大體積混凝土施工質(zhì)量通病及控制措施

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、各類工程建設(shè)規(guī)模也不斷擴(kuò)大，大體積混凝土在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也越來越廣泛。大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)和施工組織都比較復(fù)雜，施工中普遍會(huì)遇到裂縫控制問題，如果不采取正確的施工方法和有效的控制措施，就會(huì)影響工程質(zhì)量，影響工程的使用，甚至造成工程的破壞。因此在大體積混凝土施工中應(yīng)嚴(yán)格控制裂縫產(chǎn)生和發(fā)展，以保證工程質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；施工技術(shù)；質(zhì)量控制

0.前言

大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。因此需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證施工過程質(zhì)量控制使大體積混凝土順利施工。

1.大體積混凝土的質(zhì)量通病裂縫

大體積混凝土內(nèi)出現(xiàn)的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發(fā)展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結(jié)構(gòu)的斷面，可能破壞結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，其危害性是較嚴(yán)重的；而深層裂縫部分地切斷了結(jié)構(gòu)斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。

大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由于內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但抗拉能力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。

1.1水泥水化熱

水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對(duì)較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時(shí)散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。

1.2外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對(duì)大體積混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60～65℃，并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。

1.3混凝土的收縮

混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必須的，而約80%的水分要蒸發(fā)，多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮，混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對(duì)混凝土是很不利的。

2.混凝土配合比設(shè)計(jì)要求

對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要要求是：既要保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度，又要大幅度降低水化熱；既要使混凝土具有良好的和易性，又要降低水泥和水的用量。所以，施工中應(yīng)選擇合適水泥，減少水泥用量，摻外加劑，控制水灰比。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，混凝土中摻加水泥用量4%的復(fù)合液，具有防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑4種外加劑的功能，溶液中的鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20%左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長(zhǎng)到5h左右。嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和含泥量，選用10～40mm連續(xù)級(jí)配碎石，優(yōu)選混凝土施工配合比，根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度及泵送混凝土坍落度的要求，經(jīng)試配優(yōu)選。

3.原材料質(zhì)量控制

大體積混凝土所選用的原材料應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

盡量選用低熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥），減少水化熱。但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其他水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時(shí)影響施工質(zhì)量?；炷撩谒缘拇笮∨c用水量有關(guān)，用水量多，泌水性大，且與溫度高低有關(guān)，水完全析出的時(shí)間隨溫度的升高而縮短；此外，還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以，在選用礦渣水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇泌水性的品種，并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑。在施工中，應(yīng)及時(shí)排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實(shí)后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。

在條件許可的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力可部分抵消溫度需變應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高混凝土的抗裂能力。

適當(dāng)摻加粉煤灰。混凝土摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿骨料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。

選擇級(jí)配良好的骨料。細(xì)骨料宜采用中粗砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.8～3.0之間，因?yàn)槭褂弥猩氨扔眉?xì)砂可減少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1%以內(nèi)，并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂；粗骨料在可泵送情況下，選用粒徑5～20mm連續(xù)級(jí)配石子，以減少混凝土收縮變形。

可以考慮在大體積混凝土中摻加堅(jiān)實(shí)無裂縫、沖洗干凈、規(guī)格為150mm～300mm的大塊石。摻加大塊石不僅減少了混凝土總用量，降低了水化熱，而且石塊本身也吸收了熱量，使水化熱能進(jìn)一步降低，對(duì)控制裂縫有一定好處。

4.施工質(zhì)量控制

4.1加強(qiáng)商品混凝土運(yùn)輸過程控制

要求混凝土生產(chǎn)廠家每車出廠時(shí)出據(jù)混凝土標(biāo)號(hào)、坍落度、出廠時(shí)間、數(shù)量和到達(dá)地點(diǎn)的發(fā)料單據(jù)。抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，由總包派專人按程序驗(yàn)收，填寫到達(dá)時(shí)間、混凝土坍落度、目前混凝土有無異常等情況。監(jiān)理人員不定期進(jìn)行抽檢，如混凝土出現(xiàn)離析，必須進(jìn)行次攪拌。

4.2制定混凝土澆注方案

大體積混凝土澆注常采用的方法有以下幾種：全面分層。即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層。這種方案適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑；分段分層。先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的工程；斜面分層。要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過厚度3倍的情況?；炷翉臐仓酉露碎_始，逐漸上移。

4.3加強(qiáng)振搗，確?；炷恋拿軐?shí)

為確?；炷恋木鶆蚝兔軐?shí)，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，要求操作人員加強(qiáng)混凝土的振搗，插點(diǎn)均勻排列，按順序振實(shí)不得遺漏，振搗期間距宜取300mm，時(shí)間15-30秒為宜，不宜過振，以表面呈現(xiàn)浮漿，平整和不在沉落為準(zhǔn)，為了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，尚須進(jìn)行二次振搗以提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，增加混凝土的密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高，從而提高混凝土的抗裂性，一般間隔20-30分鐘進(jìn)行二次復(fù)振，或者是在混凝土經(jīng)振搗后尚能恢復(fù)塑性狀態(tài)的時(shí)間。

5.混凝土溫度控制

為了降低混凝土的總溫升，減少內(nèi)外溫差，控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度是一個(gè)很重要的措施。對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂次之，水泥的影響較小。因此，具體施工中可采取加冰拌和，砂石料遮陽覆蓋，送管道用草袋包裹灑水降溫等技術(shù)措施。預(yù)埋水管，是降低混凝土澆注溫度的有效措施。冷卻水管大多采用直徑為25mm的薄壁鋼管，按照中心距1.5～3.0m交錯(cuò)排列，水管上下間距一般也為1.5～3.0m，并通過立管相連接。

6.結(jié)束語

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫是由多種原因造成的，在大體積混凝土施工中，合理選擇施工材料，優(yōu)化混凝土配合比，優(yōu)化混凝土的供應(yīng)，采用科學(xué)的施工方法，嚴(yán)格施工管理，加強(qiáng)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)， 保證工程質(zhì)量。具體施工中要靠我們多觀察，多比較，出現(xiàn)問題后多分析，多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，大體積混凝土的裂縫是完全可以避免的。