大體積混凝土質量控制探討

張建國

東營市市政工程公司，山東 東營 257091

1 大體積混凝土的質量通病及其原因

1）泌水現象：混凝土分層分段澆筑時，由于施工間隔時間較長，各分層之間產生泌水層，導致混凝土層間粘結力降低;

2）干燥收縮裂縫：混凝土硬化后，內部的游離水會由表及里逐漸蒸發，導致混凝土相應地產生干燥收縮。此時，收縮變形導致的收縮應力若大于混凝土的抗拉強度，混凝土就會出現由表及里的干燥收縮裂縫，影響結構的耐久性和承載能力;

3）溫度裂縫：水泥水化過程中產生大量的熱量，從而使混凝土內部溫度升高。如沒有降溫措施或澆筑溫度過高，混凝土內部的溫度還會更高。混凝土內部的最高溫度大約發生在澆筑后的3d～5d，因為混凝土內部和表面的散熱條件不同，所以混凝土中心溫度高，表面溫度低，形成溫度梯度，造成溫度變形和溫度應力，當這種溫度應力超過混凝土抗拉強度時，就會產生裂縫;

4）施工冷縫：因大體積混凝土的澆筑量大，在分層澆筑中，前后分層澆筑的間隔時期沒有控制在混凝土的初凝之前，遇到了停電、停水及其它惡劣氣候條件等因素的影響，致使混凝土不能連續澆筑而出現冷縫。

2 混凝土配合比設計

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、緩凝劑四種外加劑的功能，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l0mm～40mm連續級配碎石，優化混凝土施工配合比，根據設計強度及泵送混凝土坍落度的要求，經試配優選。

3 原材料控制

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。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。

4 施工質量控制

1）混凝土澆筑。大體積混凝土的澆注方案，除應滿足每一處混凝土在初凝以前就被上一層新混凝土覆蓋并搗實完畢外，還應考慮結構大小、鋼筋疏密、預埋管道和地腳螺栓的留設、混凝土供應情況以及水化熱等因素的影響。大體積混凝土常采用的方法有3種：全面分層、分段分層、斜面分層。全面分層澆注大體積混凝土時，在第一層全面澆注完畢后，再回頭澆注第二層，此時應使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續澆注，直至完工為止。采用這種方案，適用于結構的平面尺寸一般不宜太大，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注。分段分層澆注大體積混凝土時，先從底層開始，澆注至一定距離后澆注第二層，如此依次向前澆注其他各層。由于總的層數較多，所以澆注到頂后，第一層末端的混凝土還未初凝，又可以從第二段依次分層澆注。這種方案適用于單位時間內要求供應的混凝土較少，不象第一種方案那樣集中;

2）混凝土振搗方式。混凝土澆筑時應采用振動棒或振動板振搗，在初凝之前進行二次振搗，排除混凝土在粗集料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的把握力，防止因混凝土沉落而出現的裂縫，減少內部微裂，增加混凝土密實度，使混凝土的力學性能得到提高，從而增加抗裂性;

3）混凝土養護。混凝土的養護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內外溫差，促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展。根據工程的具體情況，應盡可能多養護一段時間，拆模后應立即回填或再覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候的影響，以控制內外溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。溫度控制就是對混凝土的澆筑溫度和混凝土內部的最高溫度進行人為的控制。在混凝土養護階段的溫度控制應遵循以下幾點：（1）混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與室外最低氣溫之間的差值均應小于20℃；當結構混凝土具有足夠的抗裂能力時，不大于25℃～30℃；（2）混凝土拆模時，混凝土的溫差不超過20℃。其溫差應包括表面溫度、中心溫度和外界氣溫之間的溫差；（3）采用內部降溫法來降低混凝土內外溫差。內部降溫法是在混凝土內部預埋水管，通入冷卻水，降低混凝土內部最高溫度。冷卻在混凝土剛澆注完時就開始進行，還有常見的投毛石法，均可以有效地控制因混凝土內外溫差而引起的混凝土開裂。

總之，只有科學的面對大體積混凝土的各項薄弱環節，采取行之有效的預控措施和監控手段，是可以預防和消除大體積混凝土裂縫問題給工程帶來的弊端。

[1]吳岳雄.淺談混凝土施工裂縫的控制與預防[J].山西建筑，2007，33(4)：166-167.

[2]李玉東.淺談大體積混凝土施工質量控制.城市建設，2010，25.