對于高層建筑中高強混凝土施工質量探討

【摘 要】結合具體工程實例，分析了高強混凝土施工質量問題，提出了具體的高強混凝土質量控制措施，以從根本上消除質量隱患，推廣高強混凝土在工程中的應用。

【關鍵詞】高強混凝土；施工；質量；裂縫

高層建筑工程越來越多， 而作為高層建筑廣泛使用的高強混凝土施工技術也備受關注。當前， 對于高強鋼筋混凝土的定義各國尚未統一， 我國一般把強度等級為C60 及以上的混凝土稱為高強混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加減水劑或同時外加粉煤灰、礦粉、礦渣、硅粉等混合料， 經常規工藝生產而獲得的高強混凝土。高強混凝土作為一種新的建筑材料， 以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低的優越性， 在高層建筑結構、大跨度橋梁結構以及某些特種結構中得到廣泛的應用。雖然我國對高強混凝土施工已頒布有具體的技術規范， 但許多高強混凝土施工實踐表明， 高強混凝土仍然容易出現一些質量通病， 如高強混凝土裂縫等。為此， 如何實施高強混凝土施工質量控制就成為了大家共同關注的技術問題。本文結合高層住宅樓剪力墻工程項目， 就如何實施高強混凝土施工的質量控制進行探討。

1、工程概況

本工程系長沙新城新世界高層住宅樓基礎項目，該住宅樓工程地下2 層，地上18 層， 本次高強混凝土施工為±1 層剪力墻，剪力墻高約3 m，總長度為96 m， 混凝土強度等級為C60 級， 抗滲等級為S8， 混凝土總量為1200 m3。

2、高強混凝土施工質量問題綜述

1）收縮裂縫。混凝土收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量， 用水量和水泥用量越高， 混凝土的收縮就越大。選用水泥的品種不同， 收縮的量也不同。此外還有混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝等， 都會產生收縮裂縫。

2）溫差裂縫。混凝土內外部溫差過大會產生裂縫， 由于水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量， 而高強混凝土結構斷面較厚， 表面系數相對較小， 所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去， 以至于越積越高， 使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關， 并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱， 實際上內部的最高溫度多數發生在澆筑后的最初3 d～ 5 d。

3）安定性裂縫。安定性裂縫表現為龜裂， 主要因水泥安定性不合格而引起。正常情況下不會出現此種現象。

3 質量控制技術措施

1、覣材料選擇與配比。

由于高強混凝土溫度升高的主要原因是水泥產生的水化熱，因而，對高強混凝土原材料水泥應該選用低水化熱和凝結時間較長的水泥，以減少水泥所產生的水化熱。同時，為了減小混凝土的粘度和減少坍落度損失，應盡量降低配合比中水泥用量，最好選用52.5或以上等級的普通硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥，本工程選用了郴州金磊牌52.5普通硅酸鹽水泥。在施工過程中，為減少水泥水化熱，降低混凝土的溫升值，在滿足設計和混凝土可泵性的前提下，還應適當減少水泥用量，將水泥用量控制在450 kg/m3。嚴格控制骨料級配和含泥量， 選用10 mm～20 mm 連續級配碎石， 細度模數2.80～ 3.00的中砂（通過0.315 mm 篩孔的砂不少于15%，砂率控制在40%～45%）。砂、石含泥量控制在1%以內，并且不能混有有機質等雜物。同時，根據設計強度及泵送混凝土坍落度的要求， 經試配優選， 確定混凝土配合比如下：采用52.5R水泥時為水：水泥：礦粉：砂：碎石：減水劑= 0.27：1：0.25：1.77：2.58：0.022。

2）混凝土的運輸。

由于混凝土在拌制完成后至澆筑現場的運輸方式、距離， 特別是在長距離運輸時， 將對混凝土澆筑產生直接影響， 為保證澆筑連續性， 以滿足工程需要， 應盡量縮短混凝土的運輸時間， 要求及時卸料， 并合理安排澆筑順序。

3）混凝土入模溫度。

對于澆筑模具，在澆筑前，用水沖洗模板降溫，混泵管用麻布包裹。對于施工過程中的碎石，則采取灑水降溫辦法， 并保持通風，使入模溫度控制25℃以下。

4）混凝土澆筑。

本工程澆筑采用“一個坡度、層層澆筑、一次到頂”的方針。根據混凝土泵送時形成的坡度，在上層與下層布置兩道振搗點。第一道布置在混凝土卸料點， 主要解決上部振實； 第二道布置在混凝土坡角處，確保下部混凝土的密實。先振搗料口處混凝土，以形成自然流淌坡度，然后全面振搗。在振搗棒拔出時混凝土仍能自行閉合而不會在混凝土中留孔洞，這時是施加二次振搗的合適時機。由于泵送混凝土表面水泥較厚，在澆筑2 h～6 h 后， 先用長刮尺按標高刮平， 然后用木抹反復搓壓數遍，使其表面密實，在初凝前用鐵板壓光，這樣既能較好地控制混凝土表面龜裂，又能減少混凝土表面水分散發。另外，對于具體的施工作業， 要求施工人員分兩大班四六制作業。每班交接班工作提前0.5 h 完成，人不到崗不準換班， 并明確接班注意事項，以免交接班過程帶來質量隱患。

5）混凝土的養護與測溫。

混凝土采取保溫養護，主要是為了減少混凝土內外溫差，延緩收縮和散熱時間， 使混凝土在緩慢的散熱過程中獲得必要的強度來抵抗溫度應力，同時可降低變形變化的速度，充分發揮材料的徐變松弛特性，有效地削減約束應力，使其小于該齡期抗拉強度，防止內外溫差過大而導致出現溫度裂縫。由于內散外蓄綜合養護措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養護周期，尤其適用于高強混凝土施工。故本工程采取蓄水保溫養護，即先在混凝土表面覆蓋雙層麻袋，澆水濕潤。待混凝土初凝后， 在基礎周圍砌擋水墻，蓄水深10 cm，養護時間為28 d。為及時掌握混凝土內部溫度與表面溫度的變化值， 在澆筑的同時埋設了測溫點20 個， 深度分別設在板中及距表面10 cm 處，分別測量中心最高溫度和表面溫度， 測溫管均露出混凝土表面12 cm。測溫具體安排是：前3天，每2 h 測溫1 次； 4 d～8 d，每4 h 測溫1 次； 9 d～15 d， 每6 h 測溫1 次； 16 d～20 d，每12 h 測溫1 次； 21 d～28 d，每24 h 測溫1 次，測溫持續28d。從測溫結果看， 基礎混凝土澆筑后， 中心最高溫度發生在第4天，最高溫度55.1℃。混凝土中心與表面溫度升降基本同步， 在前10天溫差始終保持在8℃～12℃，遠遠低于不安全溫差25℃， 后18天溫差保持在3℃左右，說明溫差控制理想。

4、工程質量控制效果

本工程混凝土養護期滿后， 經檢測， 混凝土內實外光， 質量良好。該工程完工至今已21 個月， 經查也未發現新裂縫， 得到了監理部門與業主的充分肯定。同時， 也為該高層住宅樓工程實現創優工程奠定了堅實的基礎。

5、結語

本工程高強混凝土施工取得了良好的效果，證明采取的質量控制措施是得力有效的。值得一提的是，在高強混凝土施工過程中，混凝土配比的確定、澆筑前熱功計算、編制合理的實施計劃以及澆筑后裂縫控制計算、保溫材料的選擇及厚度計算都對混凝土的最終質量有著重要作用，這些雖有既定的規范， 但也決不能被忽略。總之，建筑工程質量受到施工過程中各個環節的影響， 整個施工階段的工作要求各方人員積極配合，認真研究分析，做好事前控制、事中控制和事后控制， 針對質量影響因素，采取措施，只有這樣才能從根本上消除質量隱患，適應不斷變化的建筑市場。