJ/(kg·K)。

表11　混凝土初級溫度的參數(shù)計(jì)算

3）計(jì)算混凝土澆筑溫度 Tj

運(yùn)輸，澆筑時(shí)日平均氣溫約為 Ta=25℃，混凝土運(yùn)輸、泵送、澆筑所用的全部時(shí)間大概在 90min，取 T，O=2℃

式中：

Tj——混凝土的澆筑溫度，℃。

T，O——混凝土運(yùn)輸、泵送、澆筑時(shí)段的溫度補(bǔ)償值，℃。

4）計(jì)算混凝土最大絕熱溫升值 Tr，取混凝土的比熱c=0.96kJ/(kg·K)

5）計(jì)算 5.8 米厚底板混凝土內(nèi)部最高溫度 Tmax，對 5.8米厚、澆筑溫度為 2 4.1℃ 的混凝土，可取ζ=0.72 進(jìn)行計(jì)算

式中：

ζ——與水化熱齡期、結(jié)構(gòu)厚度、澆筑溫度等有關(guān)的系數(shù)，混凝土內(nèi)部溫度達(dá)到最高值時(shí)，一般可取0.6～0.72，結(jié)構(gòu)厚度較小，澆筑溫度較低時(shí)取小值，反之取大值。

6）計(jì)算 5.8 米厚底板混凝土保溫養(yǎng)護(hù)材料厚度 δ

Ta——養(yǎng)護(hù)時(shí)最低氣溫，℃，約為 20℃。

Tb——允許最大的表面溫度，℃，Tb=Tmax－25=75.1－25=50.1(℃)。

λ——導(dǎo)熱系數(shù)，試驗(yàn)采用塑料薄膜和泡沫塑料板進(jìn)行保溫保濕不透風(fēng)養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)熱系數(shù)λ取 0.03W/m·K。

а——傳熱修正系數(shù)，取 1.3。約 6cm。

采用兩層塑料薄膜和兩層塑料泡沫板的保溫保濕養(yǎng)護(hù)方案。

（2）水化熱技術(shù)控制措施

1）盡量降低骨料的入機(jī)溫度。在堆場上用水預(yù)濕骨料的方法是降低骨料溫度的最好方法。在生產(chǎn)前，由材料部門負(fù)責(zé)安裝布置好水管，保證水壓足夠，使所有的骨料得到潤濕，盡可能地降低混凝土的出機(jī)溫度。

2）在輸送管上包裹濕潤的氈毛毯，防止陽光直射輸送管。

3）在結(jié)構(gòu)中預(yù)埋冷卻管以及測溫探頭，實(shí)施監(jiān)控溫度。

4　對施工單位的建議

（1）在混凝土澆筑前對模板，鋼筋進(jìn)行澆水降溫處理。

（2）采用分層連續(xù)澆筑，使混凝土沿高度均勻上升應(yīng)在平面內(nèi)均勻布料，不得在同一處連續(xù)布料，不得采用振動逼漿布料。

（3）大體積混凝土表面水泥漿比較厚，容易引起表面收縮開裂，因此在澆筑后應(yīng)至少進(jìn)行兩次搓壓，最后一次搓壓應(yīng)在泌水結(jié)束，初凝前完成，搓壓完成后及時(shí)進(jìn)行 2 層塑料泡沫板和 1 層塑料薄膜的保溫保濕養(yǎng)護(hù)方案，養(yǎng)護(hù)不少于 14天。

（4）澆筑后的前 5 天是混凝土的升溫階段，這段時(shí)間每2 小時(shí)測溫一次，當(dāng)內(nèi)部溫度和外界溫度只差連續(xù) 24 小時(shí)小于 25℃ 時(shí)可結(jié)束測溫工作。

（5）混凝土供應(yīng)前，保證現(xiàn)場通水、通電及路面夯實(shí)。

（6）攪拌車卸完料后需設(shè)立沖洗點(diǎn)，沖洗水不得如泵。

（7）為確保連續(xù)澆搗施工，吃飯時(shí)間安排分班。

（8）泵送混凝土潤管砂漿不得打入結(jié)構(gòu)內(nèi)。

（9）重視現(xiàn)場安全，做好相應(yīng)的安全措施。

5　澆筑成果

（1）該區(qū)塊連續(xù)澆筑時(shí)間 70 小時(shí)，共計(jì)澆筑混凝土6772 方，平均每小時(shí)澆筑 97 方，順利完成澆搗任務(wù)。

（2）在混凝土澆筑過程中，我公司生產(chǎn) 200 方進(jìn)行一次測溫工作，共計(jì)測溫 42 次，測出最高出機(jī)溫度 22℃，最低出機(jī)溫度 18℃，實(shí)測出機(jī)溫度均控制在計(jì)算出機(jī)溫度左右。

（3）工地施工前在 5.8 米厚的大承臺處預(yù)埋了三個(gè)測溫探頭，分別在該區(qū)塊的上部、中部、底部，中間配備冷卻管，當(dāng)中心溫度萬一超過了表面溫度 25℃ 時(shí)，及時(shí)通水冷卻。測量工作在混凝土的升溫階段測量時(shí)間間隔為每 2 小時(shí)一次，處于降溫階段為每 4 小時(shí)一次。通過測量，發(fā)現(xiàn)在澆筑完成后 3 天，最大絕熱溫升值 Tr值達(dá)到了 68℃，而當(dāng)時(shí)最大的表面溫度 Tb達(dá)到了 47℃，內(nèi)外溫差小于 25℃，很好地控制了水化熱的釋放。養(yǎng)護(hù)方面，在混凝土升溫階段，嚴(yán)格按照一層塑料薄膜和兩層塑料泡沫板的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土降溫后，即 7 天后，采用蓄水養(yǎng)護(hù)。14 天后，在其上面未找到有害的溫度裂縫。

（3）我公司共計(jì)制作抗壓試塊組數(shù) 34 組，28d 平均強(qiáng)度 40.6MPa，最小值 38.5MPa。達(dá)到了設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求。制作抗?jié)B試塊 14 組，28d 全部達(dá)到抗?jié)B強(qiáng)度等級 P10 的要求。

6　結(jié)語

該區(qū)塊大體積混凝土的澆筑圓滿成功說明：我們要完成大體積混凝土的澆筑工作，必須做到澆筑前，充分做好準(zhǔn)備工作，比如混凝土原材料的選用以及備貨，嚴(yán)格控制原材料的品質(zhì)以及做好質(zhì)量控制程序，對生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行評估，每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行細(xì)致的分析，做好預(yù)案。對混凝土的水化熱進(jìn)行預(yù)算，并做好預(yù)案。和施工單位進(jìn)行全方面的溝通，配合。生產(chǎn)過程嚴(yán)格按照操作規(guī)程以及預(yù)案進(jìn)行操作。施工單位做好混凝土澆筑后的一系列保溫保濕工作。

［通訊地址］杭州鼎源建材有限公司 （311109）

A production pouring scheme of C35P10 large volume concrete project

Zhong Xue, Huang Yafang
( Hangzhou Dingyuan building materials Co., Ltd., Hangzhou311109)

In this paper, by an engineering example is introduced in the Hangzhou area of production, supply and C35P 10 volume at the concrete pouring, how to choose the raw material preparation, raw material supply, according to the characteristics in Hangzhou area; how to dispose the production equipment, maintenance, ensure trouble free production; how to reasonably equipped with mixing truck and pumping equipment; how to take technical measures and quality control measures are effective, reasonable; how to establish the effective system of organization of supply, with how and construction units active, effective; how to effectively control the temperature crack harmful; how to give the construction unit and put forward reasonable suggestions and so on several aspects, effective, reasonable plan. In order to complet the production, supply, and pouring task of concrete smoothly.

large volume concrete; equipment; temperature crack; hydration heat; quality control measures

鐘學(xué)（1981—），男 工程師。