大體積混凝土施工質量保證措施

王利峰

（山西省第三建筑工程公司　030024）

大體積混凝土施工質量保證措施

王利峰

（山西省第三建筑工程公司030024）

大體積混凝土是指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中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土。在實際施工中，經常會遇到，如大型橋臺、高層樓房基礎、大型設備基礎等，它的體積大，表面系數較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部溫升比較快。混凝土內外溫差較大時，會使混凝土產生溫度裂縫，導致大體積混凝土容易出現溫度裂縫及產生其他病害。由于大體積混凝土結構物或構件的體積相對比較龐大，混凝土的用量也較大，同時由于大體積混凝土結構較為復雜，在施工過程中工程條件呈現復雜多樣化，導致大體積混凝土的質量控制存在一定的難度。

1　大體積混凝土產生裂縫的原因及危害

1.1大體積混凝土產生裂縫的原因

根據大體積混凝土裂縫深度不同，可以分為表面裂縫、深層裂縫及貫穿性裂縫。大體積混凝土出現裂縫的原因主要有以下幾個方面：

（1）水泥水化熱。水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，大體積混凝土結構斷面尺寸較厚，而表面系數相對較小，所以水泥發生的人熱量聚集在結構內部不易散發出來，以至于內部溫度越積越高，內外溫差也增大。

（2）外界氣溫的變化。大體積混凝土在施工階段時的澆筑溫度會隨著外界氣溫的變化而變化，特別是氣溫驟降，會大大的增加內外層混凝土的溫差，這對大體積混凝土是不利的。溫度應力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差越大，溫度應力也就越大。同時，大體積混凝土在高溫條件下也不易散熱，混凝土內部溫度會很高，一般可達60～65℃。

（3）混凝土的收廮縮。混凝土的收縮主要原因是內部水蒸發引起的混凝土體積的收縮，以及水泥的品種、混凝土的配合比、外加劑和摻合料的品種等。

大體積混凝土產生裂縫的因素較多，但主要是混凝土自身因素、人為操作因素及環境因素三個方面。混凝土自身因素主要包括水泥在水化放熱后，在混凝土的降溫過程中產生的溫度裂縫、大體積混凝土干燥時產生的干縮導致的裂縫、水泥漿硬化過程中大體積混凝土收縮所產生的硬化收縮裂縫。人為原因主要包括施工設計不合理、材料質量不合格、混凝土配比不當、施工質量較差等原因。環境因素主要包括外界溫度的升降和外界的約束導致大體積混凝土出現干縮或膨脹導致產生裂縫。

1.2大體積混凝土產生裂縫的危害

大體積混凝土產生的裂縫影響了建筑物的使用功能。由于大體積混凝土結構多為筏板基礎、地下連續墻、箱型基礎及壩體等，這些結構中一旦出現裂縫，直接造成結構滲漏。結構的修補堵漏施工困難，處理難度較大，同時需要花費大量的資金。結構滲漏造成建筑結構功能受到影響，不利于建筑結構安全。另外，大體積混凝土裂縫的產生，尤其是貫穿性裂縫的出現，導致結構剛度降低，影響到結構物正常功能的發揮，不利于建筑物安全。大體積混凝土裂縫的出現，無論是表面裂縫、深層裂縫還是貫穿性裂縫，都會造成侵蝕介質進入混凝土內部，導致鋼筋銹蝕、混凝土出現碳化，最終造成混凝土的耐久性，削弱構件的承載力，同時可能會危害到建筑物的安全使用。

2　大體積混凝土施工質量保證措施

2.1大體積混凝土施工前應優選原材料

在大體積混凝土澆筑施工前，要嚴格檢查攪拌站原材料的準確情況，要確保原材料質量、數量都要滿足連續澆筑施工的要求，要檢測現場的施工機具，要具有足夠的振動和找平以及后備的機具。檢測施工現場的人員分布情況，要確保人員充足，并且各類人員的操作水平能達到現場施工的要求。

嚴格檢查和控制原材料是生產合格混凝土的必要條件，同時也是保證大體積混凝土質量的基本措施。

（1）水泥。在選擇水泥品種，應該優先選用水化熱較低的水泥，由于溫差主要是由水化熱產生的，所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱，為了降低水化熱，要盡量采用早期水化熱第的水泥。由于水泥的水化熱是礦物成分與細度的函數，在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱的礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當的減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱效率。

（2）加入適當的外加劑

大體積混凝土采用泵送混凝土，為了確保澆筑工藝的正常進行和連續澆筑的質量要求，一般情況下混凝土要具有120mm以上的坍落度。不能單純依靠增加單位用水量來調整混凝土的坍落度，過多的用水量導致需要增多水泥用量，同時也加劇了混凝土的干燥收縮，加劇了水化熱，更容易導致開裂。因此在施工前要科學合理的選擇混凝土的外加劑。外加劑的種類很多，如可加入粉煤灰、減水劑、引氣劑、緩凝劑等。摻入粉煤灰可以減少水泥的用量，降低混凝土的熱脹，同時粉煤灰的火山反應可以進一步改善混凝土內部的孔結構，是孔結構進一步細化，分布更合理，使硬化后的混凝土更加密實，相應收縮值也會減小。減水劑要具有兼顧補償收縮的功能，同時要明顯改善混凝土的工作性狀，要能減少拌合用水，減少水泥用量，達到降低水化熱的目的。若外加劑兼有補償收縮功能，就可以大幅度減少混凝土的收縮特性，有效減少發生開裂的可能性。

（3）粗細骨料。

大體積混凝土中，粗骨料宜選用連續級配、細骨料宜選用中砂。一般適宜選擇粒徑為5～40mm的石子作為粗骨料，選擇細度模數在2.6以上，平均粒徑在0.38以上的中、粗砂作為細骨料。增大的骨料粒徑，可以有效減少水泥用量，同時也減少了混凝土的收縮和泌水，由于水泥用量的減少，降低了水化熱。中粗砂能有效減少每立方米混凝土內的用水量，可以有效降低混凝土的干縮。但值得引起注意的是：過大粒徑的骨料容易造成混凝土離析。因此在施工中要重視級配的設計，在大體積混凝土澆筑過程中，要加強振搗作業。

另外，大體積混凝土在澆筑時應該選擇合理的澆筑方法。在混凝土養護時溫度的控制也是十分重要的。

2.2大體積混凝土澆筑施工的質量保證措施

2.2.1優化建筑結構設計，避免應力集中，改善約束條件

大體積混凝土結構尺寸過大，結構在連續澆筑過程中會產生較大的溫度應力，容易產生裂縫。由于溫度的變化和混凝土的收縮變形，容易在轉角部位和斷面突變位置等應力較為集中的區域產生裂縫，因此，要合理設計建筑結構方案。在現場施工時，也可以在墩身或承臺的斷面突變位置進行過渡處理，在過渡區和轉角位置設置構造抗裂鋼筋。其次，要設計合理的澆筑方案，避免建筑墩身、承臺、轉角等位置出現開裂。出現貫穿性裂縫的主要原因是由于結構在降溫過程中，收縮變形受到基礎的約束而產生的拉應力，在進行建筑結構設計時，要在滿足結構使用要求的前提下，綜合考慮基礎的約束情況，減少結構開裂。

2.2.2合理安排施工，提高澆筑水平

在大體積混凝土澆筑過程中，要合理安排施工順序，要采用分段分層澆筑，澆筑過程中要避免混凝土的堆積過高，避免產生過高的水化熱。在澆筑時，下料口高度要按施工規范要求嚴格控制，避免出現離析現象。在混凝土澆筑時，可在內部預先埋設冷卻管，要控制混凝土澆筑時的溫度，同時要適當增加澆筑厚度來增加混凝土的強度等級。澆筑后，采用振搗棒振搗時，要增加混凝土和鋼筋的握裹，要確保鋼筋充分約束住混凝土。要根據施工現場的具體情況，調整施工過程中的配合比，施工現場要做好協調工作，確保混凝土連續澆筑。在混凝土養護過程中，要采用科學的方法，對混凝土內部溫度進行實時監測，要適當提高養護環境溫度，防止混凝土出現溫度裂縫。

3　結束語

控制大體積混凝土裂縫的施工是一項系統工程，牽涉到設計、原材料的選擇、施工工藝、養護等以及一些不能確定的因素。任何一個環節出現了問題，都會導致混凝土裂縫。影響混凝土裂縫的因素雖很多，但主要原因是溫度應力。作為工程技術人員，應該了解混凝土內部的溫度變化規律，合理選擇水泥品種，嚴格控制水泥用量，摻加適量的混合材料和外加劑，優化混凝土配合比，合理施工，實時監測，加強養護等，在施工中采取有效的措施來防止裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件的安全。

TU755

A

1673-0038（2015）29-0132-02

2015-7-1

王利峰（1978-），男，工程師。