摘要：大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)體積大、承受荷載大、水泥水化熱大、內(nèi)部受力相對(duì)復(fù)雜等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在施工上，結(jié)構(gòu)整體性要求高，一般要求整體澆筑，不留施工縫。這些特點(diǎn)的存在，導(dǎo)致在工程實(shí)踐中，大體積混凝土出現(xiàn)一些質(zhì)量通病。文章對(duì)建筑工程大體積混凝土質(zhì)量通病進(jìn)行討論，并就其施工質(zhì)量控制談一些看法。

　　關(guān)鍵詞：建筑工程;大體積混凝土;質(zhì)量控制

　　大體積混凝土具有結(jié)構(gòu)體積大、承受荷載大、水泥水化熱大、內(nèi)部受力相對(duì)復(fù)雜等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在施工上，結(jié)構(gòu)整體性要求高，一般要求整體澆筑，不留施工縫。這些特點(diǎn)的存在，導(dǎo)致在工程實(shí)踐中，大體積混凝土出現(xiàn)一些質(zhì)量通病。本文對(duì)建筑工程大體積混凝土質(zhì)量通病進(jìn)行討論，并就其質(zhì)量控制談一些看法。

　　一、大體積混凝土的質(zhì)量通病

　　大體積混凝土質(zhì)量通病有以下幾種類型：

　　1.

　　施工冷縫。因大體積混凝土的混凝土澆筑量大，在分層澆筑中，前后分層沒有控制在混凝土的初凝之前;混凝土供應(yīng)不足或遇到停水、停電及其它惡劣氣候等因素的影響，致使混凝土不能連續(xù)澆筑而出現(xiàn)冷縫。

　　2.

　　泌水現(xiàn)象。上、下澆筑層施工間隔時(shí)間較長，各分層之間產(chǎn)生泌水層，它將導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度降低、脫皮、起砂等不良后果。

　　3.

　　混凝土表面水泥漿過厚。因大體積混凝土的量大，且多數(shù)是用泵送，因此在混凝土表面的水泥漿會(huì)產(chǎn)生過厚現(xiàn)象。

　　4.

　　早期溫度裂縫。在混凝土澆筑后由于早期內(nèi)外溫度差過大(25℃以上)的影響，大體積混凝土?xí)�產(chǎn)生兩種溫度裂縫：

　　(1)表面裂縫：大體積混凝土澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚集在內(nèi)部不易散發(fā)，混凝土內(nèi)部溫度顯著升高，而表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，而砼的早期抗拉強(qiáng)度很低，因而出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整;(2)貫穿性裂縫：由于結(jié)構(gòu)溫差較大，受到外界的約束而引起的。當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基(例如樁基)上時(shí)，又沒有采取特殊措施降低、放松或取消約束，或根本無法消除約束時(shí)易導(dǎo)致拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度而在約束接觸處產(chǎn)生裂縫，甚至?xí)�貫穿整個(gè)表面產(chǎn)生貫穿性裂縫。

　　二、大體積混凝土施工質(zhì)量控制

　　1.設(shè)計(jì)方面。

　　(1)大體積混凝土的強(qiáng)度等級(jí)宜在C20

　　～ C35 范圍內(nèi)選用。隨著高層和超高層建筑物不斷出現(xiàn)，大體積混凝土的強(qiáng)度等級(jí)日趨增高，出現(xiàn)C40 ～ C55 等高強(qiáng)混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度過高，水泥用量過大，必然造成混凝土水化熱過高，混凝土塊體內(nèi)部溫度高，混凝土內(nèi)外溫差超過30℃以上，溫度應(yīng)力容易超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生開裂。豎向受力結(jié)構(gòu)可以用高強(qiáng)混凝土減小截面，而對(duì)于大體積混凝土底板應(yīng)在滿足抗彎及抗沖切計(jì)算要求下，采用C20 ～ C35 的混凝土，避免設(shè)計(jì)上“強(qiáng)度越高越好”的錯(cuò)誤概念。考慮到建設(shè)周期長的特點(diǎn)，在保證基礎(chǔ)有足夠強(qiáng)度、滿足使用要求的前提下，可以利用混凝土60d 或90d 的后期強(qiáng)度作為混凝土強(qiáng)度評(píng)定、工程交工驗(yàn)收及混凝土配合比設(shè)計(jì)的依據(jù)，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑塊體的溫度升高。

　　(2)

　　大體積混凝土基礎(chǔ)除應(yīng)滿足承載力和構(gòu)造要求外，還應(yīng)增配承受因水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力及控制裂縫開展的鋼筋，以構(gòu)造鋼筋來控制裂縫，配筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。采用直徑8 ～ 14mm 的鋼筋和100 ～ 150mm 間距是比較合理的。截面的配筋率不小于0.3%，應(yīng)在0.3%～ 0.5%之間。

　　2.優(yōu)選原材料與控制配合比。

　　(1)

　　選用水化熱低、水化速度較慢的水泥。混凝土溫度的升高不僅與水泥用量有關(guān)，還與水泥品種有關(guān)。水泥水化過程中產(chǎn)生的熱量能升高混凝土的溫度，溫度升高的程度取決于混凝土澆注時(shí)的體積、周圍環(huán)境、混凝土的水泥用量，通常認(rèn)為每45kg 普通硅酸鹽水泥水化產(chǎn)生的熱量可使混凝土溫度升高5℃～ 9℃。所以，在水泥用量相同的條件下，選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥，能夠有效降低水化熱。普通硅酸鹽水泥水化熱較大，不宜采用;礦渣硅酸鹽水泥與火山灰水泥水化反應(yīng)慢，水化熱低，后期強(qiáng)度高，大體積混凝土中廣泛采用。

　　(2) 摻

　　加粉煤灰。水泥用量大的混凝土產(chǎn)生的水化熱也大，特別對(duì)于高強(qiáng)度混凝土，相應(yīng)單方水泥用量較多，水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫升較普通混凝土要大。所以，在不影響混凝土標(biāo)號(hào)和坍落度等使用性能的前提下，適當(dāng)減少水泥用量，即可達(dá)到降低水化熱的目的。在混凝土中摻入粉煤灰，來取代部分水泥，可降低混凝土的水化溫升，同時(shí)使配制的混凝土具有更好的和

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　　易性。而且粉煤灰中含有的活性氧化硅、活性氧化鋁與水泥、水產(chǎn)生水化反應(yīng)后生成穩(wěn)定的水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，而這類水化物更有助于混凝土的硬化，提高混凝土的后期強(qiáng)度。有資料顯示，澆注深度為2.5 m 處混凝土溫度，摻30 % 粉煤灰的混凝土比純水泥混凝土溫度降低約7 ℃。文獻(xiàn)[3] 中的試驗(yàn)表明，摻入30 %～60 %粉煤灰可使水泥7 d 水化熱降低10 %～50 %。

　　(3)

　　加入緩凝劑。為了減少水化熱，降低混凝土溫度，往往希望混凝土緩凝，即延長混凝土初凝時(shí)間。試驗(yàn)表明，加入緩凝劑后，水泥的初凝時(shí)間可分別延長1 ～ 4 h 不等，從而推遲混凝土放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，由于混凝土的強(qiáng)度會(huì)隨齡期的增長而增大，所以等放熱峰值出現(xiàn)時(shí)，混凝土強(qiáng)度也增大了，從而減小溫度裂縫出現(xiàn)的機(jī)率。

　　(4)

　　加入低堿型混凝土膨脹劑。加入了低堿型混凝土膨脹劑，膨脹效果好，水化產(chǎn)物穩(wěn)定，在水化初期產(chǎn)生微膨脹，隨著水化進(jìn)行保持緩慢膨脹的趨勢(shì)，后期膨脹穩(wěn)定，28d 基本無收縮。微膨脹作用可有效補(bǔ)償收縮，混凝土的早期抗拉強(qiáng)度也得到較大的增長。當(dāng)混凝土開始收縮時(shí)，其抗拉強(qiáng)度已增長到足以抵抗收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止和大大減輕混凝土的收縮開裂，達(dá)到抗裂的目的。

　　(5)

　　精心設(shè)計(jì)混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低

　　(低砂率、低坍落度、低水膠比)二摻(摻高效減水劑和高性能引氣劑)一高(高粉煤灰摻量)”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。

　　3.施工控制措施。

　　(1)

　　優(yōu)選混凝土各種原材料。在條件許可情況下，應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。骨料在大體積混凝土中所占比例一般為混凝土絕對(duì)體積的80% ～ 83%，應(yīng)選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈模較低、表面清潔無弱包裹層、級(jí)配良好的骨料。砂除滿足骨料規(guī)范要求外，應(yīng)適當(dāng)放寬石粉或細(xì)粉含量，砂子中石粉比例一般在15% ～ 18% 之間為宜。粉煤灰只要細(xì)度與水泥顆粒相當(dāng)，燒失量小，含硫量和含堿量低，需水量比小，均可摻用在混凝土中使用。高效減水劑和引氣劑復(fù)合使用對(duì)減少大體積混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形、耐久性等性能起著極為重要的作用，也是混凝土向高性能化發(fā)展不可或缺的重要組分。

　　(2)

　　降低水泥水化熱。提高混凝土的施工工藝，改善混凝土的品質(zhì)，增大早期水化熱散發(fā)量，降低水泥水化熱。其中：混凝土的入模溫度不宜過高( 但不得低于+5℃)，以便降低混凝土澆筑之前的含熱量;嚴(yán)格按施工配合比摻加粉煤灰、緩凝劑，以降低混凝土的水化熱量及保證混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度;混凝土采取分層澆筑，每層澆筑的厚度不宜過高，每層按30cm 厚澆筑，并控制澆筑的速度不宜過快，以能滿足混凝土的上下層接茬質(zhì)量要求為宜，一般每層按3h ～ 4h 控制，以便于澆筑成型的混凝土散發(fā)水化熱，并推遲混凝土水化熱的高峰期;表面混凝土在

　　初凝以后和終凝以前要進(jìn)行多次壓實(shí)抹光，以消除初期混凝土表面的裂縫。

　　(3)

　　控制混凝土澆筑溫度。混凝土的內(nèi)部溫度是水化熱的絕熱溫升、澆筑溫度和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度的疊加。澆筑溫度越高，混凝土的內(nèi)部溫度值也越高。因此澆筑溫度也是引起大體積混凝土內(nèi)部收縮開裂的一個(gè)不可忽視的重要因素，在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制。混凝土每次澆筑之前，通過測(cè)量水泥、粉煤灰、砂、石子、水的溫度以估算澆筑溫度，通過對(duì)集料進(jìn)行噴淋水、加冰攪拌以降溫等辦法控制混凝土溫度。

　　(4)

　　設(shè)置冷卻水管降低水化熱。承臺(tái)中設(shè)置冷卻水管。冷卻管采用熱傳導(dǎo)性能較好，并有一定強(qiáng)度的輸水黑鐵管，設(shè)置進(jìn)水口和出水口，自澆筑混凝土?xí)r即通入冷水，通過冷水循環(huán)降低混凝土水化熱。施工中定時(shí)測(cè)溫，根據(jù)水溫調(diào)節(jié)流量，使進(jìn)水口和出水口水溫溫差在10℃以內(nèi)。

　　(5)

　　采用二次抹壓技術(shù)。混凝土入模振搗，表層刮平抹壓1h ～ 2h 后，即在混凝土初凝前對(duì)混凝土表面進(jìn)行二次抹壓，消除混凝土干縮、沉縮和塑性收縮產(chǎn)生的表面裂縫，增加混凝土內(nèi)部密實(shí)度。但是二次抹壓時(shí)間必須掌握恰當(dāng)，過早抹壓沒有效果，過晚抹壓混凝土已進(jìn)入初凝狀態(tài)，失去塑性，消除不了混凝土表面已出現(xiàn)的裂縫。

　　(6)

　　采取表面保溫措施。在加強(qiáng)混凝土體內(nèi)降溫措施的同時(shí)，在邊界上采用了適當(dāng)?shù)谋�溫措施，如在結(jié)構(gòu)外露的混凝土表面以及模板外側(cè)覆蓋保溫材料( 如草袋、鋸木、濕砂等)，控制外部混凝土與內(nèi)部混凝土之間的最大溫差不超過25℃～ 30℃，以防止出現(xiàn)裂紋。

　　(7)做好混凝土養(yǎng)護(hù)。混凝土水化熱在前10

　　天為發(fā)熱升溫期，后10 天為散熱降溫期。在齡期內(nèi)前l(fā)5 天要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，后15 天也不能大意。

　　(8)

　　控制拆模時(shí)間。根據(jù)工程的實(shí)際情況，盡量延緩拆模時(shí)間，這樣混凝土具有一定的強(qiáng)度，可以抵抗可能產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。為了防止拆模后外界溫度陡降引起溫度應(yīng)力，拆模后混凝土表面溫度不應(yīng)下降15℃以上。拆模后，立即回土覆蓋，控制內(nèi)外溫差。

　　三、結(jié)語

　　綜上所述，在大體積混凝土施工過程中，為了保證混凝土施工質(zhì)量，在優(yōu)化原材料和施工配合比、采用切實(shí)可行的混凝土澆筑方案、做好混凝土養(yǎng)護(hù)和測(cè)溫等方面采取有效技術(shù)措施，堅(jiān)持管理，完全可以讓溫度裂縫、施工裂縫等質(zhì)量通病得到有效的控制。

　　參考文獻(xiàn)

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