大體積混凝土的施工質(zhì)量控制

豐振海

摘? ? 要：懸索橋、斜拉橋等大型橋梁，其承臺及塔柱底部起步段，圍巖級別較差或黃土地區(qū)的隧道一次模筑混凝土襯砌等多采用大體積混凝土。本文通過對原材料選擇、對配合比試驗研究、施工中常見問題等，總結(jié)出采用低水化熱膠凝材料、高效緩凝減水劑及具有良級配好碎石，可有效減少混凝土水化熱，降低混凝土施工溫差，減少混凝土裂縫，提高混凝土澆筑質(zhì)量，能大幅度提高混凝土結(jié)構(gòu)物耐久性能，給各工程參建單位帶來良好的經(jīng)濟和社會效益。

關(guān)鍵詞：混凝土;水化熱;裂縫;大體積;配合比

1? 大體積混凝土的概念及在工程中的應(yīng)用

1.1? 混凝土工程發(fā)展概況

隨著我國交通事業(yè)的飛速發(fā)展，大型的跨河橋梁大規(guī)模新建，工程質(zhì)量顯得越來越重要。根據(jù)人們?nèi)找姘l(fā)展的空間變化及社會發(fā)展的各種新的要求，大體積混凝土越來越多的應(yīng)用于工程實體中，也開始應(yīng)用于更多的領(lǐng)域，常見的大體積混凝土有大壩、深基礎(chǔ)底板、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)、鋼鐵廠設(shè)備基礎(chǔ)等，涉及公路、水運、鐵路、市政、大壩、機場、建筑、發(fā)電站、儲備庫等各個領(lǐng)域。

1.2? 常見大體積混凝土工程

懸索橋、斜拉橋等大型橋梁結(jié)構(gòu)，索塔、大型樁基礎(chǔ)和承臺以及個別隧道的模筑混凝土一次襯砌。

一般規(guī)定：當基礎(chǔ)邊長大于200mm，厚度大于1m，體積大于400m3時稱為大體積混凝土。并不是混凝土總方量大。如：機場水泥混凝土路面總方量大，但最小厚度不足一米，所以機場水泥混凝土路面并不是大體積混凝土?；蛘呤翘厥獾氖┕すに嚭褪┕l件對混凝土凝結(jié)時間有特殊要求的工程項目，也按照大體積混凝土的要求進行控制。

2? 大體積混凝土使用中的常見問題

2.1? 大體積混凝土施工中存在開裂隱患的原因

原材料方面的影響：應(yīng)選擇顆粒飽滿、形狀方正的碎石，好的顆粒形狀更利于混凝土的工作性。砂石料含泥量和泥塊含量及機制砂石粉含量，以及砂中粒徑小于0.075mm顆粒含量都應(yīng)該滿足相關(guān)規(guī)范要求，不得超標，細顆粒含量過多易引起混凝土開裂，所以應(yīng)嚴格控制砂石料中細顆粒含量，并經(jīng)過試驗驗證后方可使用。砂石料品質(zhì)方面，應(yīng)選擇顆粒飽滿、形狀方正的碎石，好的顆粒形狀更利于混凝土的工作性。嚴格控制砂石料吸水率，砂巖及砂巖制備的機制砂，僅能用于噴射混凝土和現(xiàn)場拌制的干硬性混凝土，由于吸水率過大，對混凝土工作性影響較大，極易導致混凝土工作性變化過大，無法控制;水泥宜選用低熱和中熱水泥。水泥不宜過粗和過細，水泥在生產(chǎn)過程中，若出現(xiàn)過粉磨，會導致水泥過細，水泥水化反應(yīng)相對時間縮短，混凝土水化熱釋放集中，混凝土結(jié)構(gòu)物溫差相對較大，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，很容易導致混凝土產(chǎn)生裂紋，若出現(xiàn)欠粉磨，水泥顆粒偏大，水泥水化反應(yīng)不充分，會導致水泥強度不合格。外加劑應(yīng)選擇性能穩(wěn)定、穩(wěn)定性能高的外加劑，并經(jīng)過試驗室反復(fù)驗證其性能和摻入混凝土后對混凝土各方面的影響。外加劑的摻量應(yīng)在一定范圍內(nèi)，摻量太低，容易導致混凝土性能受外加劑影響過于敏感，不利于混凝土工作性能的調(diào)控，摻量過高，又不經(jīng)濟，如果在混凝土生產(chǎn)中忽略了外加劑引入的水分，還容易導致實際用水量增加，導致混凝土強度降低，所用摻合料滿足細度要求的同，還要注意一些化學指標，尤其是近年來多次發(fā)現(xiàn)的脫硫粉煤灰，應(yīng)嚴禁使用，在工程使用中通過加大檢測頻率，做到車車檢測，使樣品具有代表性，確保其品質(zhì)穩(wěn)定。

配合比方面的影響：在原材料各項品質(zhì)控制穩(wěn)定后，根據(jù)原材料各項檢測參數(shù)，以施工圖紙和施工工藝為依據(jù)，參考施工技術(shù)方案，結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求，設(shè)計出滿足各方面要求的配合比。在開始施工后，對混凝土及時跟蹤，根據(jù)材料性能波動和施工水平區(qū)別，統(tǒng)計混凝土各方面性能，不斷優(yōu)化改進配合比，使混凝土與施工水平契合度更高，使工程質(zhì)量更好、施工生產(chǎn)成本更可控。

施工方面的影響：規(guī)范施工，避免過振漏振，避免漿料分離，混凝土過干時不得私自加水解決。大體積混凝土的缺點是水化熱大，水化熱相對集中，易導致混凝土開裂。振搗不科學，更容易導致混凝土漿料分離，引起結(jié)構(gòu)物內(nèi)部缺陷，導致混凝土內(nèi)部質(zhì)量差異，使結(jié)構(gòu)物受力后更容易產(chǎn)生安全質(zhì)量事故。

養(yǎng)護方面：大體積混凝土工后降溫通常是在結(jié)構(gòu)物內(nèi)部提前預(yù)埋導管和監(jiān)控檢測設(shè)備，施工后檢測混凝土溫升，及時通水降溫冷卻，導管位置及布置方式，及降溫速度和混凝土結(jié)構(gòu)物內(nèi)外溫差，均應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范和標準的要求。

2.2? 大體積混凝土施工中水化熱的產(chǎn)生及控制

為防止大體積混凝土由于水化熱集中，溫度差異過大，導致混凝土開裂影響工程質(zhì)量。應(yīng)優(yōu)先采用低水化熱膠凝材料體系、引入摻合料、高效緩凝減水劑及級配良好的砂石配制混凝土在實體工程中的應(yīng)用，總結(jié)混凝土力學性能和水化熱等性能，采取降溫措施等減低和延緩混凝土溫升。通過降低拌和水溫度的措施控制混凝土出機溫度，也可以明顯控制混凝土早期水化，最直接的辦法是向混凝土拌合用水中投入適量冰塊，效果明顯，但需要保證冰塊用水要滿足拌合用水要求，冰塊化成水后的水量應(yīng)計入混凝土拌合用水。

3? 大體積混凝土施工注意事項

3.1? 大體積混凝土施工常見特點和措施

大體積混凝土工作流程大致如下：第一步：原材料選定。第二步：配合比優(yōu)化。第三步：標準化施工。第四步：標準養(yǎng)護。第五步：成品維護。

大體積混凝土施工過程中根據(jù)實際施工情況，為避免混凝土內(nèi)部溫升過快，導致混凝土內(nèi)部或外部缺陷，可以采用分層澆筑的辦法。也就是把混凝土結(jié)構(gòu)物分層澆筑，其原理是減小混凝土結(jié)構(gòu)物最小斷面。易于水泥混凝土水化熱的及時分散。

3.2? ?大體積混凝土施工后養(yǎng)護辦法及要求

大體積混凝土施工后養(yǎng)護辦法十分重要，一定程度上對混凝土質(zhì)量的影響起決定作用。水泥的特點是水硬性材料，只有與水接觸才會發(fā)生水化反應(yīng)，但在水化成型前，拌合用水又不宜過多，水泥水化需水量應(yīng)由試驗取得。常見的養(yǎng)護辦法和要求是：如果采用內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管水循環(huán)降低混凝土水化熱產(chǎn)生的溫差，應(yīng)嚴格控制水溫及水流速度和降溫速度，降溫速度和冷卻水進水口與出水口溫差均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，避免溫差過大對混凝土產(chǎn)生不利影響?；炷帘砻骛B(yǎng)護應(yīng)根據(jù)具體施工部位及施工環(huán)境，采取相應(yīng)的措施，混凝土表面應(yīng)灑水覆蓋養(yǎng)生，對夏季風沙較大、氣候干燥的地區(qū)，也可以在混凝土硬化后鋪一層濕砂活濕的土工布或土工膜，經(jīng)常灑水，保證混凝土表面濕潤。對冬期施工的混凝土，還應(yīng)采取保暖措施，如：蒸汽養(yǎng)生，蒸汽養(yǎng)生的濕度一般大于90%，溫度一般不超過60[℃]。養(yǎng)護時間可根據(jù)具體情況確定，一般不少于7天，對受力或有特殊要求的混凝土，還應(yīng)該滿足相關(guān)要求。不具備蒸汽養(yǎng)生的可加施工棚，來確保冬期養(yǎng)生溫度濕度滿足相關(guān)要求。

4? 結(jié)束語

選用優(yōu)質(zhì)高品質(zhì)且性能穩(wěn)定的原材料、科學合理的配合比、客觀真實的試驗數(shù)據(jù)、熱情高效的服務(wù)態(tài)度，使各種原材料、配合比、施工環(huán)境、施工工法和環(huán)境達到高度契合，可最大程度的消除和減少大體積混凝土危害。采用低水化熱膠凝材料體系、高效緩凝減水劑及級配和各項指標良好的材料的思路和理念，能更很好的控制混凝土水化熱差異造成的影響。大體積結(jié)構(gòu)物的大部分水化熱集中釋放在前（2～3）d內(nèi)，使用粉煤灰、礦粉等摻合料可以使混凝土絕熱溫升有所降低，嚴格控制水化熱，避免溫度積聚，提高大體積的穩(wěn)定性和抗開裂性。注重水泥混凝土養(yǎng)護及養(yǎng)護措施，可有效減少大體積混凝土危害的發(fā)生。

參考文獻：

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