談談對大體積混凝土的質量控制

摘要：文中對高層建筑基礎大體積混凝土的質量因素進行了分析，闡述了防止大體積混凝土裂縫產生的重要性，從使用高效減水劑和設計混凝土初凝時間兩方面，提出了消除裂縫的具體措施。

關鍵詞：高層建筑基礎；大體積混凝土；質量控制

1前言

與一般的混凝土相比較，大體積混凝土具有形體龐大、混凝土數量較多、工程條件復雜、施工技術和質量要求高、混凝土絕熱溫升高和收縮等特點。因此，大體積混凝土經常出現的問題不是力學上的結構強度，而是混凝土的裂縫。如何防止大體積混凝土的開裂，一直是工程技術人員長期關心和共同研究的主要課題。

2工程概況

某大廈工程，基礎厚度為0.9m～1.2m，總方量為3000m3，設計強度等級C40，抗滲等級P6。質量要求高，是典型的高層大體積混凝土工程。為保證施工質量做了充分的準備工作。

2.1在通常情況下，人們對混凝土質量的理解存在許多“誤區”。主要是將混凝土的強度(抗壓強度)作為混凝土質量的主要甚至是唯一的標準，造成很多人只重視強度而忽略其他性能。大體積混凝土的主要指標是它的整體性(大體積)，強度應該是次要因素(當然也要滿足要求)。

2.2 粉煤灰的認識：很多人認為摻加粉煤灰是一項節能或節約的措施，很少有人認為是不可缺省的技術手段；“粉煤灰取代水泥”一直是人們對粉煤灰的認識，最新研究表明：加入粉煤灰的混凝土有許多獨特的性質是普通混凝土所不具備的，因此不能把粉煤灰簡單地看作水泥的替代物；粉煤灰混凝土的特殊性在于：對水灰(膠)比和環境溫度更為敏感；對水灰(膠)比更為敏感是指：在低水灰(膠)比情況下粉煤灰混凝土強度增長速率比普通混凝土明顯；對環境溫度更為敏感是指：粉煤灰混凝土在較高溫度環境中的強度增長要遠遠好于普通混凝土。高效減水劑的使用為低水灰(膠)比創造了條件，大體積混凝土的溫升為較高的環境溫度創造了條件；因此，粉煤灰的應用條件在大體積混凝土中十分優越。

2.3 養護的現狀。現行的規范、標準多數指出的是要養護多長時間，而沒有規定什么時候開始養護。

如圖1所示：混凝土約束應力是升溫產生的膨脹壓應力和自收縮產生的拉應力疊加的結果。在溫度達不到 以前，混凝土仍處于塑性狀態，故為零應力。此后溫度上升，混凝土內部產生壓應力(這時可以采取降溫措施)；溫度達到峰值后，開始下降到 時出現第二次零應力，此后即開始產生拉應力。如果在溫度達到 ，以后向混凝土澆低于環境溫度的涼水就可能產生“熱振”，產生開裂。所以，必須控制灑水的時間和灑水的溫度。做到及“早”、盡“早”養護，養護時間長短適當。水灰比越低越需要即時加強外部補充水養護，但時間可以短些，一般0．45水灰比養護7 d就可以，不必再延長養護時間。

2.4 “冷縫”是指現澆混凝土與已澆筑混凝土之間，由于間隔時間過長形成的隱形縫隙。現在對這種縫隙沒有現有規范和標準進行檢驗。只是認為“只要在初凝前接茬就沒有問題”。混凝土接茬時間的控制：混凝土凝結到什么程度以前，它與新澆筑的混凝土之問粘結會不會受到損害呢?為此，對不同凝結程度的接縫處混凝土力學強度進行了試驗。

先在試模內澆筑一半混凝土，待這部分混凝土凝結程度達到貫人阻力的1、0 MPa、2．0 MPa和3、5 MPa時，再澆筑另一半混凝土。劈裂試驗結果說明，隨著澆筑第二層混凝土時第一層混凝土凝結程度的增加(貫入阻力由1．0 MPa增加到3．5 MPa)，接縫處劈裂抗拉強度降低。將上述成型試件在接縫處劈開，發現貫入阻力為3．5 MPa時澆筑第二層混凝土的試件，在接縫處整齊地劈為兩半，由此可見，接縫處的兩層混凝土并沒有結合成為整體，然而當一層混凝土貫入阻力為1．0 MPa時，再澆筑第二層混凝土的試件，沒有一試件在接縫處破裂，更沒有整齊地劈為兩半，接縫處具有良好的整體性。試驗表明，當先澆筑的混凝土凝結進展到達初凝(貫入阻力3．5 MPa)，再澆筑上面一層新混凝土，會產生冷縫，兩層混凝土之間的粘結會受到嚴重的損害，接縫處強度降低．結構不具有整體性。要避免形成冷縫，使兩層混凝土結合完整，應該在先澆筑的混凝土凝結進展到貫入阻力1.0 MPa～3.5 MPa以前澆筑新混凝土。

新拌混凝土達到初凝時，很難對混凝土進行有效的振動搗實，雖然振動棒在自身重量的作用下能夠下沉，振動棒周圍的混凝土也能夠形成流體，但只在振動棒周圍的小范圍內，搗實半徑太小，從實用角度看，振動搗實應該在混凝土的貫入阻力達到1．0 MPa以前完成。對膨脹劑的盲目迷信。許多單位在大體積混凝土摻加膨脹劑，認為“膨脹可以抵消或抵抗收縮”。

3 實施應用

3.1 原材料

3.1.1選擇低熱礦渣水泥- - 山化天脊礦渣42．5級水泥。

3.1.2選用優質粉煤灰。

3.1.3采用優質緩凝高效減水劑。

3.1.4選用優質粗細骨料，嚴格控制含泥量。

3.2 配合比(見表1)

采用大摻量粉煤灰技術，取代量28％ 、重量比達39％ ；緩凝高效減水劑的緩凝作用可降低水化熱峰值；推遲凝結時間(保證施工接茬，消除冷縫)；減水作用可保證混凝土的低水灰比，以達到高強度要求，同時滿足混凝土和易性(泵送)要求。為延緩水化熱放出，采用60d齡期考察混凝土強度。

3.3對“冷縫”進行控制

按照現場的混凝土接茬時間，設計混凝土的凝結時間。在現場模擬制作的6組試件，標養7d后進行劈裂試驗。

3.4養護 混凝土澆筑后立即覆蓋塑料薄膜保濕養護，終凝后立即向混凝土灑水養護(揭起薄膜)，保濕7 d；在3 d后要控制灑水的水溫，不得把冰涼的自來水直接灑向混凝土。而要在水箱中曬一曬停一段時間將水溫升至環境溫度再灑水；根據現場情況，為防止混凝土內外溫差大于標準規定的25℃ ，應進行保溫養護。

4 運用情況

對混凝土進行現場取樣、制作試件；對混凝土進行測溫，溫差最大的為19℃；制作的“冷縫”檢查試件，無一在接縫處劈裂；泵送順利、情況良好；混凝土表觀整潔、光滑、密實，無通病。

結語

料是根，質量必須嚴格控制；配合比是核心，應用最新的技術成果和科學理論；“混凝土初凝之前接茬”是誤區，振動搗實應該在混凝土的貫入阻力達到1．0 MPa以前完成才安全；養護是關鍵，必須正確科學養護；以“盡早養護”代替“及時養護”；現場控制才能把技術成果轉化為生產力，取得良好的社會、經濟效益。

參考文獻

[1]劉秉京．混凝土技術[M]．北京：水利出版社 1998．

[2]覃維祖．混凝土整體論[J]．建筑技術 2003 (1)：16-18．