浅谈大体积混凝土施工质量控制措施

 

论文摘要：大体积混凝土的质量通病通常有：施工冷缝、泌水现象、表面水泥浆过厚、早期温度裂缝等几种类型。其施工质量控制的关键在于配合比设计控制、原材料质量控制、施工过程质量控制以及温度控制等几方面。

 

 

 

1大体积混凝土的质量通病

 

 

 

大体积混凝土具有结构体积大、承受荷载大、水泥水化热大、内部受力相对复杂等结构特点。在施工上，结构整体性要求高，一般要求整体浇筑，不留施工缝。这些特点的存在，导致在工程实践中，大体积混凝土出现其特有的质量通病，常有以下几种类型：

 

施工冷缝。因大体积混凝土的混凝土浇筑量大，在分层浇筑中，前后分层没有控制在混凝土的初凝之前；混凝土供应不足或遇到停水、停电及其它恶劣气候等因素的影响，致使混凝土不能连续浇筑而出现冷缝。

 

泌水现象。上、下浇筑层施工间隔时间较长，各分层之间产生泌水层，它将导致混凝土强度降低、脱皮、起砂等不良后果。

 

混凝土表面水泥浆过厚。因大体积混凝土的量大，且多数是用泵送，因此在混凝土表面的水泥浆会产生过厚现象。

 

早期温度裂缝。在混凝土浇筑后由于早期内外温度差过大(25℃以上)的影响，大体积混凝土会产生两种温度裂缝：（1）表面裂缝：大体积混凝土浇筑后水泥的水化热量大，由于体积大，水化热聚集在内部不易散发，混凝土内部温度显著升高，而表面散热较快，这样形成较大的内外温差，内部产生压应力，表面产生拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。（2）贯穿性裂缝：由于结构温差较大，受到外界的约束而引起的。当大体积砼浇筑在约束地基(例如桩基)上时，又没有采取特殊措施降低、放松或取消约束，或根本无法消除约束时易导致拉应力超过混凝土的极限抗拉强度而在约束接触处产生裂缝，甚至会贯穿整个表面产生贯穿性裂缝。

 

 

 

2混凝土配合比设计要求

 

 

 

对混凝土配合比设计的主要要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热；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，施工中应选择合适水泥，减少水泥用量，掺外加剂，控制水灰比。根据设计要求，混凝土中掺加水泥用量4％的复合液，具有防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂4种外加剂的功能，溶液中的糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20％左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到5h左右。严格控制骨料级配和含泥量，选用l0~40mm连续级配碎石，优选混凝土施工配合比，根据设计强度及泵送混凝土坍落度的要求，经试配优选。

 

 

 

3原材料质量控制

 

 

 

大体积混凝土所选用的原材料应注意以下几点：

 

尽量选用低热水泥(如矿渣水泥、粉煤灰水泥)，减少水化热。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。混凝土泌水性的大小与用水量有关，用水量多，泌水性大，且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的升高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂。在施工中，应及时排出析水或拌制一些干硬性混凝土均匀浇筑在析水处，用振捣器振实后，再继续浇筑上一层混凝土。

 

在条件许可的情况下，应优先选用收缩性小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力可部分抵消温度需变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。

 

适当掺加粉煤灰。混凝土掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱骨料反应，减少新拌混凝土的泌水等。

 

选择级配良好的骨料。细骨料宜采用中粗砂，细度模数控制在2.8～3.0之间，因为使用中砂比用细砂可减少水和水泥的用量。砂、石含泥量控制在1％以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂；粗骨料在可泵送情况下，选用粒径5~20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。

 

可以考虑在大体积混凝土中掺加坚实无裂缝、冲洗干净、规格为150mm～300mm的大块石。掺加大块石不仅减少了混凝土总用量，降低了水化热，而且石块本身也吸收了热量，使水化热能进一步降低．对控制裂缝有一定好处。

 

适当选用高效减水剂和引气剂，这对减少大体积混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形、耐久性等性能起着极为重要的作用。

 

 

 

4施工质量控制

 

 

 

4.1加强商品混凝土运输过程控制

 

要求混凝土生产厂家每车出厂时出据混凝土标号、坍落度、出厂时间、数量和到达地点的发料单据。抵达现场后，由总包派专人按程序验收，填写到达时间、混凝土坍落度、目前混凝土有无异常等情况。监理人员不定期进行抽检，如混凝土出现离析，必须进行次搅拌。

 

4.2制定混凝土浇注方案

 

大体积混凝土浇注常采用的方法有以下几种：全面分层。即在第一层全面浇筑完毕后，再回头浇筑第二层。这种方案适用于结构的平面尺寸不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑；分段分层。先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程；斜面分层。要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。

 

4.3加强振捣，确保混凝土的密实

 

为确保混凝土的均匀和密实，提高混凝土的抗压强度，要求操作人员加强混凝土的振捣，插点均匀排列，按顺序振实不得遗漏，振捣期间距宜取300mm，时间15－30秒为宜，不宜过振，以表面呈现浮浆，平整和不在沉落为准，为了能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，尚须进行二次振捣以提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，增加混凝土的密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高混凝土的抗裂性，一般间隔20－30分钟进行二次复振，或者是在混凝土经振捣后尚能恢复塑性状态的时间。

 

4.4泌水处理与表面处理

 

由于大体积混凝土浇筑时泌水较多，上涌的泌水和浮浆顺混凝土斜面下流到坑底，再到集水井，然后通过集水井内的潜水泵排除基坑外；待混凝土浇至标高时，由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，要求施工方用木蟹抹平，防止表面微小裂缝产生，在初凝前再用铁搓板压光，这样有效的控制混凝土表面龟裂，增加防水抗裂效果。

 

 

 

5混凝土温度控制

 

 

 

为了降低混凝土的总温升，减少内外温差，控制混凝土出机温度和浇筑温度是一个很重要的措施。对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度，砂次之，水泥的影响较小。因此，具体施工中可采取加冰拌和，砂石料遮阳覆盖，送管道用草袋包裹洒水降温等技术措施。预埋水管，是降低混凝土浇注温度的有效措施。冷却水管大多采用直径为25mm的薄壁钢管，按照中心距1.5～3.0m交错排列，水管上下间距一般也为1.5～3.0m，并通过立管相连接。

 

大体积混凝土的养护，可根据工程的具体情况，采用薄膜加草袋或蓄水的养护方法。在控制内外温差的前提下，应尽可能推迟保温层开始覆盖的时间。大体积混凝土保温保湿养护中，应对混凝土的内表温度，顶面及底面温度，室外温度进行监测，根据监测结果对养护措施作出相应的调整，确保温控指标的要求。温度测定可采用在每个测温点上埋设测温片。

 

 

 

参考文献

 

[1]田晓朋．大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施．科学之友，2008年7期.

 

[2]刘广春．大体积混凝土结构裂缝控制措施．中国新技术新产品，2008年8期.

 

[3]周玉选，周燕．浅谈大体积混凝土施工的质量控制．甘肃科技，2008年13期.