談大體積混凝土施工質(zhì)量控制

周兆明

(中鐵十八局集團(tuán)神朔復(fù)線指揮部，江蘇宿遷 223600)

1 大體積混凝土施工特點(diǎn)

1)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度較高，對(duì)耐久性有強(qiáng)制性要求，對(duì)原材有嚴(yán)格選用要求。

2)施工難度較大，很難一次性澆筑完成，需制定合理的施工方案，通常采用分層或分段澆筑。

3)對(duì)混凝土耐久性有具體要求，水泥水化過程中造成混凝土內(nèi)部溫度和表面溫度較大，常摻入礦物摻合料、外加劑以降低水化熱和凝結(jié)時(shí)間，水化速度不均勻易使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，因此對(duì)混凝土的施工工藝及后期養(yǎng)護(hù)有嚴(yán)格要求。

4)結(jié)構(gòu)斷面配筋較多，密集程度大，對(duì)整體性要求較高。

2 混凝土原材選用

1)單位體積水泥用量。水泥作為混凝土硬化的主要粉狀水硬性膠結(jié)材料，在混凝土硬化前期與水?dāng)嚢璩伤酀{，填充砂石空隙，包裹砂石顆粒表面，在水灰比不變的情況下，適當(dāng)提高水泥摻量可以改善混凝土的和易性，易于施工，但在有耐久性要求的混凝土施工中，相關(guān)規(guī)范對(duì)各不同標(biāo)號(hào)的混凝土水泥用量有最高限制，這也是為了有效控制混凝土裂縫和保證高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度的必要措施。

2)水泥種類的選擇。普通硅酸鹽水泥具有較大的適用性，其他如硅酸鹽水泥、礦渣水泥、復(fù)合水泥等應(yīng)根據(jù)工程具體情況并結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用，對(duì)耐久性混凝土應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥。

3)粗、細(xì)骨料的選用。粗骨料可根據(jù)工程施工地的具體情況選用連續(xù)級(jí)配的碎石，若無連續(xù)級(jí)配可采用多粒級(jí)拌合方式實(shí)現(xiàn)，建議采用5 mm～31.5 mm連續(xù)級(jí)配;砂子作為填充混合料空隙的主要材料，其摻量和顆粒級(jí)配對(duì)混凝土的和易性具有很大影響，建議采用級(jí)配良好的中、粗砂，人工砂若能滿足含泥量不超標(biāo)的情況下也可用于C30以下混凝土的施工。粗、細(xì)骨料的含泥量對(duì)混凝土的強(qiáng)度、顏色、拌合用水量、和易性以及耐久性有很大影響，因此在選用上必須嚴(yán)格檢驗(yàn)，并根據(jù)材料進(jìn)場(chǎng)情況做重要檢測(cè)，以保證混凝土的和易性和強(qiáng)度。

4)外加劑的選用。目前國內(nèi)使用最多的屬聚羧酸高效減水劑，摻加外加劑可以使混凝土在強(qiáng)度和坍落度基本相同時(shí)，減少水泥用量;在水灰比不變時(shí)，提高混凝土的初始坍落度并減少拌合用水量，提高混凝土早期強(qiáng)度，改善混凝土的和易性，易于施工。在有耐久性要求的混凝土施工時(shí)，混凝土含氣量必須嚴(yán)格控制，可在減水劑中適當(dāng)摻入引氣劑，對(duì)混凝土的工作性具有重要意義。

5)摻合料的使用。耐久性混凝土施工要求合理選用摻合料的種類和摻量，目前國內(nèi)使用較多的為粉煤灰和磨細(xì)礦渣粉，不同使用環(huán)境下的混凝土對(duì)粉煤灰和礦粉的摻量也有嚴(yán)格控制，施工前應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求試驗(yàn)配合比。

3 施工控制

1)配合比制定:選用的配合比必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求，執(zhí)行相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行試配，尤其是對(duì)有耐久性要求的混凝土試配，必須檢驗(yàn)其含氣量、總堿含量、氯離子含量、抗凍性、抗?jié)B性以及電通量等指標(biāo)，混凝土的工作性應(yīng)主要通過摻入外加劑、礦物摻合料進(jìn)行改善，以滿足膠凝材料的最低用量及最大水膠比的規(guī)范要求，機(jī)械拌合的混凝土坍落度一般不得低于80 mm，泵送混凝土應(yīng)適當(dāng)提高砂率，坍落度一般不低于100 mm，自密實(shí)混凝土坍落度一般為160 mm～200 mm。

2)施工環(huán)境選擇:混凝土原則上不進(jìn)行冬季施工，即連續(xù)5 d日平均氣溫低于5℃或日最低氣溫低于－3℃。必須進(jìn)行冬季施工時(shí)，需有科學(xué)合理的冬季施工方案，對(duì)原材料有合理的保溫措施，保證混凝土的出機(jī)溫度不低于10℃，方可生產(chǎn);夏季施工時(shí)，因日溫差比較大，應(yīng)避開高溫區(qū)段的生產(chǎn)作業(yè)。

3)生產(chǎn)控制:混凝土生產(chǎn)前應(yīng)首先檢驗(yàn)粗、細(xì)骨料的含水率，確定其含水量，制定施工配合比，要求攪拌機(jī)的稱量設(shè)備經(jīng)國家計(jì)量部門標(biāo)定合格，混凝土的攪拌時(shí)間應(yīng)結(jié)合運(yùn)距及環(huán)境溫度適當(dāng)予以調(diào)整，一般控制在1.5 min～2 min，當(dāng)溫度低于0℃時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高攪拌時(shí)間，保證混合材料攪拌均勻。

4)運(yùn)輸控制:混凝土運(yùn)輸以能夠自行攪拌的混凝土罐車為主，夏季施工時(shí)，運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)常備外加劑，以改善混凝土因溫度較高而造成運(yùn)送過程中因自由水分揮發(fā)快而使混凝土流動(dòng)性差的現(xiàn)象，杜絕采用人工加水以提高混凝土流動(dòng)性。冬季施工時(shí)，運(yùn)輸設(shè)備需設(shè)保溫設(shè)施，確保混凝土入模溫度不低于5℃。

5)澆筑控制:大體積混凝土因結(jié)構(gòu)尺寸大，很難一次性完成澆筑，通常使用分層澆筑方式進(jìn)行，為保證結(jié)構(gòu)的整體性，通常對(duì)連接層進(jìn)行鑿毛處理，并在澆筑下一層前對(duì)上一層混凝土面進(jìn)行潤(rùn)濕，從而保證混凝土能夠很好的連接。混凝土澆筑可采用溜槽配合串通或泵送兩種方式，溜槽輸送主要用于澆筑地勢(shì)較低的基礎(chǔ)作業(yè)，其鋪設(shè)數(shù)量應(yīng)根據(jù)澆筑斷面大小確定，間隔一般控制在3 m范圍之內(nèi)，避免混凝土發(fā)生堆積現(xiàn)象;泵送澆筑主要用于因作業(yè)面積大，施工難度高的大體積混凝土施工。為了防止在澆筑過程中產(chǎn)生離析現(xiàn)象，溜槽的鋪設(shè)、泵送軟管與混凝土面的自由傾落高度應(yīng)控制在2 m范圍之內(nèi)。

6)振搗方式控制:混凝土振搗分機(jī)械振搗和人工振搗，機(jī)械振搗可采用插入式振搗棒和表面振搗器，大體積混凝土優(yōu)先選用插入式振搗棒，振搗棒的操作要做到“快插慢拔”，梅花形布點(diǎn)，分層澆筑時(shí)，振搗棒應(yīng)插入下層5 cm左右，以消除兩層之間的接縫，振搗時(shí)應(yīng)避免與模板、鋼筋、預(yù)埋件等發(fā)生碰撞，在振搗過程中，振搗棒應(yīng)上下略有抽動(dòng)，禁止隨振搗棒自行流動(dòng)。振搗應(yīng)以混凝土表面無大氣泡冒出、表面泛出浮漿為止，以達(dá)到混凝土內(nèi)實(shí)外美的效果。

7)混凝土養(yǎng)護(hù):養(yǎng)護(hù)是混凝土強(qiáng)度有效增長(zhǎng)和減少混凝土裂縫的必要條件，尤其是大體積混凝土，必須在混凝土初凝后，12 h內(nèi)采取必要的養(yǎng)護(hù)措施。根據(jù)自然環(huán)境的不同，通常分為保濕養(yǎng)護(hù)和保溫養(yǎng)護(hù)兩種，保濕養(yǎng)護(hù)主要用于夏季施工時(shí)，溫度較高，混凝土中自由水分揮發(fā)較快，易產(chǎn)生溫度裂縫的情況;保溫養(yǎng)護(hù)主要用于冬季施工時(shí)，溫度較低，混凝土易發(fā)生凍害，使混凝土強(qiáng)度無法有效增長(zhǎng)等情況。保濕養(yǎng)護(hù)主要通過對(duì)混凝土面進(jìn)行噴灑水或養(yǎng)護(hù)液的方式進(jìn)行，灑水養(yǎng)護(hù)的頻率需結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境溫濕度情況確定，并配有草簾等保濕材料，噴灑養(yǎng)護(hù)液時(shí)應(yīng)確保混凝土面均勻全面。保溫養(yǎng)護(hù)主要是通過用混凝土保溫被等保溫材料對(duì)混凝土進(jìn)行覆蓋，必要時(shí)應(yīng)對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封，設(shè)置加熱裝置，保證結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的溫度。

8)拆模控制:大體積混凝土因施工斷面大，較多的人為因素很難使混凝土的水化過程均勻進(jìn)行，因此在施工時(shí)可以在混凝土澆筑斷面內(nèi)布設(shè)有代表性的溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用合格的測(cè)溫元件進(jìn)行混凝土芯部測(cè)溫，當(dāng)混凝土終凝后，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%，內(nèi)外溫差不大于20℃時(shí)便可實(shí)施拆模。

4 結(jié)語

大體積混凝土的施工質(zhì)量必須從混凝土原材料選用入手，結(jié)合工程實(shí)際制定切實(shí)可行的配合比，加強(qiáng)混凝土施工工藝控制，才能使工程實(shí)體實(shí)現(xiàn)內(nèi)實(shí)外美的效果，從根源上杜絕不合格工程和返工工程的出現(xiàn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)工程的經(jīng)濟(jì)效益具有比較長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。

［1］ GB 50496-2009，大體積混凝土施工規(guī)范［S］.

［2］ TB 10424-2010，鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［3］ 宋 煒.大體積混凝土施工質(zhì)量控制［J］.山西建筑，2012，38(36):227-228.