馬永勝，殷繼偉，王文勝

（1. 哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150076；2. 中煤集團(tuán)煤化工管理部，北京 100010）

大體積混凝土質(zhì)量控制淺析

馬永勝1，殷繼偉1，王文勝2

（1. 哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150076；2. 中煤集團(tuán)煤化工管理部，北京 100010）

本文主要通過(guò)大體積混凝土實(shí)際施工案例，詳細(xì)論述對(duì)大體積混凝土的質(zhì)量控制措施，即優(yōu)先選擇質(zhì)量好的原材料，優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)，大量試驗(yàn)確定施工配合比，相應(yīng)的測(cè)溫記錄，現(xiàn)場(chǎng)施工管理等一系列重要工作，最終確保該鋼鋇閘的順利澆筑完畢，且混凝土質(zhì)量達(dá)到了工程技術(shù)要求。

大體積混凝土；溫度；裂縫；收縮；耐久性

0 引言

大體積混凝土的質(zhì)量控制要點(diǎn)主要有原材料的質(zhì)量、運(yùn)輸、施工等等，重點(diǎn)就是對(duì)膠凝材料的水化溫度變化這一過(guò)程的控制。早期水泥水化會(huì)放出熱量，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度很高，大體積混凝土的體積較大，內(nèi)部溫度不易散發(fā)，混凝土表面散熱快。一定要注意施工過(guò)程中控制以下三個(gè)溫度：（1）混凝土的內(nèi)部與表面產(chǎn)生的溫差；（2）混凝土的表面溫度與大氣溫度的溫差；（3）絕熱溫升值。控制好以上相關(guān)的三個(gè)溫度數(shù)值，可以有效地解決混凝土裂縫問(wèn)題。

下文結(jié)合實(shí)際工程案例來(lái)分析大體積混凝土的質(zhì)量控制。

1 工程概況

某市新建兩座鋼壩閘混凝土強(qiáng)度等為 C30，抗凍融循環(huán)次數(shù)為 F300 次，抗?jié)B等級(jí)為 W6，閘室段長(zhǎng)35.3m、寬 13m、底板厚度 1.80～2.98m。該工程部位混凝土標(biāo)記：A-C30-180(S4)-W6F300-GB/T14902

2 設(shè)計(jì)思路

依據(jù)工程特點(diǎn)及概況可知：該工程鋼壩閘底板為大體積混凝土施工，對(duì)該部位混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格按照 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》和 GB 50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》兩大標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大體積混凝土設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

為保證混凝土質(zhì)量及工程質(zhì)量，防止混凝土開裂，根據(jù)實(shí)際工程情況，決定做如下設(shè)計(jì)：

（1）按照規(guī)范規(guī)定，本工程澆筑部位齡期采用60d，配合比設(shè)計(jì)采用粉煤灰、?；郀t礦渣粉雙摻技術(shù)，以滿足大體積混凝土三個(gè)特定溫度要求（即混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不宜大于 50℃；混凝土澆筑塊體的里表溫差不宜大于 25℃；混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于 20℃）。

（2）泵送劑中摻有緩凝組份調(diào)整混凝土緩凝時(shí)間，以控制混凝土的水化溫升；引氣組份主要確?；炷量箖鋈谥笜?biāo)及抗凍性能；由于工程特殊性，抗?jié)B等級(jí)為W6，泵送劑采用低摻量，確保混凝土抗?jié)B指標(biāo)。

（3）選擇合適漿骨比、采用低水膠比，確?；炷翉?qiáng)度及耐久性。

（4）選擇骨料二級(jí)配復(fù)配，有效控制混凝土內(nèi)部水化熱溫升值。

（5）大體積混凝土配合比設(shè)計(jì)除應(yīng)符合工程設(shè)計(jì)所規(guī)定的強(qiáng)度等級(jí)及耐久性能等要求外，還要符合施工要求，即工作度，控制合適工作度，且坍落度一般控制在 180mm，防止混凝土沉降而出現(xiàn)的泌水現(xiàn)象，以避免硬化后產(chǎn)生裂縫。

（6）對(duì)此工程，商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)技術(shù)部門在生產(chǎn)前，做如下試驗(yàn)工作，確?；炷良肮こ藤|(zhì)量：原材料的二次復(fù)檢、配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證、抗凍混凝土配合比試驗(yàn)外委、原材料的堿含量、氯離子含量等指標(biāo)的外委檢測(cè)。

3 原材料選擇

（1）水泥：按照 JGJ 55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定要求。該工程選取性能穩(wěn)定、波動(dòng)性較小、富余系數(shù)較高的普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為42.5級(jí)，且 C3A≤8%；

（2）粉煤灰：按照 GB 50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》等相關(guān)規(guī)定，粉煤灰可以控制混凝土早期水化熱釋放，降低水化熱，減少混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而產(chǎn)生的溫度應(yīng)力裂縫。該工程選取性能穩(wěn)定、波動(dòng)性較小、活性指數(shù)較高的 F 類 Ⅱ 級(jí)粉煤灰。

（3）粒化高爐礦渣粉：按照 GB 50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》等相關(guān)規(guī)定，粒化高爐礦渣粉也屬于礦物摻合料，同樣具有可取代水泥，降低水化熱，同時(shí)，其組份中有少量的 MgO，可與水結(jié)合后Mg(OH)2形成產(chǎn)生微膨脹，防止混凝土自身收縮裂縫。該工程選取性能穩(wěn)定、波動(dòng)性較小、活性指數(shù)較高的S95 級(jí)?；郀t礦渣粉。

（4）砂：采用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的中砂，該砂細(xì)度模數(shù)應(yīng)大于 2.6，且級(jí)配良好，含泥量及泥塊含量等其它指標(biāo)均符合抗?jié)B、抗凍融有關(guān)要求。

（5）石：考慮到混凝土的可泵性、密實(shí)度、抗凍、抗?jié)B性能指標(biāo)，不同粒徑石子按照一定比例復(fù)配為連續(xù)粒級(jí)，且 Dmax≤31.5mm，有效控制混凝土內(nèi)部水化熱；采用符合標(biāo)準(zhǔn)要求的碎石，含泥量及泥塊含量等其它指標(biāo)均符合抗?jié)B、抗凍融有關(guān)要求。

（6）泵送劑：本著大體積混凝土的技術(shù)要求，選用復(fù)合型混凝土高效泵送劑（緩凝型，液態(tài)，由減水、緩凝等多種組份復(fù)合而成），減水組份為高性能減水劑。該產(chǎn)品堿含量及氯離子含量等諸多指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，無(wú)論考慮混凝土收縮開裂還是考慮混凝土溫度裂縫，本產(chǎn)品都起到了決定性的作用，對(duì)該工程是一種必不可少的外加劑；緩凝組份選用具有塑性、緩凝效果，能夠控制商品混凝土坍落度損失及商品混凝土的初、終凝時(shí)間，并能夠很好地控制混凝土的冷縫問(wèn)題，在混凝土的開裂問(wèn)題上也起著重要的作用。

（7）引氣劑：該產(chǎn)品引氣量穩(wěn)定，氣泡粒徑小，且集中密集，提高了商品混凝土抗凍、抗?jié)B性，減少了拌合物的泌水性，增加了混凝土的密實(shí)度，有利地保證了混凝土的強(qiáng)度。

施工單位還對(duì)施工工藝、振搗、測(cè)溫、后期養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)制定了施工方案。

實(shí)際采用原材料復(fù)檢參數(shù)結(jié)果見(jiàn)表 1～7，混凝土配合比見(jiàn)表 8。

表 1 P·O42.5 水泥復(fù)檢性能指標(biāo)

表 2 Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)檢性能指標(biāo)

表 3 S95 級(jí)礦渣粉復(fù)檢性能指標(biāo)

表 4 粗骨料復(fù)檢性能指標(biāo)

表 5 細(xì)骨料復(fù)檢性能指標(biāo)

表 6 泵送劑復(fù)檢性能指標(biāo)（摻量：占膠凝材料總量的 2.5%）

表 7 引氣劑復(fù)檢性能指標(biāo)（摻量：占膠凝材料總量的 0.025%）

表 8 混凝土配合比單方原材料用量 kg/m3

4 混凝土實(shí)際應(yīng)用

在該工程的施工階段，加強(qiáng)測(cè)溫和溫度監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行信息化控制，隨時(shí)觀測(cè)混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在 20℃ 以內(nèi)。在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫與保濕養(yǎng)護(hù)，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，降低溫度應(yīng)力。

施工中具體的溫控措施如下：

（1）本工程為了控制溫度，在混凝土澆筑體內(nèi)布置了 3 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，測(cè)溫點(diǎn)分布混凝土的表面、中部和底部?；炷恋娜肽囟葴y(cè)溫每臺(tái)班不少于 2 次。在養(yǎng)護(hù)階段，每天測(cè)溫不少于 4 次。

（2）混凝土開始澆筑的時(shí)間選擇了在天氣為陰天無(wú)日照時(shí)。

（3）為了控制溫度，在混凝土的內(nèi)部預(yù)埋了冷水管道。冷水管道共分布 5 層，采用地下水冷卻?；炷翝仓^(guò)程中采用濕麻袋覆蓋泵送管，并持續(xù)地澆水冷卻，針對(duì)混凝土的最高溫升、里表溫差和降溫速率以及環(huán)境溫度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。嚴(yán)格控制混凝土的內(nèi)外溫差。

（4）本工程在第一層混凝土澆筑完畢，對(duì)混凝土表面進(jìn)行噴霧養(yǎng)護(hù)，一直持續(xù)到第二層澆筑前為止；第二層澆筑完畢后，收漿抹平，對(duì)混凝土采用原漿覆蓋，臨近終凝時(shí)進(jìn)行二次抹壓。待終凝后，蓋上一層草簾并加蓋一層塑料布，進(jìn)行保濕、保溫養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的實(shí)際數(shù)值來(lái)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。且養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 天。

通過(guò)絕熱溫升曲線（圖 1）可以看出：混凝土的溫升高峰值出現(xiàn)在第 7 天，之后就趨于穩(wěn)定，中心溫度與表面溫度之差，符合 GB 50496—2009 規(guī)范中小于 25℃的要求。通過(guò)預(yù)拌混凝土配合比優(yōu)化及施工單位施工最佳技術(shù)手段，控制了混凝土的內(nèi)外溫度，有效地預(yù)防了混凝土的溫差裂縫。圖 2 為現(xiàn)場(chǎng)施工情況。

圖 1 大體積混凝土絕熱溫升曲線

圖 2 澆筑混凝土的鋼壩閘底板

5 結(jié)束語(yǔ)

本工程在取掉塑料薄摸和草簾子等保濕保溫材料后，混凝土表面未出現(xiàn)裂縫，得到了甲方和施工方的一致好評(píng)，通過(guò)本工程可以看出；大體積混凝土的質(zhì)量控制應(yīng)在減少混凝土的內(nèi)外溫差、優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)、優(yōu)選混凝土的原材料，做好現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫工作及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面采取有效的技術(shù)措施，才能使大體積混凝土的質(zhì)量得到有效的保證。

[1] JGJ 55—2011．普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程[S]．

[2] GB 50496—2009．大體積混凝土施工規(guī)范[S]．

[3] GB/T 50476—2008．混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] GB 50164—2011．混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S]．

[5] GB 50204—2015．混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S]．

［通訊地址］哈爾濱佳連混凝土技術(shù)開發(fā)有限公司（150076）

馬永勝（1974—），男，碩士，高級(jí)工程師。