白云彪

摘 要 高等級(jí)混凝土因強(qiáng)度等級(jí)高、密實(shí)性能好、工作性好等諸多顯著優(yōu)勢(shì)，而得以于高層建筑、路橋等建設(shè)項(xiàng)目中廣泛實(shí)踐應(yīng)用。本文以問題為導(dǎo)向，從高等級(jí)混凝土常見施工質(zhì)量問題出發(fā)，探討了相應(yīng)的質(zhì)量控制策略，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞 高等級(jí)混凝土;施工質(zhì)量問題;控制策略

1高等級(jí)混凝土的常見施工質(zhì)量問題

（1）塑性裂縫。由于高等級(jí)混凝土在施工過程中包含塑性階段與硬化后階段，這兩個(gè)階段極易由于混凝土主材或施工工藝的原因造成裂縫，因此，塑性裂縫也是高等級(jí)混凝土常見的質(zhì)量通病之一。塑性裂縫指的是混凝土在凝結(jié)前的塑性階段，混凝土表面失水過快從而導(dǎo)致的收縮裂縫。這類裂縫發(fā)生在混凝土硬化前，并且與失水原因緊密相關(guān)，因此，通常出現(xiàn)在比表面積較大的構(gòu)件上，例如高等級(jí)混凝土梁板或墻體等。塑性裂縫的形態(tài)特征呈現(xiàn)多元化，例如形成方向不一致，長(zhǎng)度、寬度不一致，深度范圍較廣，整體呈現(xiàn)龜裂形態(tài)。塑性裂縫的主要產(chǎn)生原因是在于失水，因此，施工時(shí)的氣候環(huán)境會(huì)對(duì)該種裂縫的形成具有重大影響。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，尤其是在氣候干燥地區(qū)，或遇高溫、大風(fēng)等時(shí)期，高等級(jí)混凝土在進(jìn)行澆搗施工后未及時(shí)覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)極易造成塑性裂縫[1]。

（2）干縮裂縫。混凝土在硬化過程中會(huì)由于水化熱的原因帶走大量水分，同時(shí)會(huì)存在著水分蒸發(fā)的情況，因此會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生干燥收縮裂縫。干燥收縮裂縫與塑性裂縫產(chǎn)生的階段不同，干燥收縮裂縫產(chǎn)生于養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，此時(shí)由于已經(jīng)脫離了保濕養(yǎng)護(hù)，因此干燥收縮裂縫的進(jìn)展緩慢，通常出現(xiàn)是在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一個(gè)月甚至到1年的時(shí)間跨度。干燥收縮裂縫形成的初期，其表現(xiàn)不明顯，但是隨著水分蒸發(fā)量的累積，干燥收縮量也逐步擴(kuò)大，裂縫會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來。干燥收縮裂縫的形成與混凝土主材的選用有關(guān)，同時(shí)也與養(yǎng)護(hù)情況有著密切聯(lián)系[2]。

（3）溫度裂縫。同樣由于混凝土的水化熱導(dǎo)致內(nèi)外表面溫差過大，會(huì)形成溫度收縮裂縫。水化熱的過程中會(huì)放出大量熱量，而高等級(jí)混凝土較普通混凝土而言會(huì)由于主材及斷面尺寸的原因集聚大量熱量在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并且難以散發(fā)，因此與外表面形成較大溫差?；炷羶?nèi)部由于熱脹產(chǎn)生變形，而外部受到外界氣溫的影響產(chǎn)生冷縮現(xiàn)象，當(dāng)混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力值超過了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，裂縫就形成了。通常溫度收縮裂縫與構(gòu)件截面尺寸有密切關(guān)聯(lián)，截面尺寸越大，收縮裂縫發(fā)生的概率越大。

2高等級(jí)混凝土的施工質(zhì)量控制策略

2.1 優(yōu)選適宜原材

（1）優(yōu)選適宜水泥。由于水泥在進(jìn)行拌和時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱從而帶走水分引起裂縫，因此，在水泥的選擇上要重視對(duì)于水化熱的控制，例如，可以優(yōu)先選用普通水泥或硅酸鹽水泥等中低熱水泥，避免用快硬水泥，強(qiáng)度上為了達(dá)到C60高等級(jí)混凝土的要求，適配的水泥強(qiáng)度應(yīng)為P42.5及以上。

（2）合理適配減水劑。為了增加混凝土流動(dòng)性，便于施工，一般在高等級(jí)混凝土中會(huì)添加高效減水劑，優(yōu)先選用非引氣型減水劑，以有效提升高等級(jí)混凝土的強(qiáng)度。

（3）選擇適宜骨料。在高等級(jí)混凝土中要選擇合適的骨料進(jìn)行拌和，骨料包括粗、細(xì)兩種類型。粗骨料一般定義為粒徑大于4.75mm的骨料，一般指碎石或卵石，而高等級(jí)混凝土宜采用10mm粒徑的粗骨料，最大可以選用20～30mm粒徑的粗骨料，可以選用石灰?guī)r和花崗巖碎石（抗壓強(qiáng)度在100Mpa-140Mpa之間），能確保高等級(jí)混凝土的強(qiáng)度。

（4）添加適宜外加劑。外加劑的添加會(huì)增加混凝土的特殊性能，例如改善和易性，降低沁水性等，能夠抵抗粉煤灰或細(xì)礦渣在混凝土中的微集料效，減少泵送過程中的管道堵塞或者分層離析的風(fēng)險(xiǎn)。以在保證混凝土泵送的順暢之外還能夠有效保護(hù)混凝土泵機(jī)與輸送管道，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命。與此同時(shí)，由于沁水性的降低，混凝土用水量也會(huì)減少，從而能夠有效避免水分蒸發(fā)而產(chǎn)生的伸縮變化過大而導(dǎo)致的裂縫，減少塑性裂縫等質(zhì)量通病的產(chǎn)生。

2.2 選定適宜配比

在確保優(yōu)選原材料的前提下，高等級(jí)混凝土的配合比也對(duì)混凝土的強(qiáng)度以及質(zhì)量有著重要影響，是確保達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的重要技術(shù)指標(biāo)。因此，在進(jìn)行配合比的計(jì)算與確定時(shí)需注意下述方面：

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及相關(guān)規(guī)范，統(tǒng)籌考慮項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工氣候溫度等情況、運(yùn)輸條件，在實(shí)驗(yàn)室對(duì)高等級(jí)混凝土進(jìn)行試配。當(dāng)配合比確定后，為了確保準(zhǔn)確性還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，次數(shù)不小于6次，并且在重復(fù)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)中應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)其穩(wěn)定性，平均值均不低于設(shè)計(jì)配制的強(qiáng)度。

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來計(jì)算用砂量，在計(jì)算時(shí)要注意考慮選用砂的含水率，砂率一般控制在28%～34%為宜，若采用混凝土泵送方式時(shí)可以適當(dāng)提高至34%～44%。

（3）由于水灰比會(huì)對(duì)混凝土的流變性能以及硬化后的密實(shí)度等有重要影響，決定了混凝土的強(qiáng)度、耐久性等相關(guān)物理性能。水灰比過大會(huì)令混凝土拌和中容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，而水灰比過小會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，因此，要將水灰比控制在合理范圍內(nèi)，一般硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥為0.44;火山灰水泥、粉煤灰水泥為0.46。

（4）水泥在混凝土中比例過少會(huì)引起膠結(jié)不足，而過大也會(huì)由于水化熱原因放出大量熱量而產(chǎn)生過量收縮，因此對(duì)于水泥用量的合理區(qū)間在于，高等級(jí)混凝土水泥用量最高不超過550kg/m3，另外水泥和礦物的摻和量總量最高不超過600kg/m3。

2.3 抓好運(yùn)輸管控

高等級(jí)混凝土較一般混凝土的運(yùn)輸要求高，因?yàn)楦叩燃?jí)混凝土坍落度損失速率大，所以在進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)，要注意多工序之間的協(xié)調(diào)性，確保不因運(yùn)輸不當(dāng)而造成損失。首先，要避免運(yùn)輸延誤或工序銜接不當(dāng)而產(chǎn)生中途停頓，運(yùn)輸過程中要保持低速持續(xù)攪拌直至進(jìn)行施工澆搗為止，其次，高等級(jí)混凝土的攪拌與澆搗現(xiàn)場(chǎng)距離不可過遠(yuǎn)，盡量減少運(yùn)輸時(shí)間;最后，要合理安排卸料及澆搗順序，保證卸料與澆搗流程的順暢，各個(gè)環(huán)節(jié)銜接緊密，每個(gè)環(huán)節(jié)中轉(zhuǎn)時(shí)間不超過1小時(shí)。

2.4 緊抓澆搗管控

高等級(jí)混凝土的施工澆搗主要包括下料與振搗兩個(gè)環(huán)節(jié)，為避免在此階段由于操作不當(dāng)或其他技術(shù)原因產(chǎn)生混凝土裂縫，要重點(diǎn)關(guān)注兩個(gè)環(huán)節(jié)的施工技術(shù)要點(diǎn)。首先，在進(jìn)行混凝土下料時(shí)要控制速度，不可過快。振搗應(yīng)當(dāng)分次進(jìn)行，一方面可以消除振搗不均、塑性沉降引起的膠結(jié)材料內(nèi)部分層的情況，另一方面可以避免由于沁水而產(chǎn)生的通道，增加骨料的氣密性，提高混凝土強(qiáng)度與抗裂性，有效避免出現(xiàn)混凝土裂縫[3]。

其次，在混凝土初次澆搗結(jié)束之后，在初凝前可以對(duì)混凝土進(jìn)行復(fù)振，統(tǒng)計(jì)表明復(fù)振可以提高混凝土強(qiáng)度值5%～20%。在二次澆搗時(shí)，振動(dòng)棒的插入深度應(yīng)當(dāng)保持插入前次澆筑面的5～10cm深度，從而增加兩個(gè)澆搗層的整體性與密實(shí)性。振動(dòng)器振搗時(shí)遵循“垂直振搗，快插慢拔”的原則進(jìn)行，并要將混凝土中的氣泡盡量排出，尤其在節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)處。

另外，需要注意的是，由于高等級(jí)混凝土的膠凝材料組成復(fù)雜，骨料粒徑較大，因此容易產(chǎn)生骨料下沉而漿液上浮的情況，若不及時(shí)處理會(huì)導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)不均勻，從而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不足或產(chǎn)生收縮裂縫等問題。因此要注意通過均勻、多次振搗來提高混凝土的密實(shí)性，可以通過高頻振搗器分層澆搗，避免出現(xiàn)漏振、過振的現(xiàn)象，觀察混凝土表面無氣泡冒出時(shí)說明振搗適宜。不正確的施工澆搗輕則會(huì)使混凝土產(chǎn)生表面裂縫，重則會(huì)由于混凝土強(qiáng)度不足而影響結(jié)構(gòu)安全，因此，施工人員在進(jìn)行高等級(jí)混凝土施工時(shí)要嚴(yán)格按照操作規(guī)程，保障施工質(zhì)量。

2.5 做好后期維養(yǎng)

混凝土裂縫的產(chǎn)生與自然條件有著密切關(guān)系，例如溫度、風(fēng)速等都會(huì)使混凝土表面產(chǎn)生收縮。為了降低裂縫產(chǎn)生的可能性，應(yīng)當(dāng)在混凝土成型后做好養(yǎng)護(hù)工作，避免高溫、大風(fēng)造成的混凝土表面水分快速蒸發(fā)。對(duì)于一般混凝土而言養(yǎng)護(hù)工作最早應(yīng)當(dāng)在混凝土初凝時(shí)進(jìn)行，而對(duì)于高等級(jí)混凝土，要提早進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，若出現(xiàn)“結(jié)皮”現(xiàn)象，意味著混凝土內(nèi)部的水分已經(jīng)開始大量流失。對(duì)于高強(qiáng)度混凝土養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)當(dāng)在澆筑結(jié)束后的8小時(shí)內(nèi)進(jìn)行，可通過人工噴霧、澆水養(yǎng)護(hù)并覆蓋保溫保濕膜、圍護(hù)擋風(fēng)等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)要注意保持混凝土表面濕潤但不積水的狀態(tài)，養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)大于14d。當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)可以停止養(yǎng)護(hù)，若發(fā)現(xiàn)表面出現(xiàn)裂縫、泛白等現(xiàn)象，要立即采取措施并延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)救。

2.6 其他控制舉措

除了上述工序之外，還要注意在其他特殊情況下的高等級(jí)混凝土施工要點(diǎn)，例如冬季、雨季施工。對(duì)于冬季施工，由于外部氣溫較低，因此應(yīng)當(dāng)為混凝土攪拌機(jī)搭設(shè)保溫棚，用熱水提前沖洗攪拌機(jī)內(nèi)部，并且適當(dāng)延長(zhǎng)攪拌時(shí)間。若出現(xiàn)冰雪凍結(jié)現(xiàn)象，應(yīng)提前清理再澆筑;混凝土應(yīng)在及時(shí)澆筑完畢，并及時(shí)覆蓋塑料薄膜保溫保濕，拆模時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)。

3結(jié)束語

隨著建設(shè)項(xiàng)目難度的加大、結(jié)構(gòu)使用及安全要求的增加，使得高等級(jí)混凝土得到了愈加廣泛的應(yīng)用。為保其構(gòu)筑質(zhì)量，相應(yīng)施工、監(jiān)管人員務(wù)須加大對(duì)高等級(jí)混凝土施工技術(shù)及質(zhì)量控制的重視程度，通過技術(shù)與管理雙重手段不斷提升高等級(jí)混凝土的施工質(zhì)量，進(jìn)而為高等級(jí)混凝土施工質(zhì)量夯實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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