大體積混凝土施工質量控制措施

凌建新

摘 要：大體積混凝土的質量通病通常有：施工冷縫、泌水現象、表面水泥漿過厚、早期溫度裂縫等幾種類型。其施工質量控制的關鍵在于配合比設計控制、原材料質量控制、施工過程質量控制以及溫度控制等幾方面。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；質量控制

1 大體積混凝土的質量通病

大體積混凝土具有結構體積大、承受荷載大、水泥水化熱大、內部受力相對復雜等結構特點。在施工上，結構整體性要求高，一般要求整體澆筑，不留施工縫。這些特點的存在，導致在工程實踐中，大體積混凝土出現其特有的質量通病，常有以下幾種類型：

施工冷縫。因大體積混凝土的混凝土澆筑量大，在分層澆筑中，前后分層沒有控制在混凝土的初凝之前；混凝土供應不足或遇到停水、停電及其它惡劣氣候等因素的影響，致使混凝土不能連續澆筑而出現冷縫。

泌水現象。上、下澆筑層施工間隔時間較長，各分層之間產生泌水層，它將導致混凝土強度降低、脫皮、起砂等不良后果。

混凝土表面水泥漿過厚。因大體積混凝土的量大，且多數是用泵送，因此在混凝土表面的水泥漿會產生過厚現象。

早期溫度裂縫。在混凝土澆筑后由于早期內外溫度差過大(25℃以上)的影響，大體積混凝土會產生兩種溫度裂縫：（1）表面裂縫：大體積混凝土澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚集在內部不易散發，混凝土內部溫度顯著升高，而表面散熱較快，這樣形成較大的內外溫差，內部產生壓應力，表面產生拉應力，而砼的早期抗拉強度很低，因而出現裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內發生，表面層以下結構仍保持完整。（2）貫穿性裂縫：由于結構溫差較大，受到外界的約束而引起的。當大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時，又沒有采取特殊措施降低、放松或取消約束，或根本無法消除約束時易導致拉應力超過混凝土的極限抗拉強度而在約束接觸處產生裂縫，甚至會貫穿整個表面產生貫穿性裂縫。

2 混凝土配合比設計要求

對混凝土配合比設計的主要要求是：既要保證設計強度，又要大幅度降低水化熱；既要使混凝土具有良好的和易性，又要降低水泥和水的用量。所以，施工中應選擇合適水泥，減少水泥用量，摻外加劑，控制水灰比。根據設計要求，混凝土中摻加水泥用量4％的復合液，具有防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑4種外加劑的功能，溶液中的糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20％左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長到5h左右。嚴格控制骨料級配和含泥量，選用l0~40mm連續級配碎石，優選混凝土施工配合比，根據設計強度及泵送混凝土坍落度的要求，經試配優選。

3 原材料質量控制

大體積混凝土所選用的原材料應注意以下幾點：

盡量選用低熱水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥)，減少水化熱。但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其他水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現象，不僅影響施工速度，同時影響施工質量。混凝土泌水性的大小與用水量有關，用水量多，泌水性大，且與溫度高低有關，水完全析出的時間隨溫度的升高而縮短；此外，還與水泥的成分和細度有關。所以，在選用礦渣水泥時應盡量選擇泌水性的品種，并應在混凝土中摻入減水劑。在施工中，應及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實后，再繼續澆筑上一層混凝土。

在條件許可的情況下，應優先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。因為這種水泥在水化膨脹期可產生一定的預壓應力，而在水化后期預壓應力可部分抵消溫度需變應力，減少混凝土內的拉應力，提高混凝土的抗裂能力。

適當摻加粉煤灰。混凝土摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗滲性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強度，抑制堿骨料反應，減少新拌混凝土的泌水等。

選擇級配良好的骨料。細骨料宜采用中粗砂，細度模數控制在2.8～3.0之間，因為使用中砂比用細砂可減少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1％以內，并不得混有有機質等雜物，杜絕使用海砂；粗骨料在可泵送情況下，選用粒徑5~20mm連續級配石子，以減少混凝土收縮變形。

可以考慮在大體積混凝土中摻加堅實無裂縫、沖洗干凈、規格為150mm～300mm的大塊石。摻加大塊石不僅減少了混凝土總用量，降低了水化熱，而且石塊本身也吸收了熱量，使水化熱能進一步降低．對控制裂縫有一定好處。

適當選用高效減水劑和引氣劑，這對減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學、熱學、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用。

4 施工質量控制

4.1 加強商品混凝土運輸過程控制

要求混凝土生產廠家每車出廠時出據混凝土標號、坍落度、出廠時間、數量和到達地點的發料單據。抵達現場后，由總包派專人按程序驗收，填寫到達時間、混凝土坍落度、目前混凝土有無異常等情況。監理人員不定期進行抽檢，如混凝土出現離析，必須進行次攪拌。

4.2 制定混凝土澆注方案

大體積混凝土澆注常采用的方法有以下幾種：全面分層。即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層。這種方案適用于結構的平面尺寸不宜太大，施工時從短邊開始，沿長邊推進比較合適。必要時可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時進行澆筑；分段分層。先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。這種方案適用于單位時間內要求供應的混凝土較少，結構物厚度不太大而面積或長度較大的工程；斜面分層。要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結構的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。

4.3 加強振搗，確保混凝土的密實

為確保混凝土的均勻和密實，提高混凝土的抗壓強度，要求操作人員加強混凝土的振搗，插點均勻排列，按順序振實不得遺漏，振搗期間距宜取300mm，時間15－30秒為宜，不宜過振，以表面呈現浮漿，平整和不在沉落為準，為了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，尚須進行二次振搗以提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現的裂縫，增加混凝土的密實度，使混凝土的抗壓強度提高，從而提高混凝土的抗裂性，一般間隔20－30分鐘進行二次復振，或者是在混凝土經振搗后尚能恢復塑性狀態的時間。

4.4 泌水處理與表面處理

由于大體積混凝土澆筑時泌水較多，上涌的泌水和浮漿順混凝土斜面下流到坑底，再到集水井，然后通過集水井內的潛水泵排除基坑外；待混凝土澆至標高時，由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，要求施工方用木蟹抹平，防止表面微小裂縫產生，在初凝前再用鐵搓板壓光，這樣有效的控制混凝土表面龜裂，增加防水抗裂效果。

5 混凝土溫度控制

為了降低混凝土的總溫升，減少內外溫差，控制混凝土出機溫度和澆筑溫度是一個很重要的措施。對混凝土出機溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂次之，水泥的影響較小。因此，具體施工中可采取加冰拌和，砂石料遮陽覆蓋，送管道用草袋包裹灑水降溫等技術措施。預埋水管，是降低混凝土澆注溫度的有效措施。冷卻水管大多采用直徑為25mm的薄壁鋼管，按照中心距1.5～3.0m交錯排列，水管上下間距一般也為1.5～3.0m，并通過立管相連接。

大體積混凝土的養護，可根據工程的具體情況，采用薄膜加草袋或蓄水的養護方法。在控制內外溫差的前提下，應盡可能推遲保溫層開始覆蓋的時間。大體積混凝土保溫保濕養護中，應對混凝土的內表溫度，頂面及底面溫度，室外溫度進行監測，根據監測結果對養護措施作出相應的調整，確保溫控指標的要求。溫度測定可采用在每個測溫點上埋設測溫片。

參考文獻

[1]田曉朋．大體積混凝土裂縫產生原因及其預防控制措施．科學之友，2008年7期.

[2]劉廣春．大體積混凝土結構裂縫控制措施．中國新技術新產品，2008年8期.

[3]周玉選，周燕．淺談大體積混凝土施工的質量控制．甘肅科技，2008年13期.