大體積混凝土施工質(zhì)量問題及防控措施

趙向峰

（大同泰瑞集團(tuán)建設(shè)有限公司，山西大同 037000）

0 引言

某地大廈的基礎(chǔ)是筏板基礎(chǔ)，厚度為2400mm，芯管側(cè)為2100mm。B 塔地下二層，地上二十層。通過數(shù)值試驗(yàn)研究礫石（主要由石英組成）、玄武巖、花崗巖和石灰?guī)r骨料對(duì)溫度發(fā)展、應(yīng)力水平和開裂風(fēng)險(xiǎn)的影響。對(duì)采用O 形的大型基礎(chǔ)板進(jìn)行數(shù)值分析。

1 技術(shù)難點(diǎn)

為大體積混凝土在地震（動(dòng)態(tài)）和靜態(tài)荷載對(duì)應(yīng)的應(yīng)變率下的試驗(yàn)提供廣泛的材料特性數(shù)據(jù)庫。在從大壩鉆取的巖芯上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，并在模擬動(dòng)態(tài)和靜態(tài)荷載條件的應(yīng)變率下進(jìn)行試驗(yàn)。總結(jié)動(dòng)靜態(tài)抗壓強(qiáng)度、彈性模量、壓縮破壞應(yīng)變、泊松比和劈裂抗拉強(qiáng)度的比值。同時(shí)考慮巖心尺寸和樣品飽和度的影響。結(jié)果表明，無論是抗壓強(qiáng)度還是抗拉強(qiáng)度，動(dòng)靜態(tài)強(qiáng)度比均大于1?？箟簭?qiáng)度試驗(yàn)的彈性模量和破壞應(yīng)變的動(dòng)靜比hozcever 通常小于或等于1。碾壓混凝土（RCC）是一種在未硬化狀態(tài)下沒有坍落度稠度的混凝土，通常使用土石方施工設(shè)備運(yùn)輸、澆筑和壓實(shí)。本報(bào)告包括RCC 在結(jié)構(gòu)中的使用，其中應(yīng)采取措施應(yīng)對(duì)水泥基材料水化產(chǎn)生的熱量以及隨之而來的體積變化，以盡量減少開裂。包括材料配合比、性能、設(shè)計(jì)考慮、施工和質(zhì)量控制。本文件中描述的材料、工藝、質(zhì)量控制措施和檢驗(yàn)應(yīng)僅由持有相應(yīng)美國混凝土協(xié)會(huì)（ACI）證書或同等證書的個(gè)人進(jìn)行測(cè)試、監(jiān)控或執(zhí)行（如適用）。自動(dòng)化提高制造大型機(jī)器的精度。然而，為了實(shí)現(xiàn)這些越來越嚴(yán)格的公差，支持制造操作的基礎(chǔ)必須遵守適用性標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)上為大多數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定的目標(biāo)相比，這些標(biāo)準(zhǔn)似乎過于嚴(yán)格。相對(duì)于地基土和混凝土的性質(zhì)的可變性的正常大小，大規(guī)模地基的變形和旋轉(zhuǎn)的嚴(yán)格限制顯得荒謬。然而，這樣的限制是至關(guān)重要的，因?yàn)榈鬃奈⑿∵\(yùn)動(dòng)會(huì)轉(zhuǎn)化為工裝設(shè)備的較大運(yùn)動(dòng)。剛性土和大體積混凝土為實(shí)現(xiàn)基本上不動(dòng)的基礎(chǔ)塊提供了手段，但這種設(shè)計(jì)面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。在大型建設(shè)工程中，先施工后拆除有缺陷的材料或加固基座是不切實(shí)際的。本文介紹了一座成功完成的大體積混凝土基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工[3]。

2 溫度和裂縫控制措施

2.1 從配合比設(shè)計(jì)上降低混凝土的熱量

針對(duì)減少混凝土內(nèi)外溫差的技術(shù)難點(diǎn)，采用粉煤灰和超塑化劑、高性能混凝土、水化熱技術(shù)，有效降低混凝土，從而有效控制混凝土裂縫的溫度變形，提高泵送的方便性[4]。

2.2 控制原材料質(zhì)量

嚴(yán)格控制泥漿和水級(jí)配骨料的用量，粗骨料采用5～31.5mm連續(xù)級(jí)配碎石，含泥量小于1%；細(xì)骨料采用砂拌砂級(jí)配，砂的細(xì)度模數(shù)，含泥量小于3.0%，減少拌和用水，砂的減少率較小混凝土收縮。

2.3 降低混凝土的溫度和澆筑溫度

首先，許多建筑使用大量混凝土，如大壩、高層建筑和基礎(chǔ)設(shè)施解決方案?；炷恋男阅芤仓苯佑绊憸囟忍荻取榱朔乐够炷两Y(jié)構(gòu)的開裂，可以采取一些技術(shù)措施，如選用較冷的原材料或預(yù)冷（冰）或管道冷卻，或采用表面保溫等。裂縫會(huì)降低結(jié)構(gòu)的安全性、完整性和耐久性。此外，修補(bǔ)裂縫非常困難。本文重點(diǎn)研究了影響混凝土溫度的性能以及原材料對(duì)混凝土熱特性的影響。通過試驗(yàn)分析預(yù)冷技術(shù)和水泥種類對(duì)降低溫度梯度的作用。數(shù)值模擬有助于理解試樣中幾個(gè)點(diǎn)的溫度行為。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果吻合較好。低水化熱水泥的使用、低層混凝土的使用和冰的使用是主要的性能評(píng)價(jià)，它們都降低了溫度。然而，最大的差異出現(xiàn)在較低高度的混凝土層中。多層混凝土是降溫的最佳選擇，減小內(nèi)外溫差，控制混凝土的溫度是一項(xiàng)重要措施。樓板混凝土施工澆筑順序及路線。底板混凝土的澆筑應(yīng)在底板鋼筋完全綁扎后進(jìn)行。1 段包括9-10/A-D 的澆筑點(diǎn)1、7-9/A-C 的澆筑點(diǎn)、7-9/C-D 的澆筑點(diǎn)。2 段包括4-6/A-D 的澆筑點(diǎn)、1-4/A-C的澆筑點(diǎn)、1-4/C-E 的澆筑點(diǎn)、1-4/E-B 的澆筑點(diǎn)。澆筑順序?yàn)閺纳畹綔\，前3.3m 深到最后1.2m 深?；炷翝仓蔚幕炷翝仓考s為4000m3，共設(shè)置3 臺(tái)泵，每小時(shí)泵送約120m3，扣除各種因素影響后，一晝夜?jié)仓s2000～2500m3?；炷翝仓s6500m3，共設(shè)4 臺(tái)泵，每小時(shí)泵送約150m3，一晝夜?jié)仓s3000～3600m3?；炷翝仓?yīng)采用深、淺層澆筑、漸變推進(jìn)、傾斜分層、自然流動(dòng)、連續(xù)澆筑、頂進(jìn)法?；炷翝仓?yīng)滿足整體連續(xù)性的要求，以避免施工冷縫，設(shè)專人負(fù)責(zé)按8h 的初凝時(shí)間均勻布控。

泵送施工時(shí)，泵送管道從底部到臺(tái)階管段澆筑，以提高泵送效率并加快其澆筑速度，將管段分布到位，減少混凝土外露，避免管道經(jīng)常拆除，沖洗后再長(zhǎng)時(shí)間沖洗。在混凝土外露表面澆筑之前，必須保證混凝土寬度覆蓋新澆筑的混凝土。取管前檢查管內(nèi)有無凝結(jié)殘留物。壓電振子，其也與壓電振子的小型化兼容。在一種壓電振子中，壓電振子被密封在由玻璃材料制成的蓋基板和基板之間形成的空腔中，在基板中形成一個(gè)通孔，在通孔中設(shè)置一對(duì)通電極，通孔內(nèi)填充玻璃料，玻璃料經(jīng)烘烤固化，使通孔被玻璃配合密封。通過在一個(gè)通孔中設(shè)置一對(duì)通電極，可以為一個(gè)壓電振子提供一個(gè)通孔，從而可以提高基板的彎曲強(qiáng)度。梁柱交叉點(diǎn)的上部不能直接由材料形成，只有通過對(duì)交叉點(diǎn)的送料用振搗器振搗，才能將周圍的擠制材料層擠成密集點(diǎn)。為了保證上下混凝土的密實(shí)度與混凝土的密實(shí)度時(shí)間從20～30s 為宜，必須將振動(dòng)棒插入下50～100mm 的上部混凝土中振搗。所以混凝土表面不再有明顯的水平下沉，不再出現(xiàn)氣泡，砂漿表面也不再出現(xiàn)氣泡。它滿足確定的需要，每臺(tái)泵必須配備三個(gè)振搗器，振搗器位于混凝土頂部，一個(gè)振搗器源位于混凝土，一個(gè)振搗器位于混凝土中間，沿著振動(dòng)混凝土流線。澆灌混凝土的兩臺(tái)泵表面應(yīng)加強(qiáng)振搗，防止?jié)B漏、欠振。

檢查使用高水平的低石灰粉煤灰（高容量FA）作為水泥成分的混凝土，超過30%的水平普遍采用。結(jié)果表明，高達(dá)45%（按質(zhì)量計(jì)）的FA 水平可與硅酸鹽水泥（PC，C1）結(jié)合，以產(chǎn)生實(shí)際混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度的范圍，盡管與PC 和較低水平的FA 混凝土相比，早期強(qiáng)度（在施工中可能是關(guān)鍵）可以降低。研究進(jìn)展到考慮使用快速硬化硅酸鹽水泥（C2）和低能熟料（C3）與45%的FA 結(jié)合，作為克服這些早期強(qiáng)度不足的手段。這兩種方法都能有效地匹配PC 混凝土的早期強(qiáng)度性能。然后進(jìn)行這些混凝土的新拌（和易性損失、泌水和水分損失）、工程（強(qiáng)度發(fā)展、彈性模量、干縮和徐變）和耐久性（吸收、滲透性、碳化率和氯離子擴(kuò)散）試驗(yàn)。結(jié)果表明，在幾乎所有情況下，高摻量FA 混凝土的性能與PC 混凝土相似或增強(qiáng)，為FA 的推廣應(yīng)用提供一條途徑，研究的實(shí)際意義也被檢驗(yàn)。

3 混凝土養(yǎng)護(hù)

采用內(nèi)部自由水和地表水相結(jié)合的綜合養(yǎng)護(hù)方法和保溫及時(shí)冷卻相結(jié)合，以保證混凝土具有足夠的溫度、適宜的硬化條件和微膨脹過程中的濕度發(fā)展，防止混凝土早期產(chǎn)生收縮裂縫。主要目的是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。冷卻速度低于1.5℃/d。混凝土養(yǎng)護(hù)的重要方面是減少收縮和裂縫。隨著低水膠凝材料比（w/cm）高性能混凝土的應(yīng)用越來越普遍，為防止自收縮，開發(fā)了一些新技術(shù)。對(duì)于低水膠凝材料比（w/cm）高性能混凝土，內(nèi)水養(yǎng)護(hù)往往是最有效的養(yǎng)護(hù)方法。在內(nèi)水養(yǎng)護(hù)中使用預(yù)飽和輕骨料可以抵消自干燥。另一種防止自脫膠的方法是使用高吸水性聚合物。內(nèi)封是另一種有效的養(yǎng)護(hù)方法。在攪拌過程中加入水溶性化學(xué)物質(zhì)可減少硬化混凝土的水分蒸發(fā)，并減少下墊混凝土的水分損失。研究表明，這些方法對(duì)防止混凝土收縮開裂具有很好的效果。通過將砂漿板置于完全不同的養(yǎng)護(hù)條件下，并通過糊狀物的吸收率來檢查每個(gè)試驗(yàn)板不同深度處糊狀物孔隙結(jié)構(gòu)的差異，從而進(jìn)行評(píng)估。其想法是，如果樣品充分固化，其表面區(qū)域的孔隙結(jié)構(gòu)將與表面下的孔隙結(jié)構(gòu)大致相同，如果固化不良，則相反。結(jié)果表明，固化不良樣品的表面和底部之間的吸收率變化很大，而固化良好樣品的電荷可以忽略不計(jì)。其次，溫度控制和監(jiān)控在攪拌過程中，每4h 監(jiān)控一次實(shí)際溫度、環(huán)境溫度、出口溫度和模具溫度。筏板混凝土溫度控制。詳細(xì)布局的測(cè)量點(diǎn)位置?，F(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量采用電子測(cè)溫施工。測(cè)點(diǎn)沿混凝土底面垂直設(shè)置，坎特、面三層布置，間距在2.5～5m 之間。測(cè)量點(diǎn)與表面結(jié)構(gòu)邊緣的距離大于100mm。測(cè)溫孔采用φ20 薄壁鐵管進(jìn)行埋設(shè)，高出混凝土底板表面50mm，管底應(yīng)嚴(yán)密封閉。測(cè)量點(diǎn)的位置和溫度計(jì)傳感器的精度由監(jiān)督人員確認(rèn)。混凝土溫度：上升階段每2h 讀取一次。溫度計(jì)插入測(cè)溫孔的時(shí)間最短不少于3min。溫度計(jì)必須塞住噴嘴測(cè)溫孔并蓋上絕緣材料。溫度必須堵住噴嘴測(cè)溫孔并蓋上保溫材料。跌落階段每4h 讀取一次溫度，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)仔細(xì)讀取每次試驗(yàn)記錄。

4 結(jié)語

大體積混凝土結(jié)構(gòu)早期裂縫的主要原因是水化過程引起的體積不均勻變化，這些變化與結(jié)構(gòu)中的溫度和濕度梯度有關(guān)。對(duì)溫度升高的顯著影響，這是混凝土體積顯著變化的主要原因，并且因此，在塊狀基礎(chǔ)板中的開裂風(fēng)險(xiǎn)具有骨料的類型，它形成混凝土的熱性能。本文討論不同骨料類型混凝土的熱工性能及其對(duì)大體積混凝土板開裂風(fēng)險(xiǎn)的影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同骨料類型混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)和熱容，并將其用于數(shù)值研究。