某工程冬期泵送大體積抗滲混凝土施工質量控制

摘要 由于本工程底板在嚴冬季節施工取得了成功，本文結合工程實際對冬期泵送大體積抗滲混凝土施工的質量控制作了系統的介紹，從混凝土商品攪拌站材料的選擇、混凝土輸送管道堵塞問題、澆筑現場的保溫及混凝土裂縫控制等方面提出了措施，對指導冬期泵送大體積抗滲混凝土施工提供了參者。

關鍵詞 冬期施工 泵送 大體積抗滲混凝土 質量控制

工程概況：

山海關船廠污水處理工程，底板混凝土強度等級為C40，抗滲等級為P8，厚度1m，混凝土量約1500m³；基礎埋深8.10米，澆筑時間為12月中旬，本工程采用商品混凝土供應、泵送的澆筑方法施工。

采取的措施：

1 混凝土澆筑現場保溫情況

該工程基礎底板混凝土在冬季施工，平均溫度－10℃，底板厚度1m，底板側面支模板采用木模板，外面掛草簾保溫，頂面鋪塑料薄膜一層，上面鋪草簾保溫。

2 水泥品種的性能分析與選擇

水泥品種多樣，性能各異，根據混凝土的質量要求、工程特點及所處環境條件等來選擇水泥品種，應滿足以下三點要求：

2.1大體積混凝土工程，由于水泥量多，水泥水化時熱量聚集溫度升高，所以應選用水化熱低，放熱速度慢的水泥，如粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥。不得使用硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥。

2.2冬期施工中配制混凝土用的水泥，應優選活性高的水泥，所以不宜使用火山灰質硅酸鹽水泥和粉煤灰硅酸鹽水泥。

2.3有抗滲要求的混凝土不宜采用礦渣硅酸鹽水泥，因為析水性較大。

綜合以上三點要求，冬期大體積抗滲混凝土施工最適宜采用普通硅酸鹽水泥，本工程采用水化熱適中的秦皇島淺野水泥P.O42.5，滿足施工要求。

3 泵送混凝土外加劑品種分析與選擇

泵送混凝土應摻用外加劑以改善拌和物的和易性及可泵性，適用于泵送混凝土的外加劑有泵送劑、減水劑、加氣劑等。本工程采用CAS泵送劑，CAS活性成分較高，可以明顯改善混凝土的和易性，流動性，可泵性，提高混凝土的性能，同時CAS有微膨脹的性質，可以在一定程度上延緩大體積混凝土的裂縫的發展，達到工程的施工要求。減水劑，不僅可獲得減水和改善和易性的功效，更能提高水泥石的密實度，改善砼內部孔隙分布，降低水灰比，減少水泥用量，降低水化熱，本工程采用FDN-2型緩凝減水劑。加氣劑不適用于輸送管道較長的泵送混凝土，因此本工程未使用加氣劑。

4 原材料加熱分析

砼出機溫度是由原材料本身所含熱量決定的，據砼配合比及原材料的比熱知，石子的比熱雖小但其重量大，水的用量較少但其比熱最大，因此石子和水的溫度是影響砼出機溫度的主要因素，砂的影響次之，水泥的影響最小。

4.1水泥不得直接加熱，使用前1～2天運入暖棚存放即可；

4.2水需要加熱，溫度不超過80℃，本工程加熱為70℃；

4.3用蒸汽加熱砂、石，投料溫度7-9℃，因蒸汽造成砂含水量增加及泵送劑的減水作用，實際施工用水量比配比用水量減少。

5 混凝土輸送管道堵塞問題的控制

泵送混凝土輸送管道最常見的問題就是管道堵塞，混凝土管道堵塞又是影響大體積混凝土澆筑質量的關鍵之一。就本工程而言，在施工中造成混凝土輸送管道堵管的原因主要有以下四點。

5.1外加劑特別是泵送劑的摻量要準確。外加劑的多少直接影響著混凝土的和易性、可泵性，由于是商品混凝土，采用機械投放外加劑，計量可靠。

5.2嚴格控制砂石料的質量，特別是控制石子粒徑在5-20mm范圍內，防止混凝土在管道轉彎處卡住而堵管。

5.3混凝土輸送管道外側需做保溫。未做保溫導致管道內壁結冰，阻礙混凝土的流動甚至堵管。因此，將暴露在室外的混凝土輸送管道用巖棉加以保溫，防止管道內壁結冰。

5.4由于澆筑現場移管時間長，拆接管道速度慢，使混凝土在管道內停留時間過長而堵管。為此，挑選經驗豐富的操作人員八人，到澆筑現場拆卸安裝管道。

造成泵送混凝土堵塞管道的原因較多，就本工程而言，難點是混凝土供應的連續性與商品混凝土的和易性，所以要求攪拌站商品混凝土供應要及時，保證連續澆筑；技術要求要嚴格，保證質量，才可以大大減少混凝土堵管的次數。

6 混凝土溫度裂縫控制

在大體積混凝土冬期施工中，既要利用水泥自身的水化熱，保證混凝土澆筑完畢不受凍害，又要控制混凝土表面與內部的溫度，從而控制混凝土內外溫差。規范要求，大體積混凝土澆筑時，混凝土內外溫差不得大于25℃，否則，易產生混凝土裂縫而影響質量。

在完成混凝土澆筑進入養護期時，混凝土內部發生水化反應，產生大量的水化熱，使混凝土整體溫度升高。如果混凝土表面不保溫，表層熱量迅速散失，溫度降低很快，造成混凝土內外出現溫差，從而產生體積膨脹引起壓應力，而表層混凝土膨脹小或不膨脹，甚至收縮引起拉應力，導致混凝土內外產生應力差，隨著溫差增大，應力差相應增大，當溫差大于一定值時，應力差增大至此時混凝土的極限抗拉強度，雖然配有鋼筋，但此時混凝土的強度還不能與鋼筋共同作用，混凝土對鋼筋的握裹力太小，相反鋼筋對混凝土的約束力就小，從而產生混凝土裂縫。如果在這期間對混凝土加以保溫，減少表層混凝土熱量損失，控制混凝土內外溫差，使其低于規范規定值，就可以避免產生混凝土裂縫。

針對造成混凝土裂縫的原因，對混凝土的入模溫度和水化熱進行計算。本工程底板混凝土采用C40、P8，水溫按70℃、水泥0℃、砂7℃、石子7?C、環境溫度-10℃，實際測量混凝土最低入模溫度為6.5℃，根據公式T_h=(m_c+K·F)Q／(c·p)與T_h=m_c·Q／(c·p)·(1-e^-mt)計算取最大值，得最大絕熱溫升。根據公式T₁(t)=T_j+T_h·ζ(t)得中心計算溫度為34.2℃，根據T_2(t)=T_q+4·h’(H-h’)[T_1(t)-T_q]/H²得表層溫度為30.3℃，滿足規范要求。

在材料已定的情況下，影響混凝土內外溫差值的主要原因在于表面熱量散失情況。混凝土覆蓋保溫效果越差，熱量散失將越快，內外溫差也越大，將導致混凝土裂縫。

本工程在混凝土澆筑現場處于地下8.1米，坑內內空氣流動較慢，混凝土表面又及時覆蓋了塑料布和草簾，阻止了混凝土表層熱量快速散失。確定草簾的厚度：采用公式8=O，5h·λ_x·K_h(T₂－T_q)／λ(T_max－T₂)計算，保溫層最小為66mm厚。實際采用80mm厚的草簾保溫，滿足技術要求。有效控制了混凝土內外溫差，確保了抗滲混凝土的質量。

7 混凝土施工工藝采取控制裂縫的措施

7.1本工程大體積混凝土施工采取分兩層連續澆筑，每層厚度500mm，其層間的間隔時間在前層混凝土初凝之前，就將第二層混凝土澆筑完畢。

7.2混凝土采用二次振搗二次抹面工藝，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，提高鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現的裂縫，減小內部微裂縫，增加混凝土的密實度，使混凝土的抗壓強度提高明顯提高，從而提高抗裂性。

如何搞好冬期泵送大體積抗滲混凝土的施工控制，仍需要進行深入探討，從而提高施工的技術水平，滿足施工的需要。