淺議大體積混凝土施工質(zhì)量控制

張學(xué)成

摘 要 大體積混凝土有結(jié)構(gòu)體積大、水泥水化熱大、內(nèi)部受力相對復(fù)雜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在施工中，一般要求整體澆筑，不留施工縫。本文結(jié)合工程實(shí)例，對大體積混凝土施工質(zhì)量控制進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞 大體積混凝土 施工質(zhì)量 質(zhì)量通病 質(zhì)量控制

一、工程特點(diǎn)簡述及工程質(zhì)量目標(biāo)

國內(nèi)有關(guān)于大體積混凝土方面研究和探討很多，在這里筆者針對我公司在具體的施工項(xiàng)目中對大體積混凝土的質(zhì)量病害及在預(yù)防和控制方面的做法進(jìn)行探討。在2009-2010年我公司對昌吉市健康西路濱湖河大橋的大型拱橋進(jìn)行了施工，通過施工過程中對現(xiàn)場施工的安全、質(zhì)量等方面的控制，使該工程獲得2010年全國市政金杯獎(jiǎng)。

本工程位于昌吉市市區(qū)西部，白天氣溫高，晝夜溫差大。兩側(cè)橋臺(tái)是特大型橋臺(tái)，基礎(chǔ)需用：鋼材40 T、 混凝土457 m3，是典型的大體積混凝土工程，對施工機(jī)械化和工程管理人員專業(yè)化水平要求較高。模板采用從專業(yè)廠家定制的定型組合鋼模板，地質(zhì)為粉質(zhì)性黃土，基礎(chǔ)開挖采用反鏟挖掘機(jī)，自建混凝土攪拌站兩座，備用發(fā)電機(jī)兩臺(tái)，混凝土罐車運(yùn)輸，泵車、溜槽澆筑，施工工藝要求整體連續(xù)澆筑，不能留施工縫，觀感質(zhì)量要求良好。

在工程建設(shè)中，工程項(xiàng)目部加強(qiáng)和規(guī)范施工現(xiàn)場的工程質(zhì)量管理，提高施工工藝質(zhì)量水平，保證整體工程高水平達(dá)標(biāo)投產(chǎn)，根據(jù)國家、行業(yè)有關(guān)工程建設(shè)施工規(guī)程、規(guī)范、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合以往工程建設(shè)質(zhì)量管理工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題，用于指導(dǎo)工程施工質(zhì)量創(chuàng)優(yōu)質(zhì)工作，強(qiáng)化過程控制，力求將每一個(gè)單體工程做精做細(xì)，確保工程質(zhì)量。

二、大體積混凝土質(zhì)量通病及產(chǎn)生的原因

1.施工冷縫。因大體積混凝土通常澆筑量大，在分層澆筑時(shí)，時(shí)間控制發(fā)生偏差，沒有在前一層混凝土初凝前澆筑下一層混凝土，或因停電、機(jī)械故障等原因造成混凝土不能連續(xù)澆筑從而出現(xiàn)冷縫。

2.表面水泥漿過厚。因大體積混凝土量大，且采用泵車澆筑混凝土，砂率及坍落度相對較大，在表面容易出現(xiàn)水泥漿過厚現(xiàn)象。

3.混凝土早期溫度收縮裂縫。因混凝土體積大，聚集的大量水化熱會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)外散熱不均勻，受到約束的情況下，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，并導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，為工程結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。主要產(chǎn)生有兩種溫度裂縫。

4.表面溫差裂縫。大體積混凝土澆筑后，水泥的水化熱較大，由于體積較大，水化熱聚集在混凝土內(nèi)部不容易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度較高，而表面散熱快，造成內(nèi)外溫差較大，從而在內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，外部產(chǎn)生拉應(yīng)力，混凝土早期抗拉強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生裂縫，這種裂縫一般在混凝土澆筑初期升溫階段和拆模階段時(shí)表面溫差下降較快容易出現(xiàn)，并一般只在表面范圍內(nèi)發(fā)生，不影響主體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，但對混凝土的耐久性要求影響較大。

5.收縮貫穿性裂縫。混凝土在逐漸散熱和硬化過程中，由于結(jié)構(gòu)溫差較大，會(huì)導(dǎo)致體積的收縮，對于大體積混凝土收縮尤其明顯，如果受到外界約束在內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力，當(dāng)混凝土澆筑在約束地基上時(shí)，沒有采取特殊措施降低約束，導(dǎo)致應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度而在約束接觸處產(chǎn)生收縮裂縫，甚至?xí)a(chǎn)生貫穿性裂縫。

三、大體積混凝土質(zhì)量通病的控制措施

1.混凝土施工配合比要求。根據(jù)大體積混凝土的特點(diǎn)，在對施工配合比的要求是：既要保證混凝土的強(qiáng)度，又要降低水化熱，既要保證混凝土的坍落度使泵車澆筑時(shí)容易泵送，又要減少水泥和水的用量。本工程水泥選用了低水化熱水泥（礦渣硅酸鹽水泥），摻4%高效減水劑和高效性能引氣劑，增加粉煤灰的摻量，使用水量減少20%左右，水灰比控制在0.55左右，初凝延長到4H左右，嚴(yán)格控制粗細(xì)骨料級(jí)配和含泥量，根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度和泵送混凝土坍落度的要求，反復(fù)試配，進(jìn)行優(yōu)選。

2.原材料的質(zhì)量控制。在本工程中，水泥選用了低水化熱水泥，但礦渣水泥的析水性比其他水泥大，在澆筑混凝土?xí)r表面會(huì)有大量的水析出，這種特性不僅會(huì)影響施工進(jìn)度，還會(huì)影響工程質(zhì)量，因析出的水聚集在上下兩澆筑層表面間，使混凝土水灰比改變，而在淘水時(shí)又帶走了一些砂漿，這樣便形成了一層含水量多的夾層，破壞了混凝土的黏結(jié)力和整體性。所以，我們在混凝土中摻入減水劑，以降低用水量。在施工中，及時(shí)排出析水，用振搗器振實(shí)后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。在混凝土中摻適當(dāng)?shù)姆勖夯遥瑴p少水泥用量，摻用粉煤灰后，提高了混凝土的耐久性，減少收縮，降低混凝土的水化熱和水化溫升，從而提高了混凝土的抗拉強(qiáng)度。

本工程中，我們細(xì)骨料選用了含泥量少的中粗水洗砂，細(xì)度一般為2.8～3.0，使用中粗砂比使用細(xì)沙能減少水泥用量和水用量，粗骨料在保證可泵送的情況下，選用5 mm～30 mm連續(xù)級(jí)配機(jī)碎石，減少混凝土收縮變形。

工程中摻用了高效減水劑和高效性能引氣劑，減少了水泥用量和水用量，減少了水灰比，提高了水泥漿與骨料的黏結(jié)能力及混凝土的抗拉強(qiáng)度，推遲混凝土放熱高峰時(shí)間，提高了混凝土的力學(xué)、變形、耐久性等性能指標(biāo)，增強(qiáng)了混凝土的體積穩(wěn)定性，減少干縮變形。

3.大體積混凝土施工過程中的質(zhì)量控制。（1）制定合理的混凝土澆筑方案。大體積混凝土一般采用全面分層、分段分層、斜面分層法三種澆筑方式。（2）加強(qiáng)混凝土振搗，保證密實(shí)性。（3）泌水處理和表面處理。（4）大體積混凝土施工溫度控制。在大體積混凝土施工過程中，為了減少混凝土內(nèi)外溫差，使溫差保持在25 ℃以下，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況，采取各種冷卻措施，降低混凝土內(nèi)部溫度。

4.大體積混凝土養(yǎng)護(hù)控制。大體積混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度條件，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)少于14 d。保溫主要是減少混凝土的熱擴(kuò)散，減少混凝土表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫，同時(shí)延長散熱時(shí)間，使混凝土的平均總溫差產(chǎn)生的拉應(yīng)力小于混凝土的抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿裂縫。混凝土在潮濕的條件下，可使水泥的水化作用順利進(jìn)行，提高混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，并且剛澆筑的混凝土，水化速度較快，適宜的潮濕條件可防止混凝土產(chǎn)生干縮裂縫。砼養(yǎng)護(hù)應(yīng)遵循降溫速率“前期大后期小”的原則。因養(yǎng)護(hù)前期混凝土處于升溫階段，溫度應(yīng)力較小，而抗拉強(qiáng)度增長較快，在保證砼表面濕潤的基礎(chǔ)上盡量少覆蓋，讓其充分散熱，以降低混凝土的溫度，即養(yǎng)護(hù)前期混凝土降溫速率可稍大。養(yǎng)護(hù)后期混凝土處于降溫階段，溫度應(yīng)力較大，應(yīng)加強(qiáng)保溫，控制降溫速率。本工程根據(jù)實(shí)際需要，前期采用蓄水法養(yǎng)護(hù)，后期采用薄膜加草墊保濕法養(yǎng)護(hù)，產(chǎn)生了良好的效果。

四、結(jié)束語

綜上所述，在對大體積混凝土進(jìn)行施工時(shí)，務(wù)必對其進(jìn)行科學(xué)的分析，并了解大體積混凝土應(yīng)該如何控制質(zhì)量，如何進(jìn)行防裂和溫度控制。同時(shí)，結(jié)合多種預(yù)防和處理措施，減少和避免大體積混凝土的質(zhì)量通病。

參考文獻(xiàn)

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