談?wù)剬?duì)大體積混凝土的質(zhì)量控制

摘要：文中對(duì)高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土的質(zhì)量因素進(jìn)行了分析，闡述了防止大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的重要性，從使用高效減水劑和設(shè)計(jì)混凝土初凝時(shí)間兩方面，提出了消除裂縫的具體措施。

關(guān)鍵詞：高層建筑基礎(chǔ)；大體積混凝土；質(zhì)量控制

1前言

與一般的混凝土相比較，大體積混凝土具有形體龐大、混凝土數(shù)量較多、工程條件復(fù)雜、施工技術(shù)和質(zhì)量要求高、混凝土絕熱溫升高和收縮等特點(diǎn)。因此，大體積混凝土經(jīng)常出現(xiàn)的問題不是力學(xué)上的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而是混凝土的裂縫。如何防止大體積混凝土的開裂，一直是工程技術(shù)人員長(zhǎng)期關(guān)心和共同研究的主要課題。

2工程概況

某大廈工程，基礎(chǔ)厚度為0.9m～1.2m，總方量為3000m3，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C40，抗?jié)B等級(jí)P6。質(zhì)量要求高，是典型的高層大體積混凝土工程。為保證施工質(zhì)量做了充分的準(zhǔn)備工作。

2.1在通常情況下，人們對(duì)混凝土質(zhì)量的理解存在許多“誤區(qū)”。主要是將混凝土的強(qiáng)度(抗壓強(qiáng)度)作為混凝土質(zhì)量的主要甚至是唯一的標(biāo)準(zhǔn)，造成很多人只重視強(qiáng)度而忽略其他性能。大體積混凝土的主要指標(biāo)是它的整體性(大體積)，強(qiáng)度應(yīng)該是次要因素(當(dāng)然也要滿足要求)。

2.2 粉煤灰的認(rèn)識(shí)：很多人認(rèn)為摻加粉煤灰是一項(xiàng)節(jié)能或節(jié)約的措施，很少有人認(rèn)為是不可缺省的技術(shù)手段；“粉煤灰取代水泥”一直是人們對(duì)粉煤灰的認(rèn)識(shí)，最新研究表明：加入粉煤灰的混凝土有許多獨(dú)特的性質(zhì)是普通混凝土所不具備的，因此不能把粉煤灰簡(jiǎn)單地看作水泥的替代物；粉煤灰混凝土的特殊性在于：對(duì)水灰(膠)比和環(huán)境溫度更為敏感；對(duì)水灰(膠)比更為敏感是指：在低水灰(膠)比情況下粉煤灰混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速率比普通混凝土明顯；對(duì)環(huán)境溫度更為敏感是指：粉煤灰混凝土在較高溫度環(huán)境中的強(qiáng)度增長(zhǎng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于普通混凝土。高效減水劑的使用為低水灰(膠)比創(chuàng)造了條件，大體積混凝土的溫升為較高的環(huán)境溫度創(chuàng)造了條件；因此，粉煤灰的應(yīng)用條件在大體積混凝土中十分優(yōu)越。

2.3 養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)狀。現(xiàn)行的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)多數(shù)指出的是要養(yǎng)護(hù)多長(zhǎng)時(shí)間，而沒有規(guī)定什么時(shí)候開始養(yǎng)護(hù)。

如圖1所示：混凝土約束應(yīng)力是升溫產(chǎn)生的膨脹壓應(yīng)力和自收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力疊加的結(jié)果。在溫度達(dá)不到 以前，混凝土仍處于塑性狀態(tài)，故為零應(yīng)力。此后溫度上升，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力(這時(shí)可以采取降溫措施)；溫度達(dá)到峰值后，開始下降到 時(shí)出現(xiàn)第二次零應(yīng)力，此后即開始產(chǎn)生拉應(yīng)力。如果在溫度達(dá)到 ，以后向混凝土澆低于環(huán)境溫度的涼水就可能產(chǎn)生“熱振”，產(chǎn)生開裂。所以，必須控制灑水的時(shí)間和灑水的溫度。做到及“早”、盡“早”養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)短適當(dāng)。水灰比越低越需要即時(shí)加強(qiáng)外部補(bǔ)充水養(yǎng)護(hù)，但時(shí)間可以短些，一般0．45水灰比養(yǎng)護(hù)7 d就可以，不必再延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

2.4 “冷縫”是指現(xiàn)澆混凝土與已澆筑混凝土之間，由于間隔時(shí)間過長(zhǎng)形成的隱形縫隙。現(xiàn)在對(duì)這種縫隙沒有現(xiàn)有規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)。只是認(rèn)為“只要在初凝前接茬就沒有問題”?；炷两硬鐣r(shí)間的控制：混凝土凝結(jié)到什么程度以前，它與新澆筑的混凝土之問粘結(jié)會(huì)不會(huì)受到損害呢?為此，對(duì)不同凝結(jié)程度的接縫處混凝土力學(xué)強(qiáng)度進(jìn)行了試驗(yàn)。

先在試模內(nèi)澆筑一半混凝土，待這部分混凝土凝結(jié)程度達(dá)到貫人阻力的1、0 MPa、2．0 MPa和3、5 MPa時(shí)，再澆筑另一半混凝土。劈裂試驗(yàn)結(jié)果說明，隨著澆筑第二層混凝土?xí)r第一層混凝土凝結(jié)程度的增加(貫入阻力由1．0 MPa增加到3．5 MPa)，接縫處劈裂抗拉強(qiáng)度降低。將上述成型試件在接縫處劈開，發(fā)現(xiàn)貫入阻力為3．5 MPa時(shí)澆筑第二層混凝土的試件，在接縫處整齊地劈為兩半，由此可見，接縫處的兩層混凝土并沒有結(jié)合成為整體，然而當(dāng)一層混凝土貫入阻力為1．0 MPa時(shí)，再澆筑第二層混凝土的試件，沒有一試件在接縫處破裂，更沒有整齊地劈為兩半，接縫處具有良好的整體性。試驗(yàn)表明，當(dāng)先澆筑的混凝土凝結(jié)進(jìn)展到達(dá)初凝(貫入阻力3．5 MPa)，再澆筑上面一層新混凝土，會(huì)產(chǎn)生冷縫，兩層混凝土之間的粘結(jié)會(huì)受到嚴(yán)重的損害，接縫處強(qiáng)度降低．結(jié)構(gòu)不具有整體性。要避免形成冷縫，使兩層混凝土結(jié)合完整，應(yīng)該在先澆筑的混凝土凝結(jié)進(jìn)展到貫入阻力1.0 MPa～3.5 MPa以前澆筑新混凝土。

新拌混凝土達(dá)到初凝時(shí)，很難對(duì)混凝土進(jìn)行有效的振動(dòng)搗實(shí)，雖然振動(dòng)棒在自身重量的作用下能夠下沉，振動(dòng)棒周圍的混凝土也能夠形成流體，但只在振動(dòng)棒周圍的小范圍內(nèi)，搗實(shí)半徑太小，從實(shí)用角度看，振動(dòng)搗實(shí)應(yīng)該在混凝土的貫入阻力達(dá)到1．0 MPa以前完成。對(duì)膨脹劑的盲目迷信。許多單位在大體積混凝土摻加膨脹劑，認(rèn)為“膨脹可以抵消或抵抗收縮”。

3 實(shí)施應(yīng)用

3.1 原材料

3.1.1選擇低熱礦渣水泥- - 山化天脊礦渣42．5級(jí)水泥。

3.1.2選用優(yōu)質(zhì)粉煤灰。

3.1.3采用優(yōu)質(zhì)緩凝高效減水劑。

3.1.4選用優(yōu)質(zhì)粗細(xì)骨料，嚴(yán)格控制含泥量。

3.2 配合比(見表1)

采用大摻量粉煤灰技術(shù)，取代量28％ 、重量比達(dá)39％ ；緩凝高效減水劑的緩凝作用可降低水化熱峰值；推遲凝結(jié)時(shí)間(保證施工接茬，消除冷縫)；減水作用可保證混凝土的低水灰比，以達(dá)到高強(qiáng)度要求，同時(shí)滿足混凝土和易性(泵送)要求。為延緩水化熱放出，采用60d齡期考察混凝土強(qiáng)度。

3.3對(duì)“冷縫”進(jìn)行控制

按照現(xiàn)場(chǎng)的混凝土接茬時(shí)間，設(shè)計(jì)混凝土的凝結(jié)時(shí)間。在現(xiàn)場(chǎng)模擬制作的6組試件，標(biāo)養(yǎng)7d后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)。

3.4養(yǎng)護(hù) 混凝土澆筑后立即覆蓋塑料薄膜保濕養(yǎng)護(hù)，終凝后立即向混凝土灑水養(yǎng)護(hù)(揭起薄膜)，保濕7 d；在3 d后要控制灑水的水溫，不得把冰涼的自來水直接灑向混凝土。而要在水箱中曬一曬停一段時(shí)間將水溫升至環(huán)境溫度再灑水；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，為防止混凝土內(nèi)外溫差大于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的25℃ ，應(yīng)進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)。

4 運(yùn)用情況

對(duì)混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣、制作試件；對(duì)混凝土進(jìn)行測(cè)溫，溫差最大的為19℃；制作的“冷縫”檢查試件，無一在接縫處劈裂；泵送順利、情況良好；混凝土表觀整潔、光滑、密實(shí)，無通病。

結(jié)語

料是根，質(zhì)量必須嚴(yán)格控制；配合比是核心，應(yīng)用最新的技術(shù)成果和科學(xué)理論；“混凝土初凝之前接茬”是誤區(qū)，振動(dòng)搗實(shí)應(yīng)該在混凝土的貫入阻力達(dá)到1．0 MPa以前完成才安全；養(yǎng)護(hù)是關(guān)鍵，必須正確科學(xué)養(yǎng)護(hù)；以“盡早養(yǎng)護(hù)”代替“及時(shí)養(yǎng)護(hù)”；現(xiàn)場(chǎng)控制才能把技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，取得良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]劉秉京．混凝土技術(shù)[M]．北京：水利出版社 1998．

[2]覃維祖．混凝土整體論[J]．建筑技術(shù) 2003 (1)：16-18．