大體積混凝土施工質(zhì)量控制

廣西現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河池 547000

摘要：在大體積混凝土的施工中，對大體積混凝土裂縫進行有效的預(yù)防，成為工程界普遍關(guān)注的課題。本文歸納并討論了一些大體積混凝土的質(zhì)量控制措施方法，希望對現(xiàn)場施工起到一定的指導(dǎo)作用，能夠引起對質(zhì)量控制的重視。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；施工方法；施工質(zhì)量；控制過程

我國《大體積混凝土施工規(guī)范》GB50496-2009中有如下定義：“混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫差變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫的混凝土，稱之為大體積混凝土”。

1、大體積混凝土產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因分析

裂縫產(chǎn)生的原因可分兩類：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計算中的主要應(yīng)力，以及其它的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，即由非受力變形變化引起的裂縫，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起。本文主要探討材料型裂縫的成因及其防治。

1.1 溫度應(yīng)力引起的裂縫（溫度裂縫）

1.1.1混凝土澆注初期，水泥水化會產(chǎn)生大量的熱，且主要集中在澆筑后的7天左右。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，每克水泥放出的熱量達502.42J/g，如果以每立方米混凝土水泥用量350kg—550kg來計算，每立方米混凝土將放出17500KJ-27500KJ的熱量，從而使混凝土內(nèi)部的溫度升高（可達70℃左右，甚至更高）。尤其對于大體積混凝土而言，這種現(xiàn)象更加嚴重。由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，水化熱積聚在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)，使混凝土結(jié)構(gòu)中心溫度很高。而混凝土表面溫度為室外環(huán)境溫度，這樣就形成了內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。

1.1.2在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

1.1.3當混凝土內(nèi)部達到最高溫度時，熱量逐漸散發(fā)而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差?；炷羶?nèi)部溫度是由于水泥水化熱的絕對溫度、澆筑溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加。其中澆筑溫度與外界氣溫有直接關(guān)系。外界氣溫越高，澆筑溫度也越高。當溫度下降快，會大大增加外層與內(nèi)部混凝土的溫度梯度。從而產(chǎn)生溫差和溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。因此控制混凝土表面溫度與外界氣溫溫差，也是防止裂縫的重要一環(huán)。

1.1.4大體積鋼筋混凝土與地基澆筑在一起，當溫度變化時，受到下部地基的限制，因而產(chǎn)生外部約束力?；炷猎谠缙跍囟壬仙龝r，混凝土的彈性模量小，徐變和應(yīng)力松馳度大，因而壓應(yīng)力較小。但當溫度下降，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過混凝土的抗拉強度，混凝土?xí)a(chǎn)生垂直裂縫?；炷羶?nèi)部由于水泥的水化熱而形成中心溫度高，熱膨脹大，因而在中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，在表產(chǎn)生拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度和鋼筋的約束作用時，同樣會產(chǎn)生裂縫。

1.2 收縮引起的裂縫

混凝土在空氣中硬結(jié)時體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮。混凝土的收縮變形受到混凝土的塑性變形、體積變形、干燥收縮和混凝土勻質(zhì)性的影響?；炷林?0%的水分要蒸發(fā)，20%的水分是水泥硬化所必需的。隨著混凝土的繼續(xù)干燥而使20%的吸附水逸出，就會出現(xiàn)干燥收縮。而表面比中心干燥得快，因而在表面產(chǎn)生拉應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時（支承條件、鋼筋）將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開裂。引起混凝土裂縫的收縮主要有：干燥收縮、塑性收縮、溫度收縮和碳化收縮等。

1.2.1 干燥收縮

混凝土硬化后，在干燥的環(huán)境下，混凝土內(nèi)部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內(nèi)的干縮變形裂縫。

1.2.2 塑性收縮

在水泥活性大，混凝土溫度較高，或在水灰比較低的條件下會加劇引起開裂。因為這時混凝土的泌水明顯減少，表面蒸發(fā)的水分不能及時得到補充。這時混凝土的表面尚處于塑性狀態(tài)，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現(xiàn)分布不均勻的裂縫，出現(xiàn)裂縫以后，混凝土體內(nèi)的水分蒸發(fā)進一步加大，于是裂縫進一步擴展。

1.2.3 外界氣溫、濕度變化的影響

大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土裂縫產(chǎn)生著很大的影響。混凝土內(nèi)部的溫度由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱等各種因素疊加形成。澆筑溫度與外界的氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就愈高。如果外界氣溫降低又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度下降過快，就會造成很大的溫度應(yīng)力。極易引發(fā)混凝土的開裂。另外，外界濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度低，會加速混凝土的干縮，也會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2、大體積混凝土施工質(zhì)量措施

2.1 確?；炷潦┕べ|(zhì)量采取了如下措施

2.1.1 泵送混凝土水灰比控制在不大于0.6，混凝土塌落度應(yīng)根據(jù)配合比要求嚴格控制，塌落度的增加應(yīng)通過調(diào)整砂率和摻用減水劑解決，嚴禁在現(xiàn)場隨意加水增加水來增加塌落度并控制在10-14cm為宜。

2.1.2 大體積混凝土施工前的準備工作除按一般混凝土施工前，必須進行物料、機具、技術(shù)和現(xiàn)場準備外，應(yīng)根據(jù)其施工的特殊性做好附屬材料和輔助設(shè)備的準備工作，如水泵、測溫設(shè)備等。

2.1.3 攪拌后的混凝土及時運抵澆灌地點并入模澆筑。在運送過程中，要防止混凝土離析、灰漿流失、塌落度變化等現(xiàn)象，如發(fā)生離析現(xiàn)象，必須進行人工二次拌和后方可入模。

2.1.4 為了防止混凝土發(fā)生離析，當混凝土的自由傾落度超過2m時，采用串筒下料。

2.1.5 混凝土采用機械振搗。振棒的操作要做到“快插慢撥”，在振搗過程中，宜將振棒上下略有抽動，以使上下振動均勻。

2.1.6 混凝土的養(yǎng)護。為了保證新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土澆筑后，要在12h內(nèi)加以覆蓋，并蓄水20cm養(yǎng)護不少于3天。

2.1.7 混凝土測溫。為了掌握大體積混凝土的溫升和溫降的變化規(guī)律，對混凝土進行全過程的監(jiān)測控制。

2.1.8 大體積混凝土施工，由于混凝土采取分層澆筑，上下層施工時間間隔較大，因此各澆筑層易產(chǎn)生泌水層，采用泵送混凝土?xí)r尤為嚴重。為了解決這一問題，于是在混凝土分層澆筑面人為做成集水坑，將多余的水分集中后用隔膜泵抽水排出。

2.2.0 分層澆筑間隔時間，應(yīng)以混凝土表面溫度降到大氣平均溫度為好，則水化熱溫升的峰值過后，一般為3-5天。工地采用相隔3天，分2次澆筑完。

2.2.1 大體積混凝土施工時，模板承受著混凝土的側(cè)壓力及振搗的振動力，因此必須保證模板及其支撐體系的可靠性，防止模板產(chǎn)生過大的變形。在澆搗前必須認真檢查，并要充分濕潤。

實踐證明，在大體積混凝土的施工中，針對裂縫、質(zhì)量通病的防治，應(yīng)在控制好水灰比、嚴格控制好混凝土內(nèi)外溫差、改善施工工藝、提高施工質(zhì)量、做好溫度監(jiān)測工作及加強養(yǎng)護等方面采取有效技術(shù)措施，堅持嚴謹?shù)氖┕そM織管理。才能最大限度的消除和減少質(zhì)量通病的產(chǎn)生，使大體積混凝土的質(zhì)量得到有效的保證。

因此，廣大工程技術(shù)人員和管理人員都應(yīng)高度重視混凝土質(zhì)量通病的控制和防治。在實際施工中，積極做到防控結(jié)合，以預(yù)防為主的原則，力爭把混凝土質(zhì)量通病降低到最低水平。

參考文獻：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.《大體積混凝土施工規(guī)范GB50496-2009》.中國計劃出版社，2009

[2]GB50496-2009，大體積混凝土施工規(guī)范[S].