大體積混凝土施工質量通病及控制措施

【摘 要】隨著我國經濟的快速發展、各類工程建設規模也不斷擴大，大體積混凝土在工程結構中的應用也越來越廣泛。大體積混凝土結構的施工技術和施工組織都比較復雜，施工中普遍會遇到裂縫控制問題，如果不采取正確的施工方法和有效的控制措施，就會影響工程質量，影響工程的使用，甚至造成工程的破壞。因此在大體積混凝土施工中應嚴格控制裂縫產生和發展，以保證工程質量。

【關鍵詞】大體積混凝土；施工技術；質量控制

0.前言

大體積混凝土的施工技術要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產生溫度應力裂縫。因此需要從材料選擇上、技術措施等有關環節做好充分的準備工作，才能保證施工過程質量控制使大體積混凝土順利施工。

1.大體積混凝土的質量通病裂縫

大體積混凝土內出現的裂縫按深度的不同，分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三種。貫穿裂縫是由混凝土表面裂縫發展為深層裂縫，最終形成貫穿裂縫。它切斷了結構的斷面，可能破壞結構的整體性和穩定性，其危害性是較嚴重的；而深層裂縫部分地切斷了結構斷面，也有一定危害性；表面裂縫一般危害性較小。

大體積混凝土施工階段所產生的溫度裂縫，一方面是混凝土內部因素：由于內外溫差而產生的；另一方面是混凝土的外部因素：結構的外部約束和混凝土各質點間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強度較大，但抗拉能力卻很小，所以溫度應力一旦超過混凝土能承受的抗拉強度時，即會出現裂縫。

1.1水泥水化熱

水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結構斷面較厚，表面系數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。這樣混凝土內部的水化熱無法及時散發出去，以至于越積越高，使內外溫差增大。

1.2外界氣溫變化

大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會大大增加內外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差愈大，溫度應力也愈大。同時，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內部的最高溫度一般可達60～65℃，并且有較長的延續時間。

1.3混凝土的收縮

混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必須的，而約80%的水分要蒸發，多余水分的蒸發會引起混凝土體積的收縮，混凝土收縮的主要原因是內部水蒸發引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

2.混凝土配合比設計要求

對混凝土配合比設計的主要要求是：既要保證設計強度，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，施工中應選擇合適水泥，減少水泥用量，摻外加劑，控制水灰比。根據設計要求，混凝土中摻加水泥用量4%的復合液，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，初凝延長到5h左右。嚴格控制骨料級配和含泥量，選用10～40mm連續級配碎石，優選混凝土施工配合比，根據設計強度及泵送混凝土坍落度的要求，經試配優選。

3.原材料質量控制

大體積混凝土所選用的原材料應注意以下幾點：

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。這種泌水現象，不僅影響施工速度，同時影響施工質量。混凝土泌水性的大小與用水量有關，用水量多，泌水性大，且與溫度高低有關，水完全析出的時間隨溫度的升高而縮短；此外，還與水泥的成分和細度有關。所以，在選用礦渣水泥時應盡量選擇泌水性的品種，并應在混凝土中摻入減水劑。在施工中，應及時排出析水或拌制一些干硬性混凝土均勻澆筑在析水處，用振搗器振實后，再繼續澆筑上一層混凝土。

在條件許可的情況下，應優先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥。因為這種水泥在水化膨脹期可產生一定的預壓應力，而在水化后期預壓應力可部分抵消溫度需變應力，減少混凝土內的拉應力，提高混凝土的抗裂能力。

適當摻加粉煤灰。混凝土摻用粉煤灰后，可提高混凝土的抗滲性、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度，抑制堿骨料反應，減少新拌混凝土的泌水等。

選擇級配良好的骨料。細骨料宜采用中粗砂，細度模數控制在2.8～3.0之間，因為使用中砂比用細砂可減少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1%以內，并不得混有有機質等雜物，杜絕使用海砂；粗骨料在可泵送情況下，選用粒徑5～20mm連續級配石子，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實無裂縫、沖洗干凈、規格為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，使水化熱能進一步降低，對控制裂縫有一定好處。

4.施工質量控制

4.1加強商品混凝土運輸過程控制

要求混凝土生產廠家每車出廠時出據混凝土標號、坍落度、出廠時間、數量和到達地點的發料單據。抵達現場后，由總包派專人按程序驗收，填寫到達時間、混凝土坍落度、目前混凝土有無異常等情況。監理人員不定期進行抽檢，如混凝土出現離析，必須進行次攪拌。

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。這種方案適用于結構的平面尺寸不宜太大，施工時從短邊開始，沿長邊推進比較合適。必要時可分成兩段，從中間向兩端或從兩端向中間同時進行澆筑；分段分層。先從底層開始，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間內要求供應的混凝土較少，結構物厚度不太大而面積或長度較大的工程；斜面分層。要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結構的長度大大超過厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開始，逐漸上移。

4.3加強振搗，確保混凝土的密實

為確保混凝土的均勻和密實，提高混凝土的抗壓強度，要求操作人員加強混凝土的振搗，插點均勻排列，按順序振實不得遺漏，振搗期間距宜取300mm，時間15-30秒為宜，不宜過振，以表面呈現浮漿，平整和不在沉落為準，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的裂縫，增加混凝土的密實度，使混凝土的抗壓強度提高，從而提高混凝土的抗裂性，一般間隔20-30分鐘進行二次復振，或者是在混凝土經振搗后尚能恢復塑性狀態的時間。

5.混凝土溫度控制

為了降低混凝土的總溫升，減少內外溫差，控制混凝土出機溫度和澆筑溫度是一個很重要的措施。對混凝土出機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，砂石料遮陽覆蓋，送管道用草袋包裹灑水降溫等技術措施。預埋水管，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交錯排列，水管上下間距一般也為1.5～3.0m，并通過立管相連接。

6.結束語

大體積混凝土產生裂縫是由多種原因造成的，在大體積混凝土施工中，合理選擇施工材料，優化混凝土配合比，優化混凝土的供應，采用科學的施工方法，嚴格施工管理，加強大體積混凝土養護， 保證工程質量。具體施工中要靠我們多觀察，多比較，出現問題后多分析，多總結，結合多種預防處理措施，大體積混凝土的裂縫是完全可以避免的。