大體積混凝土施工質量控制與工程應用

段傲翔

摘要：大體積混凝土應用技術一直是建設工程領域關注的焦點，具有混凝土一次性澆筑量大、膠凝材料水化熱散發(fā)難、臨時施工設施復雜、質量控制點多、技術含量高等特點。如施工質量控制不當，易出現混凝土開裂、地下室底板或外墻滲水等問題。作者結合相關理論研究及工程實踐經驗，給出了具體的技術措施，以供參考。

關鍵詞：大體積混凝土;質量控制;技術措施

Abstract： The application technology of mass concrete has always been the focus in the field of construction engineering，it is characterized by large quantity of concrete pouring in one time，difficult to dissipate hydration heat of cementitious materials，complicated temporary construction facilities，many quality control points and high technical content.Such as construction quality control is not appropriate，easy to appear concrete cracking，basement floor or wall seepage and other issues.Combined with relevant theoretical research and engineering practice experience，the author gives specific technical measures for reference.

Keywords： mass concrete; Construction quality control; Technical measures

0 引言

大體積混凝土指結構實物最小尺寸≥1m或預計會因膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮導致有害裂縫產生的混凝土。原材料和配合比參數選用不當、施工管理不到位、溫控措施不合理等均可導致大體積混凝土出現裂縫。

1理論研究

大體積混凝土除水泥、砂、石、水四種原料外，還需要摻加礦物摻合料和多種外加劑，由此增加了管理和施工難度。工程實踐中，除需按GB50496[1]進行溫度應力驗算外，還可從以下幾個方面加以防控：

1.1原材料選擇及配合比設計

選用低水化熱水泥，如粉煤灰或礦渣硅酸鹽水泥等。不宜選用通過增加比表面積來提高早期強度的水泥，避免使用超過60℃的“新鮮”水泥。

選用非堿活性的粗骨料，如使用了無法判定是否是堿活性骨料或有堿活性的骨料時，可選用GB175[2]規(guī)定的低堿水泥。

礦渣可替代水泥-粉煤灰復合膠凝體系中的水泥，但不能替代粉煤灰。GB/T 50146[3]提供了摻合料取代水泥的最大限量。

外加劑使用前應進行其與水泥的適配性試驗，超長大體積混凝土跳倉法施工中不應使用膨脹劑或膨脹型外加劑。

建議采用正交試驗方法[4]確定各配合比參數的最佳水平組合。

1.2施工控制措施

預拌混凝土卸料點應盡量靠近澆筑處，平面布置應便于混凝土運輸車行走、錯車、喂料。同時，應根據結構尺寸選擇澆筑方式，如全面分層、分段分層或斜面分層等。

跳倉法施工時，最大分塊單向尺寸宜≤40m，各層頂板與基礎底板分倉不必在同跨內，亦不必設置后澆帶，跳倉間隔施工時間宜≥7d。

混凝土應振搗密實，宜采用二次振搗工藝。通常情況下，混凝土在振搗棒慢慢拔出時能自行閉合，則可認為此時施加二次振搗是適宜的。

夏季施工可采取用冷水降低水泥和骨料溫度，對運輸設備進行遮蓋，或夜間澆筑等措施。遵循“一個坡度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的混凝土澆筑原則。冬季施工時宜對拌合水或骨料進行預熱，為避免水泥速凝或假凝，拌合水溫度應≤70℃。

1.3 約束條件和構造設計

大體積混凝土置于巖石類地基上時，宜在墊層上設置滑動層。滑動層可選用改性瀝青類材料，按構造分“一氈二油”和“一氈一油”（夏季），如圖1所示。

在高低底板交接等部位可用聚苯板作垂直隔離。

可在孔洞四周和斷面處增配斜向鋼筋等措施，以避免應力集中。

1.4 混凝土極限拉伸

可在混凝土中合理應用石粉、纖維等材料，亦可選用有利于提高混凝土抗拉強度性能的級配，如精選砂石骨料，確保中、粗砂粒徑，嚴格控制含泥量及粉料含量等。

1.5 混凝土養(yǎng)護

保溫保濕養(yǎng)護一般從混凝土降溫時開始，持續(xù)時間宜≥14d，保溫材料可采用草柵、塑料薄膜、土工布等。

保溫覆蓋層拆除應分層逐步進行，當混凝土表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20℃時，可全部拆除。

地下室結構外墻和地下車庫頂板應及時回填土，高出室外地面的地下室外墻應保溫處理。

1.6 溫度監(jiān)測與應急預案

溫度監(jiān)測儀器，測位和測點布置等應符合GB/T51028[5]要求。為真實反映混凝土內部溫度應力，應設置一定數量的零應力裝置。

GB/T51028對溫度監(jiān)測的頻率的要求高于GB50496，建議從嚴控制。跳倉法施工時監(jiān)測頻率可按相關地方標準[6][7]執(zhí)行。

測試元件應安裝牢固，并與結構鋼筋及固定架金屬體隔離。引出線宜集中布置并加以保護。

為掌握混凝土的即時狀態(tài)，應繪制溫度變化曲線曲線。如實測數據超過預警值或控制值，應分析原因并采取調整措施。

2 工程應用

市區(qū)某在建項目基礎筏板厚1.88m，設計C35P6微膨脹混凝土。根據正交試驗方法確定配合比參數：P.O42.5水泥，F類I級粉煤灰摻量15%，礦渣摻量12%，混合砂，碎石5-31.5mm連續(xù)級配，聚羧酸高性能減水劑摻量1.9%，膨脹劑30kg/m3，水膠比0.42等。

分段分層澆筑，冷卻水管為φ50鍍鋅鋼管，矩形排列（圖2）。TM-902C測溫儀（圖3），每個測位布設5個測點，上下測點距構件邊緣50mm，中間測點均勻布置。

混凝土入模溫度31℃，澆筑后平均每6h監(jiān)測一次（按時間順序編號），圖4為6號測位溫度變化曲線。

由圖可知，混凝土澆筑后有明顯的水化熱反應，且中間測點溫度較高。后溫度呈整體遞減趨勢，上下波動主要是受環(huán)境溫度影響。該測點里表溫差最大時為20.6℃，滿足規(guī)范要求。

3 結語

上述各項措施是相互聯(lián)系、相互制約的，應綜合考慮施工難度、項目工期和管理成本等因素，以取得事半功倍的效果。

參考文獻

[1]大體積混凝土施工標準GB 50496-2018[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2018.

[2]通用硅酸鹽水泥GB 175-2007[S].北京：中國標準出版社，2007.

[3]粉煤灰混凝土應用技術規(guī)范GB/T 50146-2014[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[4]王強等.超高層建筑大體積混凝土設計與施工關鍵技術.[M].北京：中國電力出版社2016.

[5]大體積混凝土溫度測控技術規(guī)范GB/T51028-2015[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2015.

[6]超長大體積混凝土結構跳倉法技術規(guī)程DB11/T 1200-2015[S].北京，北京城建科技促進會，2015.

[7]大體積混凝土跳倉法應用技術規(guī)程DB13（J）/T 292-2019[S].北京：中國建材工業(yè)出版社，2019.