王利峰

（山西省第三建筑工程公司　030024）

大體積混凝土施工質(zhì)量保證措施

王利峰

（山西省第三建筑工程公司030024）

大體積混凝土是指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。在實(shí)際施工中，經(jīng)常會(huì)遇到，如大型橋臺(tái)、高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)等，它的體積大，表面系數(shù)較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，導(dǎo)致大體積混凝土容易出現(xiàn)溫度裂縫及產(chǎn)生其他病害。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件的體積相對(duì)比較龐大，混凝土的用量也較大，同時(shí)由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在施工過(guò)程中工程條件呈現(xiàn)復(fù)雜多樣化，導(dǎo)致大體積混凝土的質(zhì)量控制存在一定的難度。

1　大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因及危害

1.1大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

根據(jù)大體積混凝土裂縫深度不同，可以分為表面裂縫、深層裂縫及貫穿性裂縫。大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因主要有以下幾個(gè)方面：

（1）水泥水化熱。水泥在水化過(guò)程中要釋放出一定的熱量，大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面尺寸較厚，而表面系數(shù)相對(duì)較小，所以水泥發(fā)生的人熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)出來(lái)，以至于內(nèi)部溫度越積越高，內(nèi)外溫差也增大。

（2）外界氣溫的變化。大體積混凝土在施工階段時(shí)的澆筑溫度會(huì)隨著外界氣溫的變化而變化，特別是氣溫驟降，會(huì)大大的增加內(nèi)外層混凝土的溫差，這對(duì)大體積混凝土是不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差越大，溫度應(yīng)力也就越大。同時(shí)，大體積混凝土在高溫條件下也不易散熱，混凝土內(nèi)部溫度會(huì)很高，一般可達(dá)60～65℃。

（3）混凝土的收廮縮?；炷恋氖湛s主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起的混凝土體積的收縮，以及水泥的品種、混凝土的配合比、外加劑和摻合料的品種等。

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的因素較多，但主要是混凝土自身因素、人為操作因素及環(huán)境因素三個(gè)方面。混凝土自身因素主要包括水泥在水化放熱后，在混凝土的降溫過(guò)程中產(chǎn)生的溫度裂縫、大體積混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生的干縮導(dǎo)致的裂縫、水泥漿硬化過(guò)程中大體積混凝土收縮所產(chǎn)生的硬化收縮裂縫。人為原因主要包括施工設(shè)計(jì)不合理、材料質(zhì)量不合格、混凝土配比不當(dāng)、施工質(zhì)量較差等原因。環(huán)境因素主要包括外界溫度的升降和外界的約束導(dǎo)致大體積混凝土出現(xiàn)干縮或膨脹導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。

1.2大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的危害

大體積混凝土產(chǎn)生的裂縫影響了建筑物的使用功能。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)多為筏板基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻、箱型基礎(chǔ)及壩體等，這些結(jié)構(gòu)中一旦出現(xiàn)裂縫，直接造成結(jié)構(gòu)滲漏。結(jié)構(gòu)的修補(bǔ)堵漏施工困難，處理難度較大，同時(shí)需要花費(fèi)大量的資金。結(jié)構(gòu)滲漏造成建筑結(jié)構(gòu)功能受到影響，不利于建筑結(jié)構(gòu)安全。另外，大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，尤其是貫穿性裂縫的出現(xiàn)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度降低，影響到結(jié)構(gòu)物正常功能的發(fā)揮，不利于建筑物安全。大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)，無(wú)論是表面裂縫、深層裂縫還是貫穿性裂縫，都會(huì)造成侵蝕介質(zhì)進(jìn)入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋銹蝕、混凝土出現(xiàn)碳化，最終造成混凝土的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時(shí)可能會(huì)危害到建筑物的安全使用。

2　大體積混凝土施工質(zhì)量保證措施

2.1大體積混凝土施工前應(yīng)優(yōu)選原材料

在大體積混凝土澆筑施工前，要嚴(yán)格檢查攪拌站原材料的準(zhǔn)確情況，要確保原材料質(zhì)量、數(shù)量都要滿足連續(xù)澆筑施工的要求，要檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的施工機(jī)具，要具有足夠的振動(dòng)和找平以及后備的機(jī)具。檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的人員分布情況，要確保人員充足，并且各類人員的操作水平能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)施工的要求。

嚴(yán)格檢查和控制原材料是生產(chǎn)合格混凝土的必要條件，同時(shí)也是保證大體積混凝土質(zhì)量的基本措施。

（1）水泥。在選擇水泥品種，應(yīng)該優(yōu)先選用水化熱較低的水泥，由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采用早期水化熱第的水泥。由于水泥的水化熱是礦物成分與細(xì)度的函數(shù)，在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱的礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)?shù)臏p小，因?yàn)樗嗟募?xì)度會(huì)影響水化熱的放熱效率。

（2）加入適當(dāng)?shù)耐饧觿?/p>

大體積混凝土采用泵送混凝土，為了確保澆筑工藝的正常進(jìn)行和連續(xù)澆筑的質(zhì)量要求，一般情況下混凝土要具有120mm以上的坍落度。不能單純依靠增加單位用水量來(lái)調(diào)整混凝土的坍落度，過(guò)多的用水量導(dǎo)致需要增多水泥用量，同時(shí)也加劇了混凝土的干燥收縮，加劇了水化熱，更容易導(dǎo)致開(kāi)裂。因此在施工前要科學(xué)合理的選擇混凝土的外加劑。外加劑的種類很多，如可加入粉煤灰、減水劑、引氣劑、緩凝劑等。摻入粉煤灰可以減少水泥的用量，降低混凝土的熱脹，同時(shí)粉煤灰的火山反應(yīng)可以進(jìn)一步改善混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，是孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步細(xì)化，分布更合理，使硬化后的混凝土更加密實(shí)，相應(yīng)收縮值也會(huì)減小。減水劑要具有兼顧補(bǔ)償收縮的功能，同時(shí)要明顯改善混凝土的工作性狀，要能減少拌合用水，減少水泥用量，達(dá)到降低水化熱的目的。若外加劑兼有補(bǔ)償收縮功能，就可以大幅度減少混凝土的收縮特性，有效減少發(fā)生開(kāi)裂的可能性。

（3）粗細(xì)骨料。

大體積混凝土中，粗骨料宜選用連續(xù)級(jí)配、細(xì)骨料宜選用中砂。一般適宜選擇粒徑為5～40mm的石子作為粗骨料，選擇細(xì)度模數(shù)在2.6以上，平均粒徑在0.38以上的中、粗砂作為細(xì)骨料。增大的骨料粒徑，可以有效減少水泥用量，同時(shí)也減少了混凝土的收縮和泌水，由于水泥用量的減少，降低了水化熱。中粗砂能有效減少每立方米混凝土內(nèi)的用水量，可以有效降低混凝土的干縮。但值得引起注意的是：過(guò)大粒徑的骨料容易造成混凝土離析。因此在施工中要重視級(jí)配的設(shè)計(jì)，在大體積混凝土澆筑過(guò)程中，要加強(qiáng)振搗作業(yè)。

另外，大體積混凝土在澆筑時(shí)應(yīng)該選擇合理的澆筑方法。在混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)溫度的控制也是十分重要的。

2.2大體積混凝土澆筑施工的質(zhì)量保證措施

2.2.1優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免應(yīng)力集中，改善約束條件

大體積混凝土結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大，結(jié)構(gòu)在連續(xù)澆筑過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂縫。由于溫度的變化和混凝土的收縮變形，容易在轉(zhuǎn)角部位和斷面突變位置等應(yīng)力較為集中的區(qū)域產(chǎn)生裂縫，因此，要合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)方案。在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，也可以在墩身或承臺(tái)的斷面突變位置進(jìn)行過(guò)渡處理，在過(guò)渡區(qū)和轉(zhuǎn)角位置設(shè)置構(gòu)造抗裂鋼筋。其次，要設(shè)計(jì)合理的澆筑方案，避免建筑墩身、承臺(tái)、轉(zhuǎn)角等位置出現(xiàn)開(kāi)裂。出現(xiàn)貫穿性裂縫的主要原因是由于結(jié)構(gòu)在降溫過(guò)程中，收縮變形受到基礎(chǔ)的約束而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要在滿足結(jié)構(gòu)使用要求的前提下，綜合考慮基礎(chǔ)的約束情況，減少結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。

2.2.2合理安排施工，提高澆筑水平

在大體積混凝土澆筑過(guò)程中，要合理安排施工順序，要采用分段分層澆筑，澆筑過(guò)程中要避免混凝土的堆積過(guò)高，避免產(chǎn)生過(guò)高的水化熱。在澆筑時(shí)，下料口高度要按施工規(guī)范要求嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象。在混凝土澆筑時(shí)，可在內(nèi)部預(yù)先埋設(shè)冷卻管，要控制混凝土澆筑時(shí)的溫度，同時(shí)要適當(dāng)增加澆筑厚度來(lái)增加混凝土的強(qiáng)度等級(jí)。澆筑后，采用振搗棒振搗時(shí)，要增加混凝土和鋼筋的握裹，要確保鋼筋充分約束住混凝土。要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，調(diào)整施工過(guò)程中的配合比，施工現(xiàn)場(chǎng)要做好協(xié)調(diào)工作，確?；炷吝B續(xù)澆筑。在混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，要采用科學(xué)的方法，對(duì)混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，要適當(dāng)提高養(yǎng)護(hù)環(huán)境溫度，防止混凝土出現(xiàn)溫度裂縫。

3　結(jié)束語(yǔ)

控制大體積混凝土裂縫的施工是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，牽涉到設(shè)計(jì)、原材料的選擇、施工工藝、養(yǎng)護(hù)等以及一些不能確定的因素。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫。影響混凝土裂縫的因素雖很多，但主要原因是溫度應(yīng)力。作為工程技術(shù)人員，應(yīng)該了解混凝土內(nèi)部的溫度變化規(guī)律，合理選擇水泥品種，嚴(yán)格控制水泥用量，摻加適量的混合材料和外加劑，優(yōu)化混凝土配合比，合理施工，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等，在施工中采取有效的措施來(lái)防止裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件的安全。

TU755

A

1673-0038（2015）29-0132-02

2015-7-1

王利峰（1978-），男，工程師。