大體積混凝土施工質量控制

廣西現代職業技術學院 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防，成為工程界普遍關注的課題。本文歸納并討論了一些大體積混凝土的質量控制措施方法，希望對現場施工起到一定的指導作用，能夠引起對質量控制的重視。

關鍵詞：大體積混凝土；施工方法；施工質量；控制過程

我國《大體積混凝土施工規范》GB50496-2009中有如下定義：“混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預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、大體積混凝土產生質量問題的原因分析

裂縫產生的原因可分兩類：一是結構型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規結構計算中的主要應力，以及其它的結構次應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，這種現象更加嚴重。由于混凝土是熱的不良導體，水化熱積聚在混凝土結構內部不易散發，使混凝土結構中心溫度很高。而混凝土表面溫度為室外環境溫度，這樣就形成了內外溫差，使混凝土內部產生壓力，表面產生拉應力，當拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面就會產生裂縫。

1.1.2在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導致裂縫的產生。

1.1.3當混凝土內部達到最高溫度時，熱量逐漸散發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部溫差。混凝土內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部混凝土的溫度梯度。從而產生溫差和溫度應力，使大體積混凝土出現裂縫。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。

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，因而產生外部約束力。混凝土在早期溫度上升時，混凝土的彈性模量小，徐變和應力松馳度大，因而壓應力較小。但當溫度下降，產生較大的拉應力，若超過混凝土的抗拉強度，混凝土會產生垂直裂縫。混凝土內部由于水泥的水化熱而形成中心溫度高，熱膨脹大，因而在中心產生壓應力，在表產生拉應力。當拉應力超過混凝土的抗拉強度和鋼筋的約束作用時，同樣會產生裂縫。

1.2 收縮引起的裂縫

混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。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性的影響。混凝土中80%的水分要蒸發，20%的水分是水泥硬化所必需的。隨著混凝土的繼續干燥而使20%的吸附水逸出，就會出現干燥收縮。而表面比中心干燥得快，因而在表面產生拉應力而出現裂縫。混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形，受到外部約束時（支承條件、鋼筋）將在混凝土中產生拉應力，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，在干燥的環境下，混凝土內部的水分不斷向外散失，引起混凝土由外向內的干縮變形裂縫。

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，稍微受到一點拉力，混凝土的表面就會出現分布不均勻的裂縫，出現裂縫以后，混凝土體內的水分蒸發進一步加大，于是裂縫進一步擴展。

1.2.3 外界氣溫、濕度變化的影響

大體積混凝土結構在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土裂縫產生著很大的影響。混凝土內部的溫度由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結構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力。極易引發混凝土的開裂。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，也會導致混凝土裂縫的產生。

2、大體積混凝土施工質量措施

2.1 確保混凝土施工質量采取了如下措施

2.1.1 泵送混凝土水灰比控制在不大于0.6，混凝土塌落度應根據配合比要求嚴格控制，塌落度的增加應通過調整砂率和摻用減水劑解決，嚴禁在現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、技術和現場準備外，應根據其施工的特殊性做好附屬材料和輔助設備的準備工作，如水泵、測溫設備等。

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、塌落度變化等現象，如發生離析現象，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生裂縫，大體積混凝土澆筑后，要在12h內加以覆蓋，并蓄水20cm養護不少于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律，對混凝土進行全過程的監測控制。

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，因此各澆筑層易產生泌水層，采用泵送混凝土時尤為嚴重。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、質量通病的防治，應在控制好水灰比、嚴格控制好混凝土內外溫差、改善施工工藝、提高施工質量、做好溫度監測工作及加強養護等方面采取有效技術措施，堅持嚴謹的施工組織管理。才能最大限度的消除和減少質量通病的產生，使大體積混凝土的質量得到有效的保證。

因此，廣大工程技術人員和管理人員都應高度重視混凝土質量通病的控制和防治。在實際施工中，積極做到防控結合，以預防為主的原則，力爭把混凝土質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建設部.《大體積混凝土施工規范GB50496-2009》.中國計劃出版社，2009

[2]GB50496-2009，大體積混凝土施工規范[S].