混凝土施工质量控制

摘要：大体积混凝土工程，在工程中占据相当重要的地位，而大体积混凝土的施工质

量控制，除应满足一般混凝土工程的基本施工工艺措施外，对于浇筑方案、施工养护、裂缝防治等方面尚有一些特殊的技术要求。本文将讨论大体积混凝土工程从选料、浇注到施工养护等一系列过程的施工质量控制问题，并重点探讨了大体积混凝土工程裂缝防治的技术与方法。

关键字：大体积混凝土 质量控制 温度裂缝

大体积混凝土工程的重要性不言而喻，然而由于其施工方案要求严格，施工技术要求较高，很多大体积混凝土工程还存在一些或大或小的质量问题。要想解决这些问题，不仅要有有效的方案和合格的技术，还要有严格而且规范的管理流程和管理措施。

一、 大体积混凝土定义

美国混凝土协会曾指出：任何就地现浇混凝土必须具有足够大的断面尺寸，以避免水化热问题及其引起的混凝土开裂变形等现象。我们这里所说的大体积混凝土是指混凝土断面最小厚度在1m以上，且由水化热引起得混凝土内部温度与外界气温之差在25℃以上，必须采取适当措施防止水化热引起开裂问题的混凝土。随着国民经济的飞速发展，人们的生活水平不断提高，建筑技术不断进步，建筑规模不断扩大，在这个大环境下，混凝土结构因具有承载力大，强度高，价格低，装饰性强等特点在建筑工程中得到广泛应用，其中以大体积混凝土应用最为广泛。

二、 大体积混凝土工程配合比设计

为了最大程度的避免大体积混凝土发生变形开裂等现象，必须严把材料关，合理选择施工材料，优化混凝土配合比。

由于水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥,如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，大体积混凝土施工所用水泥其3d天的水化热不宜大于240kJ/kg，7d天的水化热不宜大于270kJ/kg。并尽可能减少水泥用量。宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂可减少水及水泥的用量。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。在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题,若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度,对抗裂的危害性很大。因此,骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1%以内，应选用非碱活性的粗骨料，砂的含泥量控制在3%以内。所配制的混凝土拌合物，到浇筑工作面的坍落度不宜低于160mm。应用添加粉煤灰技术，粉煤灰掺量不宜超过胶凝材料用量的40%；矿渣粉的掺量不宜超过胶凝材料用量的50%；粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的50%。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性,而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。外加剂的使用：采用减水剂,如SF-1缓凝高效减水剂;膨胀剂采用广泛使用的U型膨胀剂，如无水硫铝酸钙或硫酸铝，试验表明在混凝土添加了膨胀剂之后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，相应地提高混凝土抗裂强度。在确定混凝土配合比时，应根据混凝土的绝热温升、温控施工方案的要求等，提出混凝土制备时粗细骨料和拌和用水及入模温度控制的技术措施。

三、 大体积混凝土浇注及振捣控制

大体积混凝土一般具有混凝土量大，结构厚实，工程条件复杂，整体性要求高等特点，因此宜采用连续浇筑，不留施工缝。另一方面，若采用分层浇筑，应确保在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑，以保证结构的整体性和施工的连续性。分层浇筑又包括全面分层、斜面分层和分段分层三种方法。全面分层是指在模板内将混凝土结构完全分成厚度相等的几

层，基础平面面积即为浇筑面积。采用全面分层法浇筑混凝土时应从一侧短边开始，沿长边方向，向另一侧短边进行浇筑，且在逐层浇筑过程中，上面一层混凝土的浇筑要在下面一层混凝土初凝前完成浇筑。斜面分层则适用于长度较大的混凝土结构的浇筑，由混凝土自然流淌形成斜面，一次性完成浇筑。当混凝土结构厚度不大但面积或长度较大时，致使浇筑强度过大，现场混凝土搅拌机、运输和振捣设备无法满足施工要求，不宜采用全面分层的方法进行浇筑，可采用分段分层的方法。所谓分段分层是指浇筑混凝土时，首先沿长边方向，将结构分成若干段，然后将每一段进行分层，实施阶梯型推进，即分段进行浇筑，而每段则又进行分层浇注。

浇筑完毕，大体积混凝土必须采用振捣棒进行振捣，振捣时宜布置三道振捣，分别设在混凝土的坡脚，中间和坡顶，通过三道振捣的相互配合实现整个坡面的均匀振捣。另外，在振动界限以前还应对混凝土进行二次振捣，以排除混凝土表面泌水，提高混凝土质量及强度，减少表面裂缝，增加混凝土的密实度，提高混凝土的抗压强度，从而使混凝土的抗裂性得以提高。

四、 大体积混凝土的养护措施

1）第一阶段施工完毕后，承台混凝土表面位于底板面层钢筋以下60 cm处，无法覆盖保温材料，则要在浇筑后4 h~5 h采取间断浇热水的措施，尽量控制温差。若是出现温差大于25℃，就要及时采取措施(水温加高，并用碘钨灯照射)，温差控制在25℃内。

2）第二阶段与第三阶段的施工间断很短，几乎连续浇筑。当第三阶段混凝土浇捣后4 h~5 h内，表面抹面，浇温水保养后，表面及时铺1层塑料薄膜，中间覆盖1层~2层麻袋(底板区域1层，承台区域2层),上面再铺1层塑料薄膜进行保温。在养护期间，随时检查混凝土表面的干湿情况及温差(内表温差达23℃时就发警报)，及时浇水保持混凝土温润。

五、 大体积混凝土裂缝控制

大体积混凝土由于结构断面尺寸较大，施工过程中最常出现的问题是水化热及引起的结构裂缝问题。大体积混凝土施工过程中产生的裂缝包括结构型裂缝和材料型裂缝两类。其中结构型裂缝属于受力裂缝，是由于受到外荷载产生的各应力作用造成的。材料型裂缝则是由非受力变形引起的，主要是由于温差带来的混凝土伸缩造成的。

1）温度裂缝

大体积混凝土施工时产生的温度裂缝主要是由温差造成的。而产生温差的原因又可分为以下三种：最常见的是混凝土浇筑过程中产生的水化热造成的温差。混凝土浇筑过程产生大量水化热，由于混凝土的不可导热性，致使水化热不能得到扩散而积聚在混凝土内部，使内部温度大幅上升，远远大于周围环境的温度，形成混凝土的内外温差，产生温差应力。当温差应力大于混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝的产生；另外，当混凝土内部温度达到极限最高温度后，热量就会逐渐扩散，直至使用温度，使用温度与最高温度之间的温差称为内部温差，也会导致温度裂缝的产生；再者，在拆模前后，混凝土表面温度相差很大，也会导致裂缝的产生。

2）收缩裂缝

大体积混凝土施工时产生的伸缩裂缝有很多种，例如干燥收缩、塑性收缩及自身收缩、等。干燥收缩是指混凝土在干燥的环境下硬化后，内部的水分逐渐向外流失，引起混凝土由外向内的干缩变形裂缝。在水泥活性大、混凝土温度较高，或在水灰比较低的条件则容易产生塑性伸缩。因为这种情况下混凝土的泌水大幅减少，表面水分不断蒸发而得不到及时补充，最终导致混凝土处于塑性状态，只要受到拉力表面就会产生裂缝。裂缝的产生加速了混凝土内水分的蒸发，裂缝会进一步加剧，从而形成恶性循环，此种裂缝我们称之为塑性裂缝。

六、 大体积混凝土施工过程温度控制

最大程度的避免大体积混凝土施工过程中出现的裂缝变形问题就必须要尽量降低水泥

在水化过程中的水化热，控制温度，缩小温差，减少因温差引起的温度与收缩应力。

为控制温度，大结构混凝土浇筑时宜采用斜面分层浇注，因为斜面分层浇筑法可以减少混凝土的一次浇注量，降低水化热，避免温度应力和收缩应力过大产生裂缝。且浇筑时尽量缩短各层之间的间隔时间，即应确保在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑，以保证结构的整体性和施工的连续性，与此同时延长混凝土的初凝及终凝时间，通过延长水泥产生水化热的时间来降低温度梯度的峰值，防止温差的陡升造成裂缝的迅速扩大。

另一种控制大体积混凝土施工过程中出现裂缝变形问题的方法是提高混凝土自身的抗拉能力，主要是通过合理选用原材料来实现的，即选用符合规定的混凝土粗细骨料及水泥，合理确定水灰比，并适量添加缓凝剂等外加剂。在施工之前的钢筋混凝土结构设计及计算时，我们就应当考虑到温差所带来的附加应力，水泥水化过程中产生大量水化热，温差所带来的温度应力不容忽视，必须针对温度应力这一附加应力采取必要措施来防止应力过大而产生裂缝。所以配筋时应适当扩大配筋率，增加承担温度应力的钢筋，提高钢筋混凝土的抗拉伸强度，最大程度的减少结构裂缝的产生。降低混凝土的内外温差既可以通过降低混凝土的最高温度也可以通过提高混凝土表面温度来实现。

混凝土浇筑完成后的保温保湿措施就是通过提高混凝土表面温度来控制温差的。具体操作方法如下：首先是混凝土浇筑之前的检漏工作，在确保垫层防水没有出现渗漏的前提下才可实施混凝土浇筑工作；然后是混凝土浇筑之后的保温保湿措施，混凝土浇筑后，通过在其表面覆盖一层塑料薄膜防止水分蒸发，再在薄膜表面覆盖保温材料控制温度，必要时也可通过碘钨灯照明或搭建保温棚等方法控制温度。另外，应选择合适季节浇筑混凝土以低温季节为最好，尽量避免炎热的夏天实施，若不可避免，则应选用冷水进行混凝土的搅拌，并适当添加缓凝剂，减水剂等外加剂；加强混凝土的早期养护，提高早期相应龄期的抗拉强度和弹性模量；混凝土结构内部预埋冷却水管，通过循环冷水降低混凝土内部温度，减小温差。总之，大体积混凝土施工温度控制问题必须慎重考虑，不容忽视。

七、 结语

大体积混凝土施工一项系统工程，涉及的影响因素多，需要参建各方的紧密配合，充分做好准备工作(尤其是施工方案和原材料的质量控制)和施工全过程的质量控制，才能保证大体积混凝土的施工质量。 【参考文献】

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