淺談大體積混凝土施工質量控制

連 強 苗洪武

（1、中國化學工程第十一建設有限公司，河南 開封 475000；2、海軍機關營建工程辦公室，北京 100841）

結構厚實，混凝土量大，工程條件復雜（一般都是地下現澆鋼筋混凝土結構），施工技術要求高，水泥水化熱較大（預計超過25度），易使結構物產生溫度變形。大體積混凝土除了最小斷面和內外溫度有一定的規定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當，溫度應力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產生裂縫。

1 大體積混凝土裂縫產生的主要原因

大體積混凝土即結構斷面最小厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內部的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土。規范要求大體積鋼筋混凝土必須一次連續澆筑完成，怎樣提高混凝土的抗滲、抗裂和抗侵蝕性能是建筑工程大體積混凝土施工的一個關鍵問題。裂縫產生的原因主要有以下幾個方面：

1.1 水泥水化熱引起溫度應力和溫度變形

由于其體積大，產生的水泥水化熱較高，聚集在內部的熱量不易散發，出現內外冷熱應力之差，易產生溫度裂縫。混凝土內部的溫度與混凝土厚度及水泥用量有關，混凝土愈厚，水泥愈大，溫度應力愈大，引起裂縫的可能性也愈大。

1.2 內外約束條件的影響

大體積混凝土因溫度變化而發生變形會受到不同程度的約束，限制其變形，產生約束應力而產生裂縫。

1.3 外界氣溫變化的影響

一般而言，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高。當氣溫下降，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與混凝土內部的溫度梯度，造成溫差和溫度應力，使大體積混凝土出現裂縫。

1.4 混凝土的收縮變形

工程實踐證明，大體積混凝土施工中，混凝土因收縮變形而引起的裂縫是不可忽視的。影響混凝土收縮的因素很多，主要包括水泥品種和數量、混凝土混合比、外加劑與施工工藝、養護條件等。

1.5 施工進度的影響

由于施工進度較快，振搗質量不易控制，便會產生諸如溝洞等影響質量的現象。鑒于以上幾種情況，從溫度應力和振搗質量兩個方面對大體積混凝土施工提供了較高的要求。

2 大體積混凝土施工質量控制的有效措施

2.1 對混過凝土水化熱的有效控制

水化熱是混凝土內部溫度升高的主要原因，因此降低水泥的水化熱對于減少大體積混凝土的裂縫至關重要。因此，在大體積混凝土的施工中應優先選用水化熱低、凝結時間長的水泥，這一點將同時在材料控制里提到。

建筑材料的控制措施

混凝土的基本組成材料有水泥、砂、石子和水，有時根據施工需要加外加劑等。

（1）水泥：所用水泥應符合現行國家標準《通用硅酸鹽水泥》GB175的有關規定，當采用其他種類時，其性能指標必須符合國家現行有關標準的規定；拌制大體積混凝土宜優先選用水化熱較低的水泥；如粉煤灰水泥和礦渣水泥，亦可采用火山灰水泥，盡量不用普通硅酸鹽水泥。當混凝土標號大于C35時，不可采用火山灰水泥和粉煤灰水泥。

（2）砂：宜采用天然潔凈的中粗砂，其細度模數宜大于2.3，當混凝土標號大于C30時，其含泥量應不大于3%，當混凝土標號小于C30時其含泥量應不大于5%。

（3）石子：宜采用卵石和碎石，粒徑1~4cm并應連續級配，混凝土標號＞C30時，含泥量＜1%，混凝土標號≤C30時，含泥量≤2%。

（4）水：拌和用水的質量應符合國家現行標準《混凝土用水標準》JGJ63的有關規定。凡可飲用的水及潔凈的天然水都可拌制混凝土。海水不得使用，工業廢水及PH＜4的酸性水和含硫酸鹽量按SO4計超過水重1%的水不得使用。

（5）外加劑：所用外加劑的質量及利用技術，應符合現行國家標準《混凝土外加劑》GB8076、《混凝土外加劑運用技術規范》GB50119和有關環境保護標準的規定。在混凝土中摻加適當比例的減水劑、緩凝劑等外加劑，既可降低水灰比，也可降低水泥用量，從而減少水化熱值。另外宜摻加適當比例的膨脹劑或使用膨脹水泥，使混凝土得到補償收縮，降低收縮應力。

2.2 配合比設計控制措施

（1）大體積混凝土一般都是通過泵送澆筑，因此根據泵送要求和降低單位水泥用量兩個方面來考慮配合比的設計。水泥用量一般為280~300kg/m3，不超過 400kg/m3，砂率控制在 40~50%左右。石子要求級配良好，且骨料的最大粒徑d和泵管直徑D的比值應滿足d/D≤1/3，坍落度可控制在12~18cm。

（2）商品混凝土質量的控制。施工前可根據混凝土站報送的配合比及材料化驗報告來控制，必要時施工前進行實地考察，施工中抽查，另外其供應力必須重視，不可出現供應中斷現象。

（3）混凝土的攪拌和運輸也是保證合理的配合比的重要環節，混凝土必須用機械攪拌，摻有外加劑的混凝土攪拌時間應相應延長，一般為2~2.5分鐘。混凝土的運輸可采用手推車、翻斗車及混凝土灌車邊走邊攪拌，以保證混凝土的質量。

2.3 施工溫度的控制措施

冬季施工時可采用蓄熱法，利用保溫模板和保溫材料防止冷空氣侵襲，以達到降低混凝土內外溫差的目的。

夏季施工時應采取有效措施降低混凝土內部的實際溫度，如使用冷卻水作為拌和用手、采用拌合水中摻入冰屑、砂石采取遮陽措施和噴冷水降溫、混凝土澆筑后采用冷水養護或采用覆蓋材料養護等措施。

2.4 施工技術的前期預備

（1）大體積混凝土施工前應進行圖紙會審，提出施工階段的綜合抗裂措施，制定要害部位的要害部位的施工作業領導書。

（2）施工現場設施應按施工總平面布置圖的要求按時完成。

（3）施工現場的供水、供電應滿足混凝土連續施工的需要，當有斷電可能時，應有雙回路供電或自備電源等措施。

（4）大體積混凝土的供應能力應滿足混凝土連續施工的需要，不宜低于單位時間所需量的1.2倍。

（5）用于大體積混凝土施工的設備，在澆筑混凝土前應進行全面的檢驗和試運行，其性能和數量應滿足大體積混凝土連續澆筑的需要。

（6）大體積混凝土施工前，應給工人進行專業培訓，并應逐級進行技術交底，同時應嚴格執行崗位義務制和交接班軌制。

2.5 支護模板和澆筑

大體積混凝土一般選用木模或磚胎膜，以減少混凝土表面熱量的散發。如果采用鋼模板，因其散發熱量較快必須采用保溫措施。大體積混凝土的澆筑應根據整體連續澆筑的要求，結合結構尺寸的大小、鋼筋疏密、混凝土供應條件等具體情況，采用全面分層、分段分層或斜面分層的澆筑方法，也可以配合采用二次振搗，增加混凝土的密實度，提高抗裂能力。為使上下兩層混凝土在初凝前結合良好，也可在下層混凝土面預留溝槽，以加強上下層混凝土粘結。

2.6 混凝土的養護措施

（1）大體積混凝土應進行保溫保濕養護，在每次混凝土澆筑完畢后，除應按一般混凝土進行慣性養護外，尚應及時按溫控技術措施的要求進行保溫養護。

（2）在混凝土澆筑完畢初凝前，宜即時進行噴霧養護工作。

（3）在保溫養護中，應對混凝土澆筑體的里表溫差和降溫速率進行現場監測，當實測成果不滿足溫控指標的要求時，應及時調整保溫養護措施。

（4）大體積混凝土拆模后，地下結構應及時回填土；地上結構應盡早進行裝潢，不宜長期裸露在自然環境中。

結語

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，在大體積混凝土構件中尤為明顯，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待、采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全穩定的工作。

[1]黃祚繼.大體積流態混凝土工程裂縫控制研究[M].黃河水利出版社，2008.04.