大體積混凝土施工質(zhì)量保證措施

王利峰

（山西省第三建筑工程公司　030024）

大體積混凝土施工質(zhì)量保證措施

王利峰

（山西省第三建筑工程公司030024）

大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。在實際施工中，經(jīng)常會遇到，如大型橋臺、高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)等，它的體積大，表面系數(shù)較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，導(dǎo)致大體積混凝土容易出現(xiàn)溫度裂縫及產(chǎn)生其他病害。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件的體積相對比較龐大，混凝土的用量也較大，同時由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在施工過程中工程條件呈現(xiàn)復(fù)雜多樣化，導(dǎo)致大體積混凝土的質(zhì)量控制存在一定的難度。

1　大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及危害

1.1大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

根據(jù)大體積混凝土裂縫深度不同，可以分為表面裂縫、深層裂縫及貫穿性裂縫。大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因主要有以下幾個方面：

（1）水泥水化熱。水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面尺寸較厚，而表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的人熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)出來，以至于內(nèi)部溫度越積越高，內(nèi)外溫差也增大。

（2）外界氣溫的變化。大體積混凝土在施工階段時的澆筑溫度會隨著外界氣溫的變化而變化，特別是氣溫驟降，會大大的增加內(nèi)外層混凝土的溫差，這對大體積混凝土是不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差越大，溫度應(yīng)力也就越大。同時，大體積混凝土在高溫條件下也不易散熱，混凝土內(nèi)部溫度會很高，一般可達60～65℃。

（3）混凝土的收廮縮?；炷恋氖湛s主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起的混凝土體積的收縮，以及水泥的品種、混凝土的配合比、外加劑和摻合料的品種等。

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的因素較多，但主要是混凝土自身因素、人為操作因素及環(huán)境因素三個方面?；炷磷陨硪蛩刂饕ㄋ嘣谒艧岷螅诨炷恋慕禍剡^程中產(chǎn)生的溫度裂縫、大體積混凝土干燥時產(chǎn)生的干縮導(dǎo)致的裂縫、水泥漿硬化過程中大體積混凝土收縮所產(chǎn)生的硬化收縮裂縫。人為原因主要包括施工設(shè)計不合理、材料質(zhì)量不合格、混凝土配比不當、施工質(zhì)量較差等原因。環(huán)境因素主要包括外界溫度的升降和外界的約束導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)干縮或膨脹導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。

1.2大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的危害

大體積混凝土產(chǎn)生的裂縫影響了建筑物的使用功能。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)多為筏板基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、箱型基礎(chǔ)及壩體等，這些結(jié)構(gòu)中一旦出現(xiàn)裂縫，直接造成結(jié)構(gòu)滲漏。結(jié)構(gòu)的修補堵漏施工困難，處理難度較大，同時需要花費大量的資金。結(jié)構(gòu)滲漏造成建筑結(jié)構(gòu)功能受到影響，不利于建筑結(jié)構(gòu)安全。另外，大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，尤其是貫穿性裂縫的出現(xiàn)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度降低，影響到結(jié)構(gòu)物正常功能的發(fā)揮，不利于建筑物安全。大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)，無論是表面裂縫、深層裂縫還是貫穿性裂縫，都會造成侵蝕介質(zhì)進入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋銹蝕、混凝土出現(xiàn)碳化，最終造成混凝土的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時可能會危害到建筑物的安全使用。

2　大體積混凝土施工質(zhì)量保證措施

2.1大體積混凝土施工前應(yīng)優(yōu)選原材料

在大體積混凝土澆筑施工前，要嚴格檢查攪拌站原材料的準確情況，要確保原材料質(zhì)量、數(shù)量都要滿足連續(xù)澆筑施工的要求，要檢測現(xiàn)場的施工機具，要具有足夠的振動和找平以及后備的機具。檢測施工現(xiàn)場的人員分布情況，要確保人員充足，并且各類人員的操作水平能達到現(xiàn)場施工的要求。

嚴格檢查和控制原材料是生產(chǎn)合格混凝土的必要條件，同時也是保證大體積混凝土質(zhì)量的基本措施。

（1）水泥。在選擇水泥品種，應(yīng)該優(yōu)先選用水化熱較低的水泥，由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采用早期水化熱第的水泥。由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數(shù)，在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱的礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當?shù)臏p小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱效率。

（2）加入適當?shù)耐饧觿?/p>

大體積混凝土采用泵送混凝土，為了確保澆筑工藝的正常進行和連續(xù)澆筑的質(zhì)量要求，一般情況下混凝土要具有120mm以上的坍落度。不能單純依靠增加單位用水量來調(diào)整混凝土的坍落度，過多的用水量導(dǎo)致需要增多水泥用量，同時也加劇了混凝土的干燥收縮，加劇了水化熱，更容易導(dǎo)致開裂。因此在施工前要科學合理的選擇混凝土的外加劑。外加劑的種類很多，如可加入粉煤灰、減水劑、引氣劑、緩凝劑等。摻入粉煤灰可以減少水泥的用量，降低混凝土的熱脹，同時粉煤灰的火山反應(yīng)可以進一步改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，是孔結(jié)構(gòu)進一步細化，分布更合理，使硬化后的混凝土更加密實，相應(yīng)收縮值也會減小。減水劑要具有兼顧補償收縮的功能，同時要明顯改善混凝土的工作性狀，要能減少拌合用水，減少水泥用量，達到降低水化熱的目的。若外加劑兼有補償收縮功能，就可以大幅度減少混凝土的收縮特性，有效減少發(fā)生開裂的可能性。

（3）粗細骨料。

大體積混凝土中，粗骨料宜選用連續(xù)級配、細骨料宜選用中砂。一般適宜選擇粒徑為5～40mm的石子作為粗骨料，選擇細度模數(shù)在2.6以上，平均粒徑在0.38以上的中、粗砂作為細骨料。增大的骨料粒徑，可以有效減少水泥用量，同時也減少了混凝土的收縮和泌水，由于水泥用量的減少，降低了水化熱。中粗砂能有效減少每立方米混凝土內(nèi)的用水量，可以有效降低混凝土的干縮。但值得引起注意的是：過大粒徑的骨料容易造成混凝土離析。因此在施工中要重視級配的設(shè)計，在大體積混凝土澆筑過程中，要加強振搗作業(yè)。

另外，大體積混凝土在澆筑時應(yīng)該選擇合理的澆筑方法。在混凝土養(yǎng)護時溫度的控制也是十分重要的。

2.2大體積混凝土澆筑施工的質(zhì)量保證措施

2.2.1優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，避免應(yīng)力集中，改善約束條件

大體積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸過大，結(jié)構(gòu)在連續(xù)澆筑過程中會產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂縫。由于溫度的變化和混凝土的收縮變形，容易在轉(zhuǎn)角部位和斷面突變位置等應(yīng)力較為集中的區(qū)域產(chǎn)生裂縫，因此，要合理設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)方案。在現(xiàn)場施工時，也可以在墩身或承臺的斷面突變位置進行過渡處理，在過渡區(qū)和轉(zhuǎn)角位置設(shè)置構(gòu)造抗裂鋼筋。其次，要設(shè)計合理的澆筑方案，避免建筑墩身、承臺、轉(zhuǎn)角等位置出現(xiàn)開裂。出現(xiàn)貫穿性裂縫的主要原因是由于結(jié)構(gòu)在降溫過程中，收縮變形受到基礎(chǔ)的約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要在滿足結(jié)構(gòu)使用要求的前提下，綜合考慮基礎(chǔ)的約束情況，減少結(jié)構(gòu)開裂。

2.2.2合理安排施工，提高澆筑水平

在大體積混凝土澆筑過程中，要合理安排施工順序，要采用分段分層澆筑，澆筑過程中要避免混凝土的堆積過高，避免產(chǎn)生過高的水化熱。在澆筑時，下料口高度要按施工規(guī)范要求嚴格控制，避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。在混凝土澆筑時，可在內(nèi)部預(yù)先埋設(shè)冷卻管，要控制混凝土澆筑時的溫度，同時要適當增加澆筑厚度來增加混凝土的強度等級。澆筑后，采用振搗棒振搗時，要增加混凝土和鋼筋的握裹，要確保鋼筋充分約束住混凝土。要根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，調(diào)整施工過程中的配合比，施工現(xiàn)場要做好協(xié)調(diào)工作，確保混凝土連續(xù)澆筑。在混凝土養(yǎng)護過程中，要采用科學的方法，對混凝土內(nèi)部溫度進行實時監(jiān)測，要適當提高養(yǎng)護環(huán)境溫度，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。

3　結(jié)束語

控制大體積混凝土裂縫的施工是一項系統(tǒng)工程，牽涉到設(shè)計、原材料的選擇、施工工藝、養(yǎng)護等以及一些不能確定的因素。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，都會導(dǎo)致混凝土裂縫。影響混凝土裂縫的因素雖很多，但主要原因是溫度應(yīng)力。作為工程技術(shù)人員，應(yīng)該了解混凝土內(nèi)部的溫度變化規(guī)律，合理選擇水泥品種，嚴格控制水泥用量，摻加適量的混合材料和外加劑，優(yōu)化混凝土配合比，合理施工，實時監(jiān)測，加強養(yǎng)護等，在施工中采取有效的措施來防止裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件的安全。

TU755

A

1673-0038（2015）29-0132-02

2015-7-1

王利峰（1978-），男，工程師。