浅谈大体积混凝土施工质量控制

连 强 苗洪武

（1、中国化学工程第十一建设有限公司，河南 开封 475000；2、海军机关营建工程办公室，北京 100841）

结构厚实，混凝土量大，工程条件复杂（一般都是地下现浇钢筋混凝土结构），施工技术要求高，水泥水化热较大（预计超过25度），易使结构物产生温度变形。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。

1 大体积混凝土裂缝产生的主要原因

大体积混凝土即结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土。规范要求大体积钢筋混凝土必须一次连续浇筑完成，怎样提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能是建筑工程大体积混凝土施工的一个关键问题。裂缝产生的原因主要有以下几个方面：

1.1 水泥水化热引起温度应力和温度变形

由于其体积大，产生的水泥水化热较高，聚集在内部的热量不易散发，出现内外冷热应力之差，易产生温度裂缝。混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥用量有关，混凝土愈厚，水泥愈大，温度应力愈大，引起裂缝的可能性也愈大。

1.2 内外约束条件的影响

大体积混凝土因温度变化而发生变形会受到不同程度的约束，限制其变形，产生约束应力而产生裂缝。

1.3 外界气温变化的影响

一般而言，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高。当气温下降，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，造成温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。

1.4 混凝土的收缩变形

工程实践证明，大体积混凝土施工中，混凝土因收缩变形而引起的裂缝是不可忽视的。影响混凝土收缩的因素很多，主要包括水泥品种和数量、混凝土混合比、外加剂与施工工艺、养护条件等。

1.5 施工进度的影响

由于施工进度较快，振捣质量不易控制，便会产生诸如沟洞等影响质量的现象。鉴于以上几种情况，从温度应力和振捣质量两个方面对大体积混凝土施工提供了较高的要求。

2 大体积混凝土施工质量控制的有效措施

2.1 对混过凝土水化热的有效控制

水化热是混凝土内部温度升高的主要原因，因此降低水泥的水化热对于减少大体积混凝土的裂缝至关重要。因此，在大体积混凝土的施工中应优先选用水化热低、凝结时间长的水泥，这一点将同时在材料控制里提到。

建筑材料的控制措施

混凝土的基本组成材料有水泥、砂、石子和水，有时根据施工需要加外加剂等。

（1）水泥：所用水泥应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的有关规定，当采用其他种类时，其性能指标必须符合国家现行有关标准的规定；拌制大体积混凝土宜优先选用水化热较低的水泥；如粉煤灰水泥和矿渣水泥，亦可采用火山灰水泥，尽量不用普通硅酸盐水泥。当混凝土标号大于C35时，不可采用火山灰水泥和粉煤灰水泥。

（2）砂：宜采用天然洁净的中粗砂，其细度模数宜大于2.3，当混凝土标号大于C30时，其含泥量应不大于3%，当混凝土标号小于C30时其含泥量应不大于5%。

（3）石子：宜采用卵石和碎石，粒径1~4cm并应连续级配，混凝土标号＞C30时，含泥量＜1%，混凝土标号≤C30时，含泥量≤2%。

（4）水：拌和用水的质量应符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ63的有关规定。凡可饮用的水及洁净的天然水都可拌制混凝土。海水不得使用，工业废水及PH＜4的酸性水和含硫酸盐量按SO4计超过水重1%的水不得使用。

（5）外加剂：所用外加剂的质量及利用技术，应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂运用技术规范》GB50119和有关环境保护标准的规定。在混凝土中掺加适当比例的减水剂、缓凝剂等外加剂，既可降低水灰比，也可降低水泥用量，从而减少水化热值。另外宜掺加适当比例的膨胀剂或使用膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，降低收缩应力。

2.2 配合比设计控制措施

（1）大体积混凝土一般都是通过泵送浇筑，因此根据泵送要求和降低单位水泥用量两个方面来考虑配合比的设计。水泥用量一般为280~300kg/m3，不超过 400kg/m3，砂率控制在 40~50%左右。石子要求级配良好，且骨料的最大粒径d和泵管直径D的比值应满足d/D≤1/3，坍落度可控制在12~18cm。

（2）商品混凝土质量的控制。施工前可根据混凝土站报送的配合比及材料化验报告来控制，必要时施工前进行实地考察，施工中抽查，另外其供应力必须重视，不可出现供应中断现象。

（3）混凝土的搅拌和运输也是保证合理的配合比的重要环节，混凝土必须用机械搅拌，掺有外加剂的混凝土搅拌时间应相应延长，一般为2~2.5分钟。混凝土的运输可采用手推车、翻斗车及混凝土灌车边走边搅拌，以保证混凝土的质量。

2.3 施工温度的控制措施

冬季施工时可采用蓄热法，利用保温模板和保温材料防止冷空气侵袭，以达到降低混凝土内外温差的目的。

夏季施工时应采取有效措施降低混凝土内部的实际温度，如使用冷却水作为拌和用手、采用拌合水中掺入冰屑、砂石采取遮阳措施和喷冷水降温、混凝土浇筑后采用冷水养护或采用覆盖材料养护等措施。

2.4 施工技术的前期预备

（1）大体积混凝土施工前应进行图纸会审，提出施工阶段的综合抗裂措施，制定要害部位的要害部位的施工作业领导书。

（2）施工现场设施应按施工总平面布置图的要求按时完成。

（3）施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要，当有断电可能时，应有双回路供电或自备电源等措施。

（4）大体积混凝土的供应能力应满足混凝土连续施工的需要，不宜低于单位时间所需量的1.2倍。

（5）用于大体积混凝土施工的设备，在浇筑混凝土前应进行全面的检验和试运行，其性能和数量应满足大体积混凝土连续浇筑的需要。

（6）大体积混凝土施工前，应给工人进行专业培训，并应逐级进行技术交底，同时应严格执行岗位义务制和交接班轨制。

2.5 支护模板和浇筑

大体积混凝土一般选用木模或砖胎膜，以减少混凝土表面热量的散发。如果采用钢模板，因其散发热量较快必须采用保温措施。大体积混凝土的浇筑应根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，采用全面分层、分段分层或斜面分层的浇筑方法，也可以配合采用二次振捣，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力。为使上下两层混凝土在初凝前结合良好，也可在下层混凝土面预留沟槽，以加强上下层混凝土粘结。

2.6 混凝土的养护措施

（1）大体积混凝土应进行保温保湿养护，在每次混凝土浇筑完毕后，除应按一般混凝土进行惯性养护外，尚应及时按温控技术措施的要求进行保温养护。

（2）在混凝土浇筑完毕初凝前，宜即时进行喷雾养护工作。

（3）在保温养护中，应对混凝土浇筑体的里表温差和降温速率进行现场监测，当实测成果不满足温控指标的要求时，应及时调整保温养护措施。

（4）大体积混凝土拆模后，地下结构应及时回填土；地上结构应尽早进行装潢，不宜长期裸露在自然环境中。

结语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象，在大体积混凝土构件中尤为明显，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待、采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全稳定的工作。

[1]黄祚继.大体积流态混凝土工程裂缝控制研究[M].黄河水利出版社，2008.04.