混凝土施工質量影響因素及質量控制措施分析

摘 要：本文從影響大體積混凝土裂縫的原因出發，分別從設計、材料、施工、溫度檢測等幾個方面的控制措施進行了探討。

關鍵詞：大體積混凝土 裂縫 控制措施

中圖分類號：TU7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0013-02

隨著社會發展要求，高層建筑結構設計為滿足建筑功能需求，在高層鋼筋混凝土結構中采用轉換層結構設計進行結構柱網布置的轉換。鋼筋混凝土轉換層的梁板其斷面尺寸均比常用的混凝土結構尺寸大，大體積混凝土澆注采用泵送混凝土施工工藝。實際上，混凝土收縮所引起的開裂已經成為工程建筑施工一個不容忽視的問題。裂縫產生不但降低了結構的耐久性，削弱了構件的承載力，還會影響建筑物的正常使用。因此，研究如何采提高大體積混凝土結構的質量，采取有效措施控制其開裂，是目前工程界普遍關注的問題。

1 大體積混凝土裂縫產生的原因

大體積混凝土墩臺身或基礎等結構裂縫的發生是由多種因素引起的。產生的裂縫種類主要有三種：溫差裂縫、收縮裂縫、荷載引起的裂縫。

1.1 溫差裂縫

由于混凝土結構的內外溫差出現過大而引起的現象稱之為溫差裂縫。主要的影響因素有以下方面：就是在混凝土結構處于在硬化期間，水泥在硬化期間釋放很多的水化熱，并且沒有及時的散去熱量，使得混凝土內部的溫度在不斷的上升中，最后引起的就是混凝土表面和內部的溫差出現過大的現象。同時還有救是混凝土的內部膨脹的比較厲害，這時的混凝土的表面就會受到很大的拉應力，但是混凝土早期的抗拉的強度是很低的，這樣就是混凝土的齡期很短暫，當混凝土的極限抗拉強度被混凝土溫差產生的表面抗拉應力超越時，混凝土就會產生溫差裂縫。

另一種原因就是混凝土受到外界的約束，使得結構上的溫差出現過lRtDXvhIN5KYqk6PgJCOtw==大現象，且當大體積的混凝土在約束上的地基（如樁基等）澆筑的時候，并沒有采取任何的特殊措施來放松、降低和取消約束方面的混凝土，而這樣就比較容易發生深度或者是貫穿性的混凝土溫差裂縫。

1.2 收縮裂縫

收縮裂縫形成的原因主要是混凝土中的用水量和水泥用量不均衡，選用的水泥品種不同，其干縮、收縮的量也不同。如果混凝土澆筑時振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，經過風吹日曬，混凝土表面水分散失得快，產生干縮，最終導致開裂。收縮裂縫是不規則的斜裂縫，在鋼筋以上，類似于龜紋，經常出現在現澆混凝土后數周或數月之間。

1.3 荷載引起的裂縫

在結構設計過程中，如果計算模型不合理，結構受力與實際不符，荷載少算或漏算，結構安全系數不夠，設計截面不足，結構剛度不夠等等都會導致結構承受不住荷載，而引起裂縫；施工過程中不按設計圖紙施工，擅自改變施工順序等都會引起裂縫；在使用階段，超過設計荷載的重型車輛過橋，或者大風、大雪、地震等自然狀況也會引起混凝土出現裂縫。

2 大體積混凝土裂縫控制措施

2.1 裂縫控制的設計措施

大體積混凝土的強度等級要保證在C20～C35范圍內選用。豎向受力結構采用高強度混凝土以減小截面，對于大體積混凝土的底板，首先要滿足抗彎強度，以及抗沖切的計算要求，用C20～C35的混凝土，設計上的“強度越高越好”的概念是錯誤的，要盡量避免。因為建筑的建設周期較長，為了保證基礎有足夠的強度，并且能夠滿足使用要求，利用混凝土60 d以及90 d的后期強度，來減少混凝土中的水泥用量，避免混凝土澆筑塊體的溫度升高過快。

大體積的混凝土除了要滿足承載力以及構造要求外，還要增加鋼筋，使其承受水泥水化熱引起的溫度應力，并且控制裂縫擴大，可以選用構造鋼筋來控制裂縫，選用的構造筋直徑小，間距小。

2.2 裂縫控制的材料措施

（1）選擇合適水泥并嚴格控制水泥用量。

為減少水泥用量，降低混凝土澆筑塊體的溫度升高，選用低熱水泥，減少水化熱。盡量選用后期強度（90 d或120 d）進行配合比設計，降低水泥用量，以降低混凝土的絕對溫升值。可以使混凝土澆筑后的內外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可降低保溫養護的費用。

（2）嚴格控制骨料級配和含泥量。

采用5～40 mm顆粒級配的石子，細度模數2.80～3.00的中砂，砂率控制在40%～45%。控制含泥量小于1%，并不得混有有機質等雜物，杜絕使用海砂。采用粗砂時，控制含泥量小于1.5%。

（3）選擇適當外加劑。

國內當前用的外加劑主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，改善混凝土的工作性能和可靠性，還可以代替水泥，降低水化熱。通常情況下，泵送混凝土為了延緩凝結時間，需要加入緩凝劑，因為凝結時間過早，會影響混凝土澆筑面的粘結，引起縫隙，混凝土的防水、抗裂以及整體強度都會下降。通過加入膨脹劑，來防止混凝土的初始裂縫，也能夠延長初凝時間到5 h左右。

（4）優化混凝土配合比。

為了優化混凝土配合比，需要選用良好級配的骨料，嚴格控制砂石的質量，降低水灰比，要在混凝土中摻加粉煤灰和外加劑，來減少水泥用量，降低水化熱，防止混凝土溫度升高過大，以減少混凝土收縮應力。

3.3 裂縫控制的施工措施

（1）選擇合適的施工工藝。

根據泵送大體積混凝土自身的特點，選用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的施工方法。該方法通過混凝土自然流淌形成斜坡，能夠更好地適應泵送施工工藝，避免經常拆除、沖洗甚至接長混凝土的輸送管道，以提高泵送效率，也能節約時間，確保澆筑上下層混凝土的時間間隔不超過初凝時間。

（2）嚴格控制混凝土入模溫度。

春秋季的溫度比較適中，所以，大體積混凝土施工最好在春秋季進行，以降低混凝土入倉溫度。如果在夏季確實需要施工，必須采取有效措施來降低混凝土入倉溫度。在澆筑混凝土時，要避免混凝土直接在太陽下爆曬。在拌制混凝土前，要保證周圍通風良好，要在碎石周圍灑水降溫，可以預先在蓄水池中放入自來水來降溫。

（3）適當增加預埋件。

混凝土的很多部位都容易發生裂縫，要提前在這些敏感部位埋設應力應變傳感片，來測試拉應力，便于直接控制混凝土的養護，確保混凝土各部位不產生裂縫。對于基礎面，要加設鐵絲網或者小直徑的鋼筋網，來提高混凝土表面抗裂性能。可以采用“水平分層間隙”的施工方法，將混凝土分成兩層進行澆筑，澆筑間隙7 d以上，分層厚度各為1.5 m，抗縮鋼筋網設置在下層的上表面。如果工期允許，采用該施工方法能夠降低混凝土內部最高溫升，還能減少人力、材料以及機械設備的投入。

（4）加強混凝土澆筑后的養護。

澆筑完混凝土后，及時按照溫控技術措施的要求，對混凝土進行保溫養護。回填土是目前最好的養護材料之一，可以有效預防裂縫；保溫養護的持續時間，要根據混凝土的溫度應力加強控制，但是不得少于15 d，保溫覆蓋層的拆除要分層逐步進行；保溫養護過程中，要保持混凝土表面的濕潤，在混凝土施工期間可通入冷卻循環水，以便加快承臺內部熱量的散發。同時，在養護過程中保持良好的濕度和抗風條件，使混凝土在良好的環境下養護。施工人員需根據事先確定的溫控指標的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養護措施。

2.4 混凝土的溫度檢測

為了能夠及時掌握混凝土內部以及表面溫度的變化值，必須設有合理地測溫孔，準確及時地掌握混凝土各個部位的溫度變化，以便采取有效措施，降低溫度，保證工程質量。具體的做法是：在混凝土內部埋設幾個測溫點，布置為L型，在每個測溫點預先埋設兩根測溫管，一根管底埋置在混凝土的中心位置，來測量混凝土中心的最高溫度；另一根管底埋在距混凝土的上表面100 mm處，來測量混凝土表面的溫度，兩根測溫管都要露出混凝土表面100 mm。然后用100 ℃的水銀溫度計來測量溫度，讀出示數。在混凝土澆筑后1～4 d，是溫度上升較快的階段，有每小時都要測取數據一次，5～14 d后，可以每個3 h測量一次。

2.5 其他控制措施

大體積混凝土施工過程中，要經常與氣象臺聯系，掌握天氣情況。預備好防曬及防雨設施，并在基坑四周，設置盲溝和集水井，防止雨水倒灌進倉號內，造成不必要的經濟損失。

3 結語

隨著國家建設投資的快速發展，市政工程的投入進一步的加大，而道路橋梁是市政工程的主要類型，它們應用的日益廣泛，使得大體積混凝土的應用越來越多，同時，也暴露出來越來越多的問題，其中大體積混凝土的裂縫問題更為重要。

大體積混凝土結構的施工質量直接關系到該結構的使用性能，所以在工程施工中一定要采取有效的措施防止大體積混凝土裂縫的產生，確保其施工質量。根據大體積混凝土結構產生裂縫的原因，采取相應的措施，從設計、材料、施工等各個階段都采取有效的措施，那么大體積混凝土的裂縫是可以得到很好的防治的。

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