小議高層建筑大體積混凝土質量控制

摘 要：大體積混凝土施工要求較高，施工工藝復雜。文章在多年實踐的基礎上，對大體積混凝土施工過程中涉及的重要問題進行了闡述與分析，并結合工程實例，討論了大體積混凝土質量控制的措施，提出高層建筑大體積混凝土質量控制要點。

關鍵詞：高層建筑；大體積混凝土；質量控制

前言

大體積混凝土是現代建筑領域技術水平和生產需要發展到較高水平的產物。隨著城市建設步伐的加快，大體積混凝土在城市建設中應用日益廣泛。大體積混凝土幾何尺寸和需要的混凝土量遠遠超過一般混凝土構件，由此而導致的物理特性也與一般混凝土有很大差異，特別是熱力學性能的巨大區別，使得大體積混凝土的施工條件更加復雜，施工技術水平和工程質量都有著更高的要求。大體積混凝土在現代建筑施工中發揮著重要作業的同時，也引發了許多的工程質量問題。和一般的混凝土不同，抗壓強度不足不再是大體積混凝土的最常見質量問題。當前影響大體積混凝土施工質量的最常見病害是裂縫、如何防止大體積混凝土的開裂，一直是工程技術人員長期關心和共同研究的主要課題。

1 混凝土施工的注意要點

1.1 關于對大體積混凝土性能指標的認識。很多時候，人們對混凝土性能指標的認識并不準確，許多人忽視其它性能指標，單純認為抗壓強度是體現混凝土質量的唯一標準，從而導致很多錯誤使用混凝土問題發生。實際上，對于大體積混凝土來說，最主要的性能指標是它的整體性（大體積），抗壓強度雖然重要，但并不是大體積混凝土最關鍵的指標。

1.2 關于對粉煤灰的認識。一般情況下，人們對在混凝土中摻加粉煤灰的認識還停留在節能、降低成本的階段，而對于粉煤灰在混凝土施工中發揮的重要技術作用視而不見。實際上，粉煤灰不單純是石灰的替代品。實踐證明，混凝土加入粉煤灰后，其特性發生了非常大的變化。和不添加粉煤灰的混凝土相比，含有粉煤灰的混凝土對水灰（膠）比和環境溫度更為敏感。具體情況是：當水灰（膠）比比較低的時候，含有粉煤灰的混凝土強度增長速率要大于普通混凝土；當環境溫度比較高的時候，含有粉煤灰的混凝土強度增長要比普通混凝土好得多。使用高效減水劑有助于降低水灰（膠）比，而大體積混凝土獨特的溫升特性則有利于較高的環境溫度的實現。這些都給在大體積混凝土中使用粉煤灰創造了適宜條件。

1.3 關于混凝土養護。目前的國家標準和行業技術規范都對混凝土的養護時間長度進行了較為詳細的說明，但關于養護的起始時間點卻罕有論述。

混凝土硬化有收縮現象，從而產生拉應力，而硬化過程中因為水合作用放熱溫度升高使混凝土體積增大，又會產生膨脹壓應力。兩種截然相反的力形成的合力就是混凝土約束力。如圖1所示：在混凝土溫度達到tz1以前，混凝土尚未開始硬化，還處于塑性狀態，內部應力為零。隨著混凝土逐步硬化，混凝土內部有壓應力產生，同時溫度升高（這時可以采取降溫措施）；溫度升到一定后開始下降，達到tz2時出現第二次零應力，隨后表現出拉應力。在溫度達到tz1時，對混凝土進行急劇降溫處理，會導致開裂現象發生，也就是所謂的“熱振”。基于這個原因，必須嚴格控制混凝土灑水降溫的時機和水的溫度。養護要盡早開始，持續時間不能過長也不能過短。混凝土水灰比越低越需要及時加強外部補充水養護，不過養護時間可以適當縮短。水灰比為0.45的混凝土養護7天比較合適，過長的養護時間沒有必要。

1.4 關于“冷縫”的處理。“冷縫”是指澆筑時間相隔較長的相鄰混凝土之間形成的隱性縫隙。目前尚未有關于冷鋒處理的統一標準。行業中普遍認為只要在初凝前接茬就沒有問題。因此，混凝土接茬時間的確定就顯得非常重要。為了充分了解混凝土接茬時間對混凝土性能的影響，我們進行了如下實驗。

在模具內澆筑實驗用量50%的混凝土，等這部分混凝土凝結至貫入阻力達1.0MPa時澆筑剩余50%混凝土。重復上述實驗2次，貫入阻力分別為2.0MPa和3.5MPa。劈裂試驗結果顯示，隨著第二部分混凝土澆筑時間的后移，對應第一部分混凝土凝結程度的加深，先后澆筑的混凝土接縫處抗拉強度逐漸下降。其中，貫入阻力為3.5MPa時澆筑第二層混凝土的試件在接縫處整齊地劈為兩半，表明兩部分混凝土沒有結為一個整體。而貫入阻力為1.0MPa時澆筑第二層混凝土的試件經過劈裂實驗后開裂處不在接縫處，說明兩部分混凝土已經充分粘結，顯示了良好的整體性。試驗表明，當先澆筑的混凝土凝結至初凝（貫入阻力3.5MPa）狀態時，再澆筑新混凝土會產生冷縫，前后澆筑的兩部分混凝土之間的粘結力很低，結構不具有整體性。要保證先后澆筑的混凝土粘結牢固，避免冷縫產生，就必須在先澆筑的混凝土凝結至貫入阻力為1.0MPa前進行第二部分混凝土澆筑。

隨著時間的不斷延長，新拌混凝土的凝結程度越來越大。當混凝土粘度上升到一定程度后振動搗室的效果就會非常微弱。雖然此時振動棒還能下沉，其周圍混凝土還呈流體狀態，但振動搗實的作用半徑很小，僅限振動棒四周很小范圍。實踐表明，混凝土貫入阻力達到1.0MPa后振動搗實就已經不能滿足技術要求。

2 工程實施范例

2.1 工程概況

某寫字樓工程，擬建基礎厚度為1米，總方量為3000立方米，設計強度等級C40，抗滲等級P6。屬于非常典型的高層建筑大體積混凝土工程，施工質量要求非常高。為保證施工質量，施工企業在施工前做了充分的準備工作。

2.2 實施細則

2.2.1 原材料的選擇。該工程選用發熱量低的山化天脊礦渣42.5級水泥為主料，同時搭配優質粉煤灰、高效減水劑和粗細骨料。其中，骨料的含泥量通過檢測，符合技術要求。

2.2.2 配合比（見表1）

從表1可以看到，該混凝土用料使用了大比例的粉煤灰，其取代量已達28%，重量比達39%。緩凝高效減水劑能夠有效降低混凝土凝結過程中的最高溫度，延緩凝結速度，不僅提高了混凝土的泵送性能，還有助于提高接茬處的粘結強度，避免冷縫形成。同時，減水劑還通過降低混凝土的水灰比，達到提高混凝土強度的目的。為延緩水化熱放出，采用60d齡期考察混凝土強度。

2.2.3 對“冷縫”進行控制。按照正式施工的工藝條件，澆筑6組試件，并按照正常養護標準養護7天后進行劈裂試驗，從而確定混凝土接茬時間。

2.2.4 養護。澆筑完成后立即采用覆膜法進行保濕養護，達到終凝階段后應立即揭起薄膜進行灑水養護，維持7天。3天后開始控制水溫，避免因為水溫過低影響養護效果。同時要注意混凝土內外溫差的控制，如果溫差有大于25℃的趨勢，就要實施保溫養護。

2.2.5 施工結果。對混凝土硬化過程進行追蹤檢測，其溫差最大為19℃；現場取樣制作試件，全部通過“冷縫”檢查試驗；泵送情況良好；混凝土表面光滑密實、整潔、無通病。

3 結束語

綜上所述，大體積混凝土施工要滿足質量要求，需要從以下幾個方面著手：

一要嚴格控制施工材料。施工材料是否滿足技術要求直接關系到工程質量的好壞。二要嚴格遵循配比，科學使用混料。三要在混凝土貫入阻力達到1.0MPa前完成振動搗實。四要科學養護，提高養護時效性。五要加強現場管理。

參考文獻

[1]劉秉京.混凝土技術[M].北京：水利出版社，1998.

[2]覃維祖.混凝土整體論[J].建筑技術，2003（1）：16-18.

作者簡介：傅成波，身份證號：362401196304030516。