混凝土施工質(zhì)量影響因素及質(zhì)量控制措施分析

摘 要：本文從影響大體積混凝土裂縫的原因出發(fā)，分別從設(shè)計、材料、施工、溫度檢測等幾個方面的控制措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土 裂縫 控制措施

中圖分類號：TU7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0013-02

隨著社會發(fā)展要求，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計為滿足建筑功能需求，在高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中采用轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置的轉(zhuǎn)換。鋼筋混凝土轉(zhuǎn)換層的梁板其斷面尺寸均比常用的混凝土結(jié)構(gòu)尺寸大，大體積混凝土澆注采用泵送混凝土施工工藝。實際上，混凝土收縮所引起的開裂已經(jīng)成為工程建筑施工一個不容忽視的問題。裂縫產(chǎn)生不但降低了結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱了構(gòu)件的承載力，還會影響建筑物的正常使用。因此，研究如何采提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，采取有效措施控制其開裂，是目前工程界普遍關(guān)注的問題。

1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

大體積混凝土墩臺身或基礎(chǔ)等結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。產(chǎn)生的裂縫種類主要有三種：溫差裂縫、收縮裂縫、荷載引起的裂縫。

1.1 溫差裂縫

由于混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差出現(xiàn)過大而引起的現(xiàn)象稱之為溫差裂縫。主要的影響因素有以下方面：就是在混凝土結(jié)構(gòu)處于在硬化期間，水泥在硬化期間釋放很多的水化熱，并且沒有及時的散去熱量，使得混凝土內(nèi)部的溫度在不斷的上升中，最后引起的就是混凝土表面和內(nèi)部的溫差出現(xiàn)過大的現(xiàn)象。同時還有救是混凝土的內(nèi)部膨脹的比較厲害，這時的混凝土的表面就會受到很大的拉應(yīng)力，但是混凝土早期的抗拉的強度是很低的，這樣就是混凝土的齡期很短暫，當(dāng)混凝土的極限抗拉強度被混凝土溫差產(chǎn)生的表面抗拉應(yīng)力超越時，混凝土就會產(chǎn)生溫差裂縫。

另一種原因就是混凝土受到外界的約束，使得結(jié)構(gòu)上的溫差出現(xiàn)過lRtDXvhIN5KYqk6PgJCOtw==大現(xiàn)象，且當(dāng)大體積的混凝土在約束上的地基（如樁基等）澆筑的時候，并沒有采取任何的特殊措施來放松、降低和取消約束方面的混凝土，而這樣就比較容易發(fā)生深度或者是貫穿性的混凝土溫差裂縫。

1.2 收縮裂縫

收縮裂縫形成的原因主要是混凝土中的用水量和水泥用量不均衡，選用的水泥品種不同，其干縮、收縮的量也不同。如果混凝土澆筑時振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，經(jīng)過風(fēng)吹日曬，混凝土表面水分散失得快，產(chǎn)生干縮，最終導(dǎo)致開裂。收縮裂縫是不規(guī)則的斜裂縫，在鋼筋以上，類似于龜紋，經(jīng)常出現(xiàn)在現(xiàn)澆混凝土后數(shù)周或數(shù)月之間。

1.3 荷載引起的裂縫

在結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，如果計算模型不合理，結(jié)構(gòu)受力與實際不符，荷載少算或漏算，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠，設(shè)計截面不足，結(jié)構(gòu)剛度不夠等等都會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承受不住荷載，而引起裂縫；施工過程中不按設(shè)計圖紙施工，擅自改變施工順序等都會引起裂縫；在使用階段，超過設(shè)計荷載的重型車輛過橋，或者大風(fēng)、大雪、地震等自然狀況也會引起混凝土出現(xiàn)裂縫。

2 大體積混凝土裂縫控制措施

2.1 裂縫控制的設(shè)計措施

大體積混凝土的強度等級要保證在C20～C35范圍內(nèi)選用。豎向受力結(jié)構(gòu)采用高強度混凝土以減小截面，對于大體積混凝土的底板，首先要滿足抗彎強度，以及抗沖切的計算要求，用C20～C35的混凝土，設(shè)計上的“強度越高越好”的概念是錯誤的，要盡量避免。因為建筑的建設(shè)周期較長，為了保證基礎(chǔ)有足夠的強度，并且能夠滿足使用要求，利用混凝土60 d以及90 d的后期強度，來減少混凝土中的水泥用量，避免混凝土澆筑塊體的溫度升高過快。

大體積的混凝土除了要滿足承載力以及構(gòu)造要求外，還要增加鋼筋，使其承受水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力，并且控制裂縫擴大，可以選用構(gòu)造鋼筋來控制裂縫，選用的構(gòu)造筋直徑小，間距小。

2.2 裂縫控制的材料措施

（1）選擇合適水泥并嚴(yán)格控制水泥用量。

為減少水泥用量，降低混凝土澆筑塊體的溫度升高，選用低熱水泥，減少水化熱。盡量選用后期強度（90 d或120 d）進(jìn)行配合比設(shè)計，降低水泥用量，以降低混凝土的絕對溫升值?？梢允够炷翝仓蟮膬?nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可降低保溫養(yǎng)護(hù)的費用。

（2）嚴(yán)格控制骨料級配和含泥量。

采用5～40 mm顆粒級配的石子，細(xì)度模數(shù)2.80～3.00的中砂，砂率控制在40%～45%?？刂坪嗔啃∮?%，并不得混有有機質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂。采用粗砂時，控制含泥量小于1.5%。

（3）選擇適當(dāng)外加劑。

國內(nèi)當(dāng)前用的外加劑主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，改善混凝土的工作性能和可靠性，還可以代替水泥，降低水化熱。通常情況下，泵送混凝土為了延緩凝結(jié)時間，需要加入緩凝劑，因為凝結(jié)時間過早，會影響混凝土澆筑面的粘結(jié)，引起縫隙，混凝土的防水、抗裂以及整體強度都會下降。通過加入膨脹劑，來防止混凝土的初始裂縫，也能夠延長初凝時間到5 h左右。

（4）優(yōu)化混凝土配合比。

為了優(yōu)化混凝土配合比，需要選用良好級配的骨料，嚴(yán)格控制砂石的質(zhì)量，降低水灰比，要在混凝土中摻加粉煤灰和外加劑，來減少水泥用量，降低水化熱，防止混凝土溫度升高過大，以減少混凝土收縮應(yīng)力。

3.3 裂縫控制的施工措施

（1）選擇合適的施工工藝。

根據(jù)泵送大體積混凝土自身的特點，選用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的施工方法。該方法通過混凝土自然流淌形成斜坡，能夠更好地適應(yīng)泵送施工工藝，避免經(jīng)常拆除、沖洗甚至接長混凝土的輸送管道，以提高泵送效率，也能節(jié)約時間，確保澆筑上下層混凝土的時間間隔不超過初凝時間。

（2）嚴(yán)格控制混凝土入模溫度。

春秋季的溫度比較適中，所以，大體積混凝土施工最好在春秋季進(jìn)行，以降低混凝土入倉溫度。如果在夏季確實需要施工，必須采取有效措施來降低混凝土入倉溫度。在澆筑混凝土?xí)r，要避免混凝土直接在太陽下爆曬。在拌制混凝土前，要保證周圍通風(fēng)良好，要在碎石周圍灑水降溫，可以預(yù)先在蓄水池中放入自來水來降溫。

（3）適當(dāng)增加預(yù)埋件。

混凝土的很多部位都容易發(fā)生裂縫，要提前在這些敏感部位埋設(shè)應(yīng)力應(yīng)變傳感片，來測試?yán)瓚?yīng)力，便于直接控制混凝土的養(yǎng)護(hù)，確保混凝土各部位不產(chǎn)生裂縫。對于基礎(chǔ)面，要加設(shè)鐵絲網(wǎng)或者小直徑的鋼筋網(wǎng)，來提高混凝土表面抗裂性能?？梢圆捎谩八椒謱娱g隙”的施工方法，將混凝土分成兩層進(jìn)行澆筑，澆筑間隙7 d以上，分層厚度各為1.5 m，抗縮鋼筋網(wǎng)設(shè)置在下層的上表面。如果工期允許，采用該施工方法能夠降低混凝土內(nèi)部最高溫升，還能減少人力、材料以及機械設(shè)備的投入。

（4）加強混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)。

澆筑完混凝土后，及時按照溫控技術(shù)措施的要求，對混凝土進(jìn)行保溫養(yǎng)護(hù)?；靥钔潦悄壳白詈玫酿B(yǎng)護(hù)材料之一，可以有效預(yù)防裂縫；保溫養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間，要根據(jù)混凝土的溫度應(yīng)力加強控制，但是不得少于15 d，保溫覆蓋層的拆除要分層逐步進(jìn)行；保溫養(yǎng)護(hù)過程中，要保持混凝土表面的濕潤，在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水，以便加快承臺內(nèi)部熱量的散發(fā)。同時，在養(yǎng)護(hù)過程中保持良好的濕度和抗風(fēng)條件，使混凝土在良好的環(huán)境下養(yǎng)護(hù)。施工人員需根據(jù)事先確定的溫控指標(biāo)的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)措施。

2.4 混凝土的溫度檢測

為了能夠及時掌握混凝土內(nèi)部以及表面溫度的變化值，必須設(shè)有合理地測溫孔，準(zhǔn)確及時地掌握混凝土各個部位的溫度變化，以便采取有效措施，降低溫度，保證工程質(zhì)量。具體的做法是：在混凝土內(nèi)部埋設(shè)幾個測溫點，布置為L型，在每個測溫點預(yù)先埋設(shè)兩根測溫管，一根管底埋置在混凝土的中心位置，來測量混凝土中心的最高溫度；另一根管底埋在距混凝土的上表面100 mm處，來測量混凝土表面的溫度，兩根測溫管都要露出混凝土表面100 mm。然后用100 ℃的水銀溫度計來測量溫度，讀出示數(shù)。在混凝土澆筑后1～4 d，是溫度上升較快的階段，有每小時都要測取數(shù)據(jù)一次，5～14 d后，可以每個3 h測量一次。

2.5 其他控制措施

大體積混凝土施工過程中，要經(jīng)常與氣象臺聯(lián)系，掌握天氣情況。預(yù)備好防曬及防雨設(shè)施，并在基坑四周，設(shè)置盲溝和集水井，防止雨水倒灌進(jìn)倉號內(nèi)，造成不必要的經(jīng)濟損失。

3 結(jié)語

隨著國家建設(shè)投資的快速發(fā)展，市政工程的投入進(jìn)一步的加大，而道路橋梁是市政工程的主要類型，它們應(yīng)用的日益廣泛，使得大體積混凝土的應(yīng)用越來越多，同時，也暴露出來越來越多的問題，其中大體積混凝土的裂縫問題更為重要。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量直接關(guān)系到該結(jié)構(gòu)的使用性能，所以在工程施工中一定要采取有效的措施防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，確保其施工質(zhì)量。根據(jù)大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因，采取相應(yīng)的措施，從設(shè)計、材料、施工等各個階段都采取有效的措施，那么大體積混凝土的裂縫是可以得到很好的防治的。

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