大體積混凝土施工中的質(zhì)量控制

許海玲

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大體積混凝土施工中的質(zhì)量控制

許海玲

（漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院，福建 漳州 363000）

大體積混凝土施工中存在普遍開裂的問題，從原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、澆筑養(yǎng)護(hù)模板工藝、現(xiàn)場管理和外加劑等方面分析原因，提出了針對(duì)性的解決對(duì)策，有效控制大體積混凝土的質(zhì)量。

大體積混凝土；水化熱；裂縫

一直以來，混凝土是建筑行業(yè)中使用最廣泛的材料之一。我國經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力不斷增強(qiáng)，對(duì)建筑物的功能要求逐漸增多，高層建筑、大型建筑和新型建筑如雨后春筍般紛紛出現(xiàn)，這使得大體積混凝土的使用日益廣泛。建筑項(xiàng)目施工過程中，人們發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土特別容易出現(xiàn)大量有害的裂縫，這是由于混凝土主要以水泥作為原材料，而水泥中的水泥熟料發(fā)生了水化作用，這引起了溫度的高低變化，導(dǎo)致了收縮裂縫的大量出現(xiàn)，嚴(yán)重影響了工程的美觀和使用的安全。因此，需要對(duì)大體積混凝土施工中的裂縫進(jìn)行分析，尋找對(duì)策，對(duì)大體積混凝土進(jìn)行有效的質(zhì)量控制和管理。

在我國，大體積混凝土通常是指：“1.建筑物中混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件最小尺寸超過1 000mm；2.最大長度超過了規(guī)范對(duì)設(shè)伸縮縫的最大間距（超長結(jié)構(gòu)）；3.施工過程中，水泥水化熱，使構(gòu)件內(nèi)外的溫差超過25℃?！痹诨炷凉こ讨校炷恋乃磻?yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，而且是一個(gè)放熱的化學(xué)反應(yīng)?；炷聊酆妥冇策^程中，外面的熱量發(fā)散很快，而內(nèi)部的水化熱量發(fā)散很慢，混凝土體積大，各部分溫差應(yīng)力加上混凝土本身的收縮等因素的綜合作用，混凝土導(dǎo)熱系數(shù)很小，容易產(chǎn)生危及結(jié)構(gòu)安全的裂縫。施工過程中，要抓住關(guān)鍵工作進(jìn)行內(nèi)外溫差控制，防止混凝土開裂。具體來說，就是編制專項(xiàng)施工方案，包括混凝土的原材料、施工配合比、溫度變化預(yù)測、澆筑順序和澆筑方法、溫度檢測和控制手段、養(yǎng)護(hù)方法、機(jī)械和儀器設(shè)備管理等方面。

1 大體積混凝土施工中存在的主要問題

大體積混凝土水化熱是質(zhì)量控制的核心。不同品種的水泥水化熱差別很大，配合比計(jì)算中，每立方米混凝土水泥用量也會(huì)直接影響到水化熱。不同季節(jié)不同環(huán)境澆筑混凝土，對(duì)水化熱反應(yīng)的影響很大，必須差異化針對(duì)性采取措施應(yīng)對(duì)。施工過程中的澆筑、振動(dòng)和養(yǎng)護(hù)將直接影響大體積混凝土的質(zhì)量。此外，還有各種外加劑和添加劑的合理科學(xué)添加，事半功倍地提高改善大體積混凝土的各項(xiàng)性能。當(dāng)然，有效的施工管理措施必須貫穿整個(gè)過程，將施工過程作為全過程動(dòng)態(tài)管理，科學(xué)文明有效，保證質(zhì)量的同時(shí)，節(jié)約成本，滿足工期要求。

2 大體積混凝土施工中質(zhì)量控制的對(duì)策

2.1大體積混凝土原材料質(zhì)量控制

2.1.1嚴(yán)抓各種原材料的質(zhì)量控制

對(duì)于大體積混凝土主要組成材料水泥、砂子、石子，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)格控制進(jìn)場。例如：水泥進(jìn)入現(xiàn)場時(shí)，必須有完整的出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告。并且，低水化熱低或中水化熱的水泥優(yōu)先選用，例如礦渣水泥，而硅酸鹽水泥等高水化熱水泥不宜使用。砂子和石子粗細(xì)骨料選用潔凈含泥量少、顆粒級(jí)配良好的材料，粗骨料用連續(xù)級(jí)配不要使用單粒級(jí)，最大粒徑D max不大于40mm，砂子宜用粗砂。

2.1.2優(yōu)化配合比控制

根據(jù)不同的建筑工程項(xiàng)目，不同批次的原材料，提前進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)與試配，然后實(shí)驗(yàn)室校正調(diào)整，接著復(fù)試，對(duì)試配中產(chǎn)生水化熱進(jìn)行驗(yàn)算和測定調(diào)整，最終得到符合要求的合理的配合比。合格的混凝土要求要有工作性和強(qiáng)度和耐久性三種要求，缺一不可。所以，配合比設(shè)計(jì)要同時(shí)兼顧，在此基礎(chǔ)上，盡可能減少水泥的使用質(zhì)量，水化熱必然也會(huì)隨之減少。

2.1.3外部環(huán)境對(duì)原材料的影響

夏季施工，炎炎夏日，砂石堆放在露天，吸收大量高溫，對(duì)大體積混凝土“火上加油”，極不利于裂縫控制。此時(shí)，控制入模溫度，對(duì)砂石堆放要采取遮陽措施避免爆曬；或者用冷水降溫法配置，例如配置混凝土?xí)r采用冷卻水拌和，水里加入冰塊或地下水；也可以在關(guān)鍵部位預(yù)埋冷卻試管，通水強(qiáng)制降溫，讓混凝土內(nèi)部的溫度得以降低；抑或可以選擇夜晚或者低溫時(shí)間段進(jìn)行混凝土的澆筑。雨季施工，水量充沛，要及時(shí)測定現(xiàn)場砂石的含水量含泥量，考慮到實(shí)驗(yàn)室混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)是干燥狀態(tài)，現(xiàn)場配制時(shí)候一定要根據(jù)砂石實(shí)際含水率對(duì)用水量加以調(diào)整，同時(shí)要注意保持水灰比不變，使得大體積混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度不變。

2.2大體積混凝土的澆筑

大體積混凝土澆筑，不能急于求成，澆筑點(diǎn)要適當(dāng)增加，澆筑速度要適當(dāng)減慢，振搗的時(shí)間適當(dāng)延長。如果是多條輸送泵管澆筑，每一天輸送泵管的間距要控制在10m以內(nèi)，澆筑方式宜由遠(yuǎn)到近澆筑。布料桿泵車輸送，每個(gè)布料點(diǎn)的澆筑速度都要去均衡，同時(shí)，布料點(diǎn)的數(shù)量由布料桿的工作半徑?jīng)Q定。

2.2.1基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑

大體積混凝土在建筑物的基礎(chǔ)分部工程澆筑時(shí)，順序上要先深后淺，先深坑澆筑，再大面積部分澆筑。厚大體積情況下，采用斜面分層澆筑方法、全面分層澆筑方法、分塊分層澆筑方法，如圖1所示。層和層之間的混凝土澆筑，依次進(jìn)行，不能間斷地持續(xù)澆筑，所以要有充分的施工時(shí)間?；炷练謱訚仓谥亓ψ饔孟伦詣?dòng)填滿模板，從上往下變成斜坡。按照相應(yīng)的高度，緩緩慢慢均勻地提升，每層厚度皆有控制，一般規(guī)范要求厚度不超過500mm。澆筑時(shí)分先后順序，先上后下，銜接工序，流水施工。

圖1大體積混凝土的澆筑方法

2.2.2超長結(jié)構(gòu)大體積混凝土澆筑

結(jié)構(gòu)留設(shè)施工縫分倉澆筑，并且分倉澆筑時(shí)間間隔不少于7d。在建筑物的適當(dāng)位置設(shè)置了后澆帶，提高了約束度，減少了單位長度的熱量，防止大量的蓄熱，減低了溫度應(yīng)力。后澆帶的封閉時(shí)間要按照設(shè)計(jì)的要求，且不少于14d，不均勻沉降的差異值穩(wěn)定后，通過沉降監(jiān)測，確定封閉后澆帶的時(shí)間。遇雨雪，及時(shí)排除水，澆筑混凝土初始凝固后，混凝土裸露表面進(jìn)行多次抹面處理。

2.3大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

2.3.1早期養(yǎng)護(hù)要及時(shí)

大體積混凝土一旦澆筑工作完成，裸露的部位要及時(shí)進(jìn)行覆蓋，可以采用吸水性能好的麻袋、草墊或塑料薄膜等材料，如圖2所示?；炷翝仓Y(jié)束，進(jìn)入初凝狀態(tài)時(shí)，養(yǎng)護(hù)工作隨即開展，初期用噴灑，后期用噴水。

圖2 大體積混凝土塑料薄膜、麻袋養(yǎng)護(hù)

2.3.2養(yǎng)護(hù)時(shí)間的控制

大體積混凝土保溫保濕工作不容馬虎，不僅要進(jìn)行常規(guī)養(yǎng)護(hù)，而且要實(shí)施溫控技術(shù)措施進(jìn)行監(jiān)管。保濕時(shí)間不得少于14d，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間（30~40d左右）。

2.3.3監(jiān)測控制養(yǎng)護(hù)期間的內(nèi)外溫差

在有效位置安裝測溫孔，加強(qiáng)溫度變化的控制。如果內(nèi)外溫度差值超過了規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，必須加強(qiáng)保溫，也可以延后拆除保溫材料?；炷帘砻鎽?yīng)保持濕潤狀態(tài)，塑料薄膜應(yīng)保持完好[1]。出去保溫隔熱層后，混凝土應(yīng)分層并分步實(shí)施。當(dāng)條件滿足時(shí)，所有條件可以移除。塑料薄膜結(jié)合麻袋進(jìn)行覆蓋保溫養(yǎng)護(hù)措施，可以保證混凝土達(dá)到最高溫后，在降溫階段不產(chǎn)生過大溫度階梯，防止溫差造成大量裂縫產(chǎn)生，保證了工程質(zhì)量。

2.4外加劑和添加材料的使用

外加劑種類很多，目前有400多種，常用的有減水劑、泵送劑、緩凝劑等。其中，減水劑和緩凝劑效果良好。減水劑是在混凝土坍落度基本相同的條件下，能顯著減少混凝土拌水量的外加劑。減水劑的經(jīng)濟(jì)效果明顯，有三種作用：提高坍落度增強(qiáng)流動(dòng)性；增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度；節(jié)約水泥用量。此外減水劑還能改良混凝土的分層離析，推遲混凝土的凝結(jié)時(shí)間，水泥水化反應(yīng)時(shí)候的放熱速度也將變慢。而緩凝劑，則更多地使用在夏季施工，延長凝結(jié)時(shí)間，減緩水化熱效果。還可以在混凝土中摻加微膨化劑對(duì)混凝縫隙進(jìn)行填充，使得混凝土更加密實(shí)，減少收縮空間，起到補(bǔ)償收斂的目的[2]。聚丙烯纖維網(wǎng)也是一直效果不錯(cuò)的材料，使用這種材料，可以增加大體積混凝土的抗拉強(qiáng)度、抗沖擊韌性和耐磨性，以達(dá)到防止收縮裂縫產(chǎn)生的目的。

2.5 注重施工人員管理工作

企業(yè)管理過程中，需要“人、財(cái)、物”，而“人”無疑是最重要的一個(gè)方面。自下到上每一層從業(yè)者（技術(shù)工人、班組長、施工員、材料員、項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人等）都擔(dān)任各自的工作任務(wù)，類似一臺(tái)大機(jī)器上的眾多螺絲釘，螺絲釘必須合格，機(jī)器才能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，崗位工作人員要有各自從業(yè)資格和專業(yè)素養(yǎng)。企業(yè)要定期開展安全教育質(zhì)量管理等專業(yè)培訓(xùn)，提高從業(yè)人員專業(yè)知識(shí)；把大體積混凝土施工質(zhì)量控制作為系統(tǒng)工程來實(shí)施，全方位多層次多角度的管理，形成項(xiàng)目、企業(yè)和行業(yè)的體系化管理系統(tǒng)。

2.6加強(qiáng)先進(jìn)施工工藝的運(yùn)用

加強(qiáng)新工藝新技術(shù)新材料在混凝土工程中的應(yīng)用，例如，鋼模板之后出現(xiàn)了新一代新型模板支撐系統(tǒng)，即建筑用鋁合金模板系統(tǒng)。鋁模板最大的應(yīng)用建筑商就是萬科集團(tuán)了，鋁模板系統(tǒng)適用于標(biāo)準(zhǔn)化程度較高超高層建筑或多層樓群和別墅群。鋁膜板拼縫少，精度高，拆模后混凝土表面效果好，混凝土表面質(zhì)量平整光潔，基本上可達(dá)到飾面及清水混凝土的要求。由于鋁模板成本較高，制約了其推廣，當(dāng)前應(yīng)該采取產(chǎn)品研發(fā)和政策支持等多種辦法，鼓勵(lì)支持使用。

3小結(jié)

總體來說，大體積混凝土施工中質(zhì)量問題不容忽視，施工中可以通過原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、施工工藝、現(xiàn)場管理人員和外加劑等措施，行之有效地對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制，減少裂縫的產(chǎn)生，保證質(zhì)量的穩(wěn)定。

[1] 鄧 旭. 大體積混凝土溫度及應(yīng)力控制相關(guān)問題研究[D]. 鄭州大學(xué),2014.

[2] 李宗才. 大體積混凝土裂縫控制與工程應(yīng)用[D]. 青島理工大學(xué),2016.

（責(zé)任編輯：馬圳煒）

Cracks Control In Mass Concrete Construction

XU Hai-ling

(Zhangzhou Institute of Technology, Zhangzhou, Fujian, 363000, China)

Cracks is the common quality problem in the Construction of Mass Concrete. Based on the analysis of raw material selection, mix proportion design, concrete pouring & curing process, field management and additive, this paper proposes targeted countermeasures to give effective control of mass concrete quality.

mass concrete; heat of hydration; cracks

2018－02－12

許海玲（1974—），女，福建漳州人，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，碩士，研究方向：建筑材料。

1673-1417（2018）01-0067-04

10.13908/j.cnki.issn1673-1417.2018.01.0015

TU755.7

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