大體積混凝土的質(zhì)量控制

張 軍

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

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大體積混凝土的質(zhì)量控制

張 軍

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030013)

介紹了大體積混凝土的定義，分析了大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生原因，并從原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)、施工方案、養(yǎng)護(hù)管理、溫度控制等方面，闡述了大體積混凝土裂縫的防治措施，從而保證混凝土的工程質(zhì)量。

大體積混凝土，溫度裂縫，施工方案，原材料

1 概述

大體積混凝土在各個國家和各個時期都有不同的定義，新規(guī)范沒有規(guī)定前，對于多大尺寸的混凝土才能稱為大體積混凝土，定義不明確，在國家新規(guī)范GB 50496出臺后，其術(shù)語中給了明確的解釋。是否為大體積混凝土不能簡單的從截面尺寸來判斷，而是是否需要通過相應(yīng)的技術(shù)措施來控制水化熱。有的混凝土截面尺寸雖大于1 m，但不屬于大體積混凝土；有的混凝土截面尺寸雖小于1 m，但水化熱較大，會使混凝土產(chǎn)生裂縫，需要采用大體積混凝土的施工技術(shù)進(jìn)行施工。現(xiàn)代建筑中高層、超高層建筑越來越多，大體積混凝土應(yīng)用也越來越廣泛，如何防止大體積混凝土的裂縫，漸漸成為建筑工程技術(shù)人員面臨的技術(shù)難題和研究的課題。

2 裂縫產(chǎn)生的原因

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，設(shè)計(jì)和施工水平的不斷提高，各種形式的高層、超高層建筑越來越多。這其中不但有辦公的商用建筑，還有純住宅的高層建筑，層數(shù)大都是在十幾層到幾十層不等。基礎(chǔ)上部的荷載越來越大，為承受這些巨大的荷載，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段通過精心計(jì)算，使得這些建筑的混凝土強(qiáng)度等級也越來越高，而且這些混凝土基本都在基礎(chǔ)，大部分都有防水要求，因此混凝土中還必須考慮“抗?jié)B”問題。目前，高層建筑基本都是使用預(yù)拌的泵送商品混凝土，為提高施工效率，方便施工，又由于混凝土工程量大，實(shí)驗(yàn)人員在出配合比的時候，必須考慮摻合物等各種因素，才能既保證強(qiáng)度，又便于施工。由于各種外加劑的摻入，水泥用量的減少，使大體積混凝土在施工中容易產(chǎn)生溫度裂縫和收縮裂縫，要想減少裂縫的發(fā)生，就必須采取降低溫差和減小混凝土收縮的手段。混凝土裂縫的產(chǎn)生不僅使混凝土質(zhì)量控制增加了難度，而且在各種因素相互制約和影響下，其復(fù)雜程度也在提高。

3 裂縫防治技術(shù)措施

大體積混凝土施工比較復(fù)雜，對技術(shù)要求也比較高，特別要防止混凝土溫差產(chǎn)生的裂縫和混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。因此，要從合理選擇混凝土材料及配合比、合理選擇施工方案、加強(qiáng)混凝土保溫和養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行管理，才能保證大體積混凝土的施工順利。

3.1 合理選擇原材料及配合比

1)水泥：水泥在混凝土中是非常重要的材料，在選擇水泥時應(yīng)考慮到技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理等各方面因素。大體積混凝土由于體積較大，水泥在水化過程中釋放出來的熱量散發(fā)的比較慢，使混凝土內(nèi)部的溫度與表面溫度的溫差增大，這樣就會產(chǎn)生溫度裂縫。因此選擇水泥時應(yīng)選用水化熱較低的水泥。

2)粗骨料：骨料品種和粒徑大小的不同，將影響大體積混凝土的抗裂性。粗骨料分為碎石和卵石，碎石的混凝土強(qiáng)度高，抗裂性能比卵石好，由于大體積混凝土對于抗裂性有較高的要求，所以施工中宜優(yōu)先選用碎石作為粗骨料，且含泥量不應(yīng)大于1%。

3)細(xì)骨料：大體積混凝土中的細(xì)骨料，宜優(yōu)先采用優(yōu)質(zhì)的中、粗砂，采用中砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土能相對的少用水泥和水，這樣就相對減少了混凝土的收縮和降低了混凝土溫升，相應(yīng)地減少了溫度裂縫的發(fā)生。

4)粉煤灰：目前礦物摻合料已是配制大體積混凝土不可缺少的材料，常用的礦物摻合料有粉煤灰、礦粉等等。大多數(shù)人認(rèn)為摻加粉煤灰可以節(jié)省水泥，這是它的優(yōu)點(diǎn)，但很少有人認(rèn)為混凝土中加入粉煤灰是為了防止混凝土裂縫的發(fā)生。研究表明：加入粉煤灰的混凝土比普通混凝土多了許多的性能，因此不能簡單的認(rèn)為粉煤灰是水泥的替代品。摻入粉煤灰配制的混凝土能改善混凝土拌合物的和易性、降低混凝土的溫升、提高混凝土的耐久性，既提高了混凝土的抗?jié)B、抗裂性能，又節(jié)約了水泥。綜上所述，雖然摻入粉煤灰有很多優(yōu)點(diǎn)，但是摻入的粉煤灰不能過量，摻入過量的粉煤灰會影響混凝土的早期強(qiáng)度，這樣就會影響模板的拆除，還會造成混凝土表面脫砂起皮。因此大體積混凝土中摻入的粉煤灰必須通過試驗(yàn)確定其最大摻量，各項(xiàng)指標(biāo)必須符合有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

5)混凝土配合比：現(xiàn)在大部分工程都采用商品混凝土進(jìn)行施工，因此施工單位相關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)工程需要和大體積混凝土的特性，積極與商品混凝土攪拌站的技術(shù)人員溝通，提前作好混凝土試配工作，并對混凝土進(jìn)行試泵送。

3.2 合理選擇施工方案、提高施工質(zhì)量

1)在大體積混凝土施工之前，應(yīng)編制詳細(xì)的施工方案，并且必須對實(shí)際操作人員進(jìn)行技術(shù)交底，使之掌握對大體積混凝土的施工工藝及技術(shù)要求。

2)為保證施工質(zhì)量，利于混凝土早期散熱，根據(jù)現(xiàn)場條件對大體積混凝土整體流程可以選擇整體分層連續(xù)澆筑施工或推移式連續(xù)澆筑施工的方式。我公司施工的工程基本為分層連續(xù)法，具體操作為在一定長度內(nèi)斜面分層法“一個坡度，薄層澆筑，循序推進(jìn)，一次到頂”的施工工藝。每層約600深，待每層達(dá)到澆筑厚度后稍微歇一會，約2 h后待混凝土完成相當(dāng)部分早期沉縮，大量的水化熱已經(jīng)散發(fā)，此時再澆筑下一層的混凝土，下層混凝土與上層混凝土之間應(yīng)進(jìn)行二次振搗，為防止混凝土表面出現(xiàn)細(xì)小裂縫，混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時進(jìn)行二次收漿找平，保證混凝土質(zhì)量符合施工要求。

3)大體積混凝土的振搗對操作人員的要求比較高，為了混凝土振搗的均勻與密實(shí)，操作人員不能漏振或過振，漏振容易造成混凝土不密實(shí)，混凝土出現(xiàn)蜂窩麻面，造成混凝土承載力不均勻；過振容易造成混凝土中的石子沉降、水泥漿上浮，造成混凝土整體強(qiáng)度不均勻出現(xiàn)干縮裂縫。因此大體積混凝土的振搗不能漏振或過振。

3.3 加強(qiáng)對混凝土保溫和養(yǎng)護(hù)

1)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)是混凝土施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，養(yǎng)護(hù)過程中應(yīng)對混凝土的內(nèi)外溫差和降溫速率進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，確保混凝土不出現(xiàn)裂縫，確保混凝土質(zhì)量。

2)大體積混凝土養(yǎng)護(hù)要達(dá)到保溫保濕的目的。保溫的目的是為了減少混凝土內(nèi)部溫度與混凝土表面溫度之間的差距，從而避免因溫差過大而產(chǎn)生溫度裂縫；保濕使混凝土在強(qiáng)度發(fā)展階段保持濕潤，由于剛澆筑不久的混凝土處在凝固硬化階段，水化速度較快，所釋放的水化熱也較大，故潮濕條件可防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫。

3)混凝土澆筑及二次收漿找平后應(yīng)在其表面及時覆蓋保溫材料，根據(jù)同類工程的施工經(jīng)驗(yàn)，采用雙層塑料薄膜中間加麻袋進(jìn)行養(yǎng)護(hù)是可行的施工方法。在混凝土澆筑完畢后，先鋪一道塑料薄膜，該道塑料薄膜的作用是避免混凝土水分蒸發(fā)，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，然后鋪設(shè)麻袋作保溫層，最后鋪設(shè)塑料薄膜減少熱量散發(fā)。

4)混凝土養(yǎng)護(hù)的持續(xù)時間不得少于14 d。

3.4 混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制

大體積混凝土施工過程中，養(yǎng)護(hù)應(yīng)根據(jù)天氣情況和混凝土的截面尺寸，結(jié)合施工方案和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，采取相應(yīng)的技術(shù)措施對混凝土進(jìn)行溫度控制，避免混凝土裂縫的發(fā)生。

在混凝土養(yǎng)護(hù)階段溫度控制的方法有以下幾點(diǎn)：1)保溫法：大體積混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并且用保溫材料對混凝土表面進(jìn)行覆蓋，保證混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)，當(dāng)天氣比較炎熱時，應(yīng)適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時間。2)降溫法：降溫法就是在混凝土澆筑過程中在混凝土中放入冷卻水管，待混凝土澆筑完畢后及時向水管內(nèi)通入冷水，這樣就會使混凝土內(nèi)部的溫度有所下降，以此來控制混凝土的內(nèi)外溫差。3)蓄水法：水具有保溫隔熱的作用，因此混凝土澆筑完畢終凝后，在其表面儲存一部分水，能使混凝土內(nèi)部的熱量散失的慢一點(diǎn)，以此來降低混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度的差距，避免溫度裂縫的發(fā)生。我公司施工中經(jīng)常采用的方法為保溫法和降溫法。

為確保溫度變化始終處于受控狀態(tài)，施工技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和施工方案對混凝土進(jìn)行測溫，測溫布點(diǎn)原則及記錄嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定。嚴(yán)密監(jiān)測溫度記錄，并根據(jù)測溫情況采取必要的應(yīng)對措施。

3.5 其他方面應(yīng)注意的問題

大體積混凝土施工遇到炎熱的夏天或有冬期施工、逢雨雪天和大風(fēng)天氣都要采取必要的技術(shù)措施，確保混凝土的施工質(zhì)量。

炎熱的夏天施工，要盡量避開高溫時段，最好在下午澆筑，并采用灑水、覆蓋等降低原材料溫度的措施，保證混凝土入模溫度在30 ℃以下。

冬期施工時，要采取保溫措施，確保混凝土入模溫度不宜低于5 ℃，澆筑完后，應(yīng)及時覆蓋。

遇大風(fēng)天氣時，應(yīng)在作業(yè)面采取擋風(fēng)措施，并應(yīng)在混凝土表面增加抹壓次數(shù)，及時覆蓋。

4 結(jié)語

實(shí)踐表明，大體積混凝土質(zhì)量控制主要為：一是嚴(yán)格按規(guī)定選好材料；二是運(yùn)用最新技術(shù)成果和科學(xué)理論做好配合比；三是根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況和大體積混凝土的特點(diǎn)，制定出切實(shí)有效的施工方法；四是運(yùn)用科學(xué)合理的方法，保證養(yǎng)護(hù)效果；五是做好過程控制，發(fā)現(xiàn)問題，及時糾正，實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)。

[1] GB 50496—2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S].

On quality control of large concrete

Zhang Jun

(Shanxi Erjian Group Co., Ltd, Taiyuan 030013, China)

The paper introduces the definition of the large concrete, analyzes the reasons for the large concrete cracks, and illustrates the prevention measures for the cracks on the large concrete from the selection of raw materials, proportional ratio design, construction scheme, maintenance management, and temperature control, so as to ensure the engineering quality of the concrete.

large concrete, temperature crack, construction scheme, raw materials

1009-6825(2017)08-0204-03

2017-01-07

張 軍(1972- )，男，高級工程師

TU712.3

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