大體積混凝土的施工質量控制

豐振海

摘? ? 要：懸索橋、斜拉橋等大型橋梁，其承臺及塔柱底部起步段，圍巖級別較差或黃土地區的隧道一次模筑混凝土襯砌等多采用大體積混凝土。本文通過對原材料選擇、對配合比試驗研究、施工中常見問題等，總結出采用低水化熱膠凝材料、高效緩凝減水劑及具有良級配好碎石，可有效減少混凝土水化熱，降低混凝土施工溫差，減少混凝土裂縫，提高混凝土澆筑質量，能大幅度提高混凝土結構物耐久性能，給各工程參建單位帶來良好的經濟和社會效益。

關鍵詞：混凝土;水化熱;裂縫;大體積;配合比

1? 大體積混凝土的概念及在工程中的應用

1.1? 混凝土工程發展概況

隨著我國交通事業的飛速發展，大型的跨河橋梁大規模新建，工程質量顯得越來越重要。根據人們日益發展的空間變化及社會發展的各種新的要求，大體積混凝土越來越多的應用于工程實體中，也開始應用于更多的領域，常見的大體積混凝土有大壩、深基礎底板、反應堆結構、鋼鐵廠設備基礎等，涉及公路、水運、鐵路、市政、大壩、機場、建筑、發電站、儲備庫等各個領域。

1.2? 常見大體積混凝土工程

懸索橋、斜拉橋等大型橋梁結構，索塔、大型樁基礎和承臺以及個別隧道的模筑混凝土一次襯砌。

一般規定：當基礎邊長大于200mm，厚度大于1m，體積大于400m3時稱為大體積混凝土。并不是混凝土總方量大。如：機場水泥混凝土路面總方量大，但最小厚度不足一米，所以機場水泥混凝土路面并不是大體積混凝土。或者是特殊的施工工藝和施工條件對混凝土凝結時間有特殊要求的工程項目，也按照大體積混凝土的要求進行控制。

2? 大體積混凝土使用中的常見問題

2.1? 大體積混凝土施工中存在開裂隱患的原因

原材料方面的影響：應選擇顆粒飽滿、形狀方正的碎石，好的顆粒形狀更利于混凝土的工作性。砂石料含泥量和泥塊含量及機制砂石粉含量，以及砂中粒徑小于0.075mm顆粒含量都應該滿足相關規范要求，不得超標，細顆粒含量過多易引起混凝土開裂，所以應嚴格控制砂石料中細顆粒含量，并經過試驗驗證后方可使用。砂石料品質方面，應選擇顆粒飽滿、形狀方正的碎石，好的顆粒形狀更利于混凝土的工作性。嚴格控制砂石料吸水率，砂巖及砂巖制備的機制砂，僅能用于噴射混凝土和現場拌制的干硬性混凝土，由于吸水率過大，對混凝土工作性影響較大，極易導致混凝土工作性變化過大，無法控制;水泥宜選用低熱和中熱水泥。水泥不宜過粗和過細，水泥在生產過程中，若出現過粉磨，會導致水泥過細，水泥水化反應相對時間縮短，混凝土水化熱釋放集中，混凝土結構物溫差相對較大，產生內應力，很容易導致混凝土產生裂紋，若出現欠粉磨，水泥顆粒偏大，水泥水化反應不充分，會導致水泥強度不合格。外加劑應選擇性能穩定、穩定性能高的外加劑，并經過試驗室反復驗證其性能和摻入混凝土后對混凝土各方面的影響。外加劑的摻量應在一定范圍內，摻量太低，容易導致混凝土性能受外加劑影響過于敏感，不利于混凝土工作性能的調控，摻量過高，又不經濟，如果在混凝土生產中忽略了外加劑引入的水分，還容易導致實際用水量增加，導致混凝土強度降低，所用摻合料滿足細度要求的同，還要注意一些化學指標，尤其是近年來多次發現的脫硫粉煤灰，應嚴禁使用，在工程使用中通過加大檢測頻率，做到車車檢測，使樣品具有代表性，確保其品質穩定。

配合比方面的影響：在原材料各項品質控制穩定后，根據原材料各項檢測參數，以施工圖紙和施工工藝為依據，參考施工技術方案，結合相關規范要求，設計出滿足各方面要求的配合比。在開始施工后，對混凝土及時跟蹤，根據材料性能波動和施工水平區別，統計混凝土各方面性能，不斷優化改進配合比，使混凝土與施工水平契合度更高，使工程質量更好、施工生產成本更可控。

施工方面的影響：規范施工，避免過振漏振，避免漿料分離，混凝土過干時不得私自加水解決。大體積混凝土的缺點是水化熱大，水化熱相對集中，易導致混凝土開裂。振搗不科學，更容易導致混凝土漿料分離，引起結構物內部缺陷，導致混凝土內部質量差異，使結構物受力后更容易產生安全質量事故。

養護方面：大體積混凝土工后降溫通常是在結構物內部提前預埋導管和監控檢測設備，施工后檢測混凝土溫升，及時通水降溫冷卻，導管位置及布置方式，及降溫速度和混凝土結構物內外溫差，均應滿足相關規范和標準的要求。

2.2? 大體積混凝土施工中水化熱的產生及控制

為防止大體積混凝土由于水化熱集中，溫度差異過大，導致混凝土開裂影響工程質量。應優先采用低水化熱膠凝材料體系、引入摻合料、高效緩凝減水劑及級配良好的砂石配制混凝土在實體工程中的應用，總結混凝土力學性能和水化熱等性能，采取降溫措施等減低和延緩混凝土溫升。通過降低拌和水溫度的措施控制混凝土出機溫度，也可以明顯控制混凝土早期水化，最直接的辦法是向混凝土拌合用水中投入適量冰塊，效果明顯，但需要保證冰塊用水要滿足拌合用水要求，冰塊化成水后的水量應計入混凝土拌合用水。

3? 大體積混凝土施工注意事項

3.1? 大體積混凝土施工常見特點和措施

大體積混凝土工作流程大致如下：第一步：原材料選定。第二步：配合比優化。第三步：標準化施工。第四步：標準養護。第五步：成品維護。

大體積混凝土施工過程中根據實際施工情況，為避免混凝土內部溫升過快，導致混凝土內部或外部缺陷，可以采用分層澆筑的辦法。也就是把混凝土結構物分層澆筑，其原理是減小混凝土結構物最小斷面。易于水泥混凝土水化熱的及時分散。

3.2? ?大體積混凝土施工后養護辦法及要求

大體積混凝土施工后養護辦法十分重要，一定程度上對混凝土質量的影響起決定作用。水泥的特點是水硬性材料，只有與水接觸才會發生水化反應，但在水化成型前，拌合用水又不宜過多，水泥水化需水量應由試驗取得。常見的養護辦法和要求是：如果采用內部預埋冷卻水管水循環降低混凝土水化熱產生的溫差，應嚴格控制水溫及水流速度和降溫速度，降溫速度和冷卻水進水口與出水口溫差均應符合相關規范要求，避免溫差過大對混凝土產生不利影響。混凝土表面養護應根據具體施工部位及施工環境，采取相應的措施，混凝土表面應灑水覆蓋養生，對夏季風沙較大、氣候干燥的地區，也可以在混凝土硬化后鋪一層濕砂活濕的土工布或土工膜，經常灑水，保證混凝土表面濕潤。對冬期施工的混凝土，還應采取保暖措施，如：蒸汽養生，蒸汽養生的濕度一般大于90%，溫度一般不超過60[℃]。養護時間可根據具體情況確定，一般不少于7天，對受力或有特殊要求的混凝土，還應該滿足相關要求。不具備蒸汽養生的可加施工棚，來確保冬期養生溫度濕度滿足相關要求。

4? 結束語

選用優質高品質且性能穩定的原材料、科學合理的配合比、客觀真實的試驗數據、熱情高效的服務態度，使各種原材料、配合比、施工環境、施工工法和環境達到高度契合，可最大程度的消除和減少大體積混凝土危害。采用低水化熱膠凝材料體系、高效緩凝減水劑及級配和各項指標良好的材料的思路和理念，能更很好的控制混凝土水化熱差異造成的影響。大體積結構物的大部分水化熱集中釋放在前（2～3）d內，使用粉煤灰、礦粉等摻合料可以使混凝土絕熱溫升有所降低，嚴格控制水化熱，避免溫度積聚，提高大體積的穩定性和抗開裂性。注重水泥混凝土養護及養護措施，可有效減少大體積混凝土危害的發生。

參考文獻：

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