大體積混凝土施工質(zhì)量控制措施

凌建新

摘 要：大體積混凝土的質(zhì)量通病通常有：施工冷縫、泌水現(xiàn)象、表面水泥漿過(guò)厚、早期溫度裂縫等幾種類(lèi)型。其施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵在于配合比設(shè)計(jì)控制、原材料質(zhì)量控制、施工過(guò)程質(zhì)量控制以及溫度控制等幾方面。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；裂縫；質(zhì)量控制

1 大體積混凝土的質(zhì)量通病

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)其特有的質(zhì)量通病，常有以下幾種類(lèi)型：

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(méi)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。

泌水現(xiàn)象。上、下澆筑層施工間隔時(shí)間較長(zhǎng)，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。

混凝土表面水泥漿過(guò)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(guò)厚現(xiàn)象。

早期溫度裂縫。在混凝土澆筑后由于早期內(nèi)外溫度差過(guò)大(25℃以上)的影響，大體積混凝土?xí)a(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(kāi)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(méi)有采取特殊措施降低、放松或取消約束，或根本無(wú)法消除約束時(shí)易導(dǎo)致拉應(yīng)力超過(guò)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)灤┱麄€(gè)表面產(chǎn)生貫穿性裂縫。

2 混凝土配合比設(shè)計(jì)要求

對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)的主要要求是：既要保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度，又要大幅度降低水化熱；既要使混凝土具有良好的和易性，又要降低水泥和水的用量。所以，施工中應(yīng)選擇合適水泥，減少水泥用量，摻外加劑，控制水灰比。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，混凝土中摻加水泥用量4％的復(fù)合液，具有防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑4種外加劑的功能，溶液中的糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20％左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長(zhǎng)到5h左右。嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和含泥量，選用l0~40mm連續(xù)級(jí)配碎石，優(yōu)選混凝土施工配合比，根據(jù)設(shè)計(jì)強(qiáng)度及泵送混凝土坍落度的要求，經(jīng)試配優(yōu)選。

3 原材料質(zhì)量控制

大體積混凝土所選用的原材料應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

盡量選用低熱水泥(如礦渣水泥、粉煤灰水泥)，減少水化熱。但是，水化熱低的礦渣水泥的析水性比其他水泥大，在澆筑層表面有大量水析出。這種泌水現(xiàn)象，不僅影響施工速度，同時(shí)影響施工質(zhì)量?；炷撩谒缘拇笮∨c用水量有關(guān)，用水量多，泌水性大，且與溫度高低有關(guān)，水完全析出的時(shí)間隨溫度的升高而縮短；此外，還與水泥的成分和細(xì)度有關(guān)。所以，在選用礦渣水泥時(shí)應(yīng)盡量選擇泌水性的品種，并應(yīng)在混凝土中摻入減水劑。在施工中，應(yīng)及時(shí)排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實(shí)后，再繼續(xù)澆筑上一層混凝土。

在條件許可的情況下，應(yīng)優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力可部分抵消溫度需變應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高混凝土的抗裂能力。

適當(dāng)摻加粉煤灰。混凝土摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿骨料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。

選擇級(jí)配良好的骨料。細(xì)骨料宜采用中粗砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.8～3.0之間，因?yàn)槭褂弥猩氨扔眉?xì)砂可減少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1％以內(nèi)，并不得混有有機(jī)質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂；粗骨料在可泵送情況下，選用粒徑5~20mm連續(xù)級(jí)配石子，以減少混凝土收縮變形。

可以考慮在大體積混凝土中摻加堅(jiān)實(shí)無(wú)裂縫、沖洗干凈、規(guī)格為150mm～300mm的大塊石。摻加大塊石不僅減少了混凝土總用量，降低了水化熱，而且石塊本身也吸收了熱量，使水化熱能進(jìn)一步降低．對(duì)控制裂縫有一定好處。

適當(dāng)選用高效減水劑和引氣劑，這對(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。

4 施工質(zhì)量控制

4.1 加強(qiáng)商品混凝土運(yùn)輸過(guò)程控制

要求混凝土生產(chǎn)廠家每車(chē)出廠時(shí)出據(jù)混凝土標(biāo)號(hào)、坍落度、出廠時(shí)間、數(shù)量和到達(dá)地點(diǎn)的發(fā)料單據(jù)。抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，由總包派專人按程序驗(yàn)收，填寫(xiě)到達(dá)時(shí)間、混凝土坍落度、目前混凝土有無(wú)異常等情況。監(jiān)理人員不定期進(jìn)行抽檢，如混凝土出現(xiàn)離析，必須進(jìn)行次攪拌。

4.2 制定混凝土澆注方案

大體積混凝土澆注常采用的方法有以下幾種：全面分層。即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層。這種方案適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大，施工時(shí)從短邊開(kāi)始，沿長(zhǎng)邊推進(jìn)比較合適。必要時(shí)可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時(shí)進(jìn)行澆筑；分段分層。先從底層開(kāi)始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。這種方案適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大而面積或長(zhǎng)度較大的工程；斜面分層。要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過(guò)厚度3倍的情況?；炷翉臐仓酉露碎_(kāi)始，逐漸上移。

4.3 加強(qiáng)振搗，確?；炷恋拿軐?shí)

為確保混凝土的均勻和密實(shí)，提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，要求操作人員加強(qiáng)混凝土的振搗，插點(diǎn)均勻排列，按順序振實(shí)不得遺漏，振搗期間距宜取300mm，時(shí)間15－30秒為宜，不宜過(guò)振，以表面呈現(xiàn)浮漿，平整和不在沉落為準(zhǔn)，為了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，尚須進(jìn)行二次振搗以提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，增加混凝土的密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高，從而提高混凝土的抗裂性，一般間隔20－30分鐘進(jìn)行二次復(fù)振，或者是在混凝土經(jīng)振搗后尚能恢復(fù)塑性狀態(tài)的時(shí)間。

4.4 泌水處理與表面處理

由于大體積混凝土澆筑時(shí)泌水較多，上涌的泌水和浮漿順混凝土斜面下流到坑底，再到集水井，然后通過(guò)集水井內(nèi)的潛水泵排除基坑外；待混凝土澆至標(biāo)高時(shí)，由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，要求施工方用木蟹抹平，防止表面微小裂縫產(chǎn)生，在初凝前再用鐵搓板壓光，這樣有效的控制混凝土表面龜裂，增加防水抗裂效果。

5 混凝土溫度控制

為了降低混凝土的總溫升，減少內(nèi)外溫差，控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度是一個(gè)很重要的措施。對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂次之，水泥的影響較小。因此，具體施工中可采取加冰拌和，砂石料遮陽(yáng)覆蓋，送管道用草袋包裹灑水降溫等技術(shù)措施。預(yù)埋水管，是降低混凝土澆注溫度的有效措施。冷卻水管大多采用直徑為25mm的薄壁鋼管，按照中心距1.5～3.0m交錯(cuò)排列，水管上下間距一般也為1.5～3.0m，并通過(guò)立管相連接。

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，可根據(jù)工程的具體情況，采用薄膜加草袋或蓄水的養(yǎng)護(hù)方法。在控制內(nèi)外溫差的前提下，應(yīng)盡可能推遲保溫層開(kāi)始覆蓋的時(shí)間。大體積混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)中，應(yīng)對(duì)混凝土的內(nèi)表溫度，頂面及底面溫度，室外溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)養(yǎng)護(hù)措施作出相應(yīng)的調(diào)整，確保溫控指標(biāo)的要求。溫度測(cè)定可采用在每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)上埋設(shè)測(cè)溫片。

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