淺析大體積混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制

姚小俊

山西四建集團(tuán)有限公司（030000）

0 前言

隨著技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展，鋼筋混凝土的應(yīng)用范圍變得更廣泛。目前混凝土已成為建筑行業(yè)最普遍的建筑材料之一?；炷恋奶匦詾橐淮纬尚?、不可恢復(fù)，所以制定一套完整的技術(shù)、質(zhì)量控制體系，對大體積混凝土工程來說尤為重要[1]。

1 大體積混凝土的特點(diǎn)

首先，體積大、塊體厚。其次，澆筑量大，施工技術(shù)要求高。再次，混凝土內(nèi)部的水化熱隨著結(jié)構(gòu)體積的增加而集聚，從而使內(nèi)部溫度升高，導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生。

2 大體積混凝土裂縫及危害

混凝土是建筑工程中主要的施工材料，但是由于溫度、泌水等原因，施工過程中建筑物會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。當(dāng)混凝土的體積增加并且厚度變大時(shí)，混凝土澆筑過程中，水泥與水反應(yīng)所生成的水化熱需要很長時(shí)間方能消散，熱量儲存在混凝土內(nèi)，使內(nèi)部與外部溫差變大，由此產(chǎn)生的裂縫對混凝土的質(zhì)量影響很大。施工時(shí)須嚴(yán)格處理并解決混凝土由此引發(fā)的體積增加，最大程度地減少混凝土裂縫。

筏板基礎(chǔ)、箱型基礎(chǔ)等都是大體積混凝土施工較為集中的主要部位。當(dāng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度的裂縫，就會導(dǎo)致嚴(yán)重的滲漏現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)正常使用功能。處理滲漏需要花費(fèi)較高的成本，處理起來較為困難，進(jìn)而會嚴(yán)重影響整個(gè)工期的進(jìn)度。如果大體積混凝土裂縫貫穿基礎(chǔ)，產(chǎn)生的后果將會影響建筑結(jié)構(gòu)整體的安全及正常使用。另外，只要混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題，混凝土內(nèi)部便會很容易混入一些侵蝕性質(zhì)的介質(zhì)，這樣一來混凝土的碳化便會加快，鋼筋銹蝕也會加快速度，進(jìn)而破壞混凝土的表面的整體性，降低混凝土的強(qiáng)度，從而降低混凝土的耐久性[2-5]。

3 混凝土材料的選擇

在工程中使用的混凝土，通常由水泥、骨料及外加劑等材料組成。這些組成材料的配合比是否合理，直接影響著混凝土的質(zhì)量，并且是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此在施工時(shí)，在把好材料的質(zhì)量關(guān)的同時(shí)，還要保證配合比的優(yōu)化。

3.1 水泥

水泥作為混凝土中最主要的組成部分，其在水化熱過程中會產(chǎn)生大量的熱量，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。所以在施工中不僅要保證水泥的質(zhì)量，還要選用低熱量水泥，且嚴(yán)格控制水泥進(jìn)場質(zhì)量，使水泥各方面性能滿足混凝土的設(shè)計(jì)要求，增加混凝土的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，從而使混凝土能充分體現(xiàn)出自身的特性。

3.2 骨料

混凝土中的骨料通常分為細(xì)骨料和粗骨料兩種。粗骨料采用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬、級配良好、孔隙率和含砂率小的碎石，細(xì)骨料選用顆粒較粗、空隙較小、含泥量較低的中砂，無論采用哪種骨料都要保證其質(zhì)量，要具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)性能和較高的強(qiáng)度。

3.3 外加劑

外加劑宜采用緩凝劑、減水劑、高效減水劑和引氣劑復(fù)合使用，對減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、耐久性等性能起著極為重要的作用，也是混凝土向高性能化發(fā)展不可或缺的重要組成。摻和料宜采用粉煤灰、礦渣粉等。

3.4 配合比

配合比的設(shè)計(jì)需要根據(jù)工程的實(shí)際需要進(jìn)行試驗(yàn)并計(jì)算確定，只有合理的配合比才能保證混凝土的各項(xiàng)性能和強(qiáng)度的要求，同時(shí)在保證混凝土質(zhì)量的前提下，盡量選擇水泥用量少和水灰比小的配合比，這樣可以很好地降低水泥水化熱，使溫度裂縫得以有效地控制[6-10]。

4 大體積混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制的措施

4.1 材料的控制技術(shù)

大體積混凝土的材料控制技術(shù)主要體現(xiàn)在混凝土材料拌和過程。

首先，應(yīng)該確保混凝土中各種材料的質(zhì)量和各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如水泥的強(qiáng)度等級、石子的粒徑等。

其次，適當(dāng)調(diào)整混凝土的配合比。如在大型柱子混凝土配比中適量增加砂、石數(shù)量，使水灰比以及水泥的用量盡可能減少。合理地使用外加劑，適當(dāng)調(diào)整外加劑和粉煤灰的混合比例，從而使混凝土的強(qiáng)度得到有效地提升。

最后，在拌和過程中，各種材料投放順序、攪拌時(shí)間、取樣檢測頻率及檢測結(jié)果都需要嚴(yán)格按照大體積混凝土拌和要求進(jìn)行。如拌和時(shí)間的增加及坍落度的提高都需要嚴(yán)格把關(guān)。

4.2 澆筑技術(shù)

混凝土澆筑是一項(xiàng)質(zhì)量要求嚴(yán)格的技術(shù)工作，需要按照澆筑程序進(jìn)行施工。首先，要對模板的位置、尺寸做仔細(xì)統(tǒng)計(jì)。預(yù)埋件的位置、數(shù)量和保護(hù)層厚度必須符合設(shè)計(jì)要求和施工準(zhǔn)則。其次，清除模板上雜物，確保模板干凈。模板的尺寸及平整度符合使用要求。

混凝土澆筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制收面的面積，確保下層混凝土在初凝前進(jìn)行上層混凝土的澆筑。

在夜間大氣溫度較低的情況下對深度較大的積水坑、電梯井、承臺等部位進(jìn)行澆筑，以降低厚度較大部位的混凝土內(nèi)部溫度，減少混凝土整體的溫度。

利用積水坑、電梯井、標(biāo)高差和面積調(diào)整混凝土澆筑順序，保證每個(gè)施工段的澆筑量，使得混凝土澆筑時(shí)每個(gè)施工段的接茬都能在混凝土初凝之前進(jìn)行下一段混凝土的澆筑，保證混凝土澆筑過程中不留冷縫?；炷翝仓r(shí)要使用“斜坡推進(jìn)”的澆筑方法。

4.3 振搗技術(shù)

混凝土施工振搗時(shí)，利用分層澆筑的施工方法，在上層混凝土振搗時(shí)，對下層混凝土進(jìn)行多次振搗，將水泥初凝后內(nèi)部形成的結(jié)構(gòu)打散，釋放混凝土在初凝之后的內(nèi)部應(yīng)力，減少初凝、終凝階段混凝土內(nèi)部應(yīng)力對混凝土結(jié)構(gòu)的破壞。

已澆筑完成混凝土的多次收面工作，在混凝土接近終凝時(shí)不間斷地進(jìn)行，目的是減少表面因強(qiáng)度的上升而不斷產(chǎn)生的毛細(xì)裂縫，最終消除毛細(xì)裂縫積累產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性裂縫。

4.4 溫測技術(shù)

要想有效地保障混凝土的整體質(zhì)量就需要運(yùn)用溫測技術(shù)，合理控制混凝土溫度以有效地改善底板強(qiáng)度，從而減少裂縫的出現(xiàn)。沿混凝土澆筑體厚度方向，在其頂表面、中部、底表面布置測溫點(diǎn)進(jìn)行溫度監(jiān)測。電阻性的溫度計(jì)是較為常用的溫度計(jì)類型，在測量溫度時(shí)應(yīng)該合理布置測溫線和測溫點(diǎn)。要選定適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行定位和編碼，并對測溫情況做詳細(xì)記錄并整理，根據(jù)溫差不做好保溫措施，減小混凝土內(nèi)部應(yīng)力出現(xiàn)的概率。

混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)50mm處的溫度與結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部的溫度差值不宜大于25℃，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面溫度與大氣環(huán)境溫度的差值不宜大于20℃，混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫度升值不宜大于50℃，混凝土澆筑體的降溫速率不宜大于2.0℃/d。

4.5 養(yǎng)護(hù)技術(shù)

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)是保證混凝土質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，摻加外加劑的混凝土養(yǎng)護(hù)尤其重要。首先，在澆筑完畢初期，應(yīng)該進(jìn)行噴霧保持混凝土表面濕潤，噴霧頻率根據(jù)環(huán)境條件而定。其次，需要利用薄膜及阻燃保溫被等材料覆蓋混凝土表面，并且適當(dāng)進(jìn)行噴水保濕，養(yǎng)護(hù)時(shí)間要保持在2周以上。針對大體積混凝土，需要根據(jù)溫控系統(tǒng)及里表溫差調(diào)整保溫措施，如可適當(dāng)增加遮陽措施。

4.6 混凝土泌水處理

在混凝土澆筑完成后，混凝土表面會產(chǎn)生泌水現(xiàn)象。泌水現(xiàn)象的產(chǎn)生會使得混凝土結(jié)構(gòu)表面的水膠比過大，如不及時(shí)排除使混凝土表面1～2cm內(nèi)強(qiáng)度上升與混凝土內(nèi)部不同步，且在混凝土終凝完成后表面混凝土仍達(dá)不到終凝的條件，混凝土上部的裂縫會蔓延至混凝土內(nèi)部，形成貫通裂縫，對混凝土危害極大。所以必須在模板加設(shè)出水口，及時(shí)將水排出，并且利用多次收面（3～5次）消除混凝土終凝以前的積水。

4.7 施工過程的質(zhì)量控制

大體積混凝土施工過程的質(zhì)量控制要依靠全面質(zhì)量控制體系，編制作業(yè)指導(dǎo)書，并培訓(xùn)所有操作人員；制定工序操作程序，要求所有操作人員按照程序進(jìn)行作業(yè)；根據(jù)文件記錄控制程序，必須在施工過程中隨時(shí)記錄，并確保記錄內(nèi)容真實(shí)。針對出現(xiàn)的質(zhì)量問題，嚴(yán)格按照PDCA進(jìn)行處理，杜絕相同問題重復(fù)出現(xiàn)。

大體積混凝土澆筑過程中所有措施是圍繞裂縫控制進(jìn)行的。控制裂縫的主要措施有:①混凝土配合比以60d強(qiáng)度作為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，控制混凝土的前期強(qiáng)度，防止強(qiáng)度增長快造成混凝土內(nèi)外應(yīng)力差較大形成的裂縫；②利用馬凳及其他構(gòu)造鋼筋形成的中間網(wǎng)片筋，削弱混凝土凝結(jié)時(shí)內(nèi)部應(yīng)力向外的釋放；③混凝土澆筑時(shí)，中間層混凝土澆筑時(shí)間控制在氣溫較低的時(shí)間段內(nèi)，以控制混凝土內(nèi)部溫度；④混凝土振搗應(yīng)進(jìn)行多次，包括在混凝土進(jìn)入初凝階段后的振搗；⑤混凝土收面時(shí)間在剛進(jìn)入初凝的時(shí)間段內(nèi)（即混凝土表面能踩出1cm左右的淺坑就開始收面），混凝土收面應(yīng)進(jìn)行多次，直至混凝土完全凝固，以消除混凝土干縮時(shí)的造成的裂縫；⑥混凝土在3～4d為升溫階段，在混凝土降溫階段若不進(jìn)行保溫則會造成降溫速度加快，混凝土的內(nèi)部應(yīng)力釋放較為劇烈從而形成裂縫，尤其注意夜間溫差較大的時(shí)間段的保溫措施；⑦混凝土接茬處進(jìn)行霧化處理，防止接茬產(chǎn)生的裂縫[11-16]。

5 混凝土結(jié)構(gòu)施工前的準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)工作

工程建筑中，尤其是大體積混凝土工程中，混凝土結(jié)構(gòu)是影響工程施工及后續(xù)工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此，需從源頭抓起，加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在國家規(guī)定的范圍內(nèi)，選擇最合適的混凝土結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)過程，應(yīng)該根據(jù)工程性質(zhì)及后續(xù)使用環(huán)境選擇相應(yīng)的安全系數(shù)，并從有利于施工的角度考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

施工前分析并整理可能影響大體積混凝土質(zhì)量的原因，進(jìn)而避免大體積混凝土質(zhì)量通病的產(chǎn)生。采用合理的保溫方式，在施工前確定澆筑方式及混凝土收面時(shí)間及次數(shù)。同時(shí)合理控制混凝土振搗間距及外加劑品種與摻量，最大程度上提高混凝土強(qiáng)度[17-19]。

6 結(jié)語

混凝土施工技術(shù)在建筑行業(yè)占有很重要的位置，因此在施工中應(yīng)注重科學(xué)理念和實(shí)際運(yùn)用的統(tǒng)一。在施工的過程中，要準(zhǔn)確地測控大體積混凝土的溫度，及時(shí)優(yōu)化施工工藝，科學(xué)合理組織施工，最大限度減少混凝土裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)，從根本上保證大體積混凝土的施工質(zhì)量。