摘要：簡(jiǎn)要介紹大體積混凝土在建筑施工中結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因；在施工監(jiān)理的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，通過(guò)近年來(lái)的本人監(jiān)理經(jīng)驗(yàn)，提出在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中監(jiān)理控制的一些有效措施。
　　關(guān)鍵字：大體積混凝土，有害縫，質(zhì)量控制
　　一、前言
　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑形式呈多樣性，復(fù)雜性發(fā)展，高層、超高層建筑越來(lái)越多，傳統(tǒng)的砼技術(shù)并不能完全滿足建筑結(jié)構(gòu)工藝的需要。大體積混凝土以它較大長(zhǎng)、寬、厚度尺寸以及良好的整體性，在今天的大型建筑項(xiàng)目、高層建筑中的樁基承臺(tái)或基礎(chǔ)底板得到了良好的運(yùn)用。其特點(diǎn)是，混凝土的澆筑面和澆筑量大，整體性要求比較高，一般不允許留施工縫。因此對(duì)混凝土施工技術(shù)要求較高，特別在施工中混凝土澆筑后水泥的水化熱量大且聚集在構(gòu)件內(nèi)部，水泥水化熱會(huì)產(chǎn)生的較大溫度變化和收縮作用，容易造成混凝土表面產(chǎn)生收縮有害裂縫等，因此必須在各個(gè)環(huán)節(jié)均要做好質(zhì)量控制的工作。
　　大體積混凝土在施工監(jiān)理的控制中的主要內(nèi)容，就是澆筑混凝土因水化熱和內(nèi)外溫差過(guò)大所引起的一系列質(zhì)量問(wèn)題而采取的技術(shù)措施。在施工過(guò)程中，從控制混凝土的水化升溫、減小混凝土收縮、延緩降溫速率、提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度、改善約束條件等方面全面考慮，以此有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展。一是選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土。二是在大體積混凝土選用中粗砂或粗砂。三是摻一定量粉煤灰外加劑可代替部分水泥，且能改善混凝土粘塑性。改善可泵性，降低混凝土水化熱，改善后期強(qiáng)度。四是大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)和內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)控，測(cè)定澆筑后的混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度，通過(guò)技術(shù)措施將溫差控制在設(shè)計(jì)要求的范圍以內(nèi)，當(dāng)設(shè)計(jì)無(wú)具體要求時(shí)溫差不宜超過(guò)25℃。
　　二、大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害裂縫的成因
　　（一）溫度應(yīng)力引起裂縫
　　目前溫度裂縫產(chǎn)生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界溫度變化對(duì)施工有著很大的影響。混凝土澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，澆筑溫度又影響著混凝土內(nèi)部溫度。大體積由于混凝土是熱的不良導(dǎo)體，造成其內(nèi)部溫度可以高大90度以上，而表面溫度與外界溫度一致，而且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。溫度應(yīng)力是由溫差引起的變形所造成的，外界氣溫驟降，會(huì)加大混凝土的溫度梯度，這種內(nèi)外溫差在混凝土凝結(jié)初期產(chǎn)生的拉應(yīng)力當(dāng)超過(guò)混凝土抗壓強(qiáng)度時(shí)，此時(shí)有害縫便會(huì)出現(xiàn)；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土內(nèi)部達(dá)到最高溫度后，熱量逐漸散發(fā)而達(dá)到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內(nèi)部溫差；這三種溫差都會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內(nèi)外溫差。
　　（二）內(nèi)外約束條件
　　大體積混凝土與地基澆筑在一起，當(dāng)溫度變化時(shí)受到地基的限制，因而產(chǎn)生外部的約束應(yīng)力。混凝土在早期溫度上升時(shí)，產(chǎn)生的膨脹變形受到約束面的約束而產(chǎn)生壓應(yīng)力，此時(shí)混凝土的彈性模量很小，而徐變和應(yīng)力松弛較大，與基層連接不太牢固，因而壓應(yīng)力較小。但當(dāng)溫度下降時(shí)，則產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，若超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度，則會(huì)出現(xiàn)垂直裂縫。在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形是溫差與其線膨脹系數(shù)的乘積，即ε=△T•a，當(dāng)ε超過(guò)混凝土的極限拉伸εp時(shí)，結(jié)構(gòu)便出現(xiàn)裂縫。工程實(shí)踐證明，當(dāng)混凝土的內(nèi)外溫差小于25℃時(shí)，也可能不產(chǎn)生裂縫。由此可見(jiàn)，降低混凝土的內(nèi)外溫差和改善約束條件，是防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的重要措施。
　　
　　（三）混凝土收縮
　　混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時(shí)（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開(kāi)裂。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過(guò)程中產(chǎn)生的體積變化（塑性收縮變形），后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形（干燥收縮變形）。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對(duì)混凝土是很不利的。
　　摻入混凝土中的拌合水，約有20％的水分是水泥水化反應(yīng)所必需的，其余80％都要被蒸發(fā)，失去的自由水不引起混凝土的收縮變形，而吸附水的逸出就會(huì)引起混凝土的干燥收縮。除干燥收縮外，還會(huì)產(chǎn)生碳化收縮。
　　
　　三、防止大體積混凝土出現(xiàn)有害縫的有效措施
　　（一）材料選擇
　　1、水泥：普通水泥水化熱高，是不適合用在大體積混凝土的施工中的。因此要盡量采取早期水化熱低的水泥，由于水泥的水化熱是礦物成分與細(xì)度的函數(shù)，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調(diào)整水泥的細(xì)度模數(shù)，硅酸鹽水泥的礦物組成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，試驗(yàn)表明：水泥中鋁酸三鈣（C3A）和硅酸三鈣（C3S）含量高的，水化熱較高，所以，為了減少水泥的水化熱，必須降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)減小，因?yàn)樗�泥的�?xì)度會(huì)影響水化熱的放熱速率。
　　2、摻加粉煤灰
　　由于大體積混凝土的澆筑方式一般為泵送，為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以適量摻加粉煤灰按照規(guī)范要求，粉煤灰取代水泥的用量最大限量為25%，摻入粉煤灰主要有以下作用：①由于粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng)，是其活性的來(lái)源，可以取代部分水泥，從而減少水泥用量，降低混凝土的熱脹；②由于粉煤灰顆粒較細(xì)，能夠參加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加，在混凝土中分散更加均勻；③同時(shí)，粉煤灰的火山灰反應(yīng)進(jìn)一步改善了混凝土內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu)，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的細(xì)化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應(yīng)收縮值也減少。但摻加粉煤灰的混混凝土早期極限抗拉極限均值有所降低，對(duì)混凝土抗?jié)B抗裂不利。因此粉煤灰控制在10%以內(nèi)，按配合比計(jì)算外摻粉煤灰用量。采用外摻法，不減少配合比水泥的用量。
　　3、粗骨料、細(xì)骨料
　　①粗骨料：盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑，因?yàn)榇止橇狭�徑越大，�?jí)配越好，孔隙率越小，總表面積越小，每立方米的用水泥砂漿量和水泥用量就越小，水化熱就隨之降低，對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生有利。一般采用碎石，粒徑5-25mm，含泥量不大于5%。
　　②細(xì)骨料：宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因?yàn)槠淇紫堵市。�總表面積小，這樣混凝土的用水量和水泥用量就可以減少，水化熱就低，裂縫就減少，另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收縮變形就越大，裂縫就越嚴(yán)重，因此細(xì)骨料盡量用干凈的中粗沙。一般采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5%。
　　4、外加劑
　　可以比較過(guò)去工程，根據(jù)實(shí)際需要，添加2kg左右減水劑可降低水化熱峰值，對(duì)混凝土收縮有補(bǔ)償功能，提高抗裂性。
　　（二）采用合理的施工方法
　　1、為了確保混凝土的質(zhì)量，我們定期對(duì)攪拌機(jī)的計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，把混凝土的原材料稱量偏差控制在規(guī)范允許范圍內(nèi)。
　　2、為了確保混凝土攪拌均勻，所以加強(qiáng)攪拌時(shí)間控制，把攪拌時(shí)間控制在不低于90s。
　　3、在混凝土的攪拌過(guò)程中，定期對(duì)骨料的含水量、塌落度、出盤(pán)溫度進(jìn)行檢測(cè)，從而及時(shí)調(diào)整配合比來(lái)保證混凝土的和易性，避免拌和物出現(xiàn)較大波動(dòng)，影響混凝土的質(zhì)量。
　　4、采用混凝土泵送技術(shù)，保證混凝土在泵送過(guò)程中的質(zhì)量；控制混凝土下料時(shí)的自由下落高度不大于1．5m。
　　5、混凝土澆筑成型6-18小時(shí)后，要及時(shí)養(yǎng)護(hù)藩護(hù)期內(nèi)始終使混凝土表面保持濕潤(rùn)，避免出現(xiàn)表面收縮裂縫。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得小于14天。
　　（三）溫控控制
　　混凝土的溫度升降速度及其內(nèi)外溫差是決定混凝土是否開(kāi)裂的關(guān)鍵因素,所以做好施工過(guò)程中的溫度控制至關(guān)重要。1、降低混凝土的出站溫度通過(guò)在攪拌站內(nèi)的攪拌筒上搭設(shè)遮陽(yáng)棚;在混凝土拌合用水的水池中加冰塊降溫;堆高砂、石骨料,從砂堆、石堆底層取料;提前1天用水噴淋石子降溫;有效地降低了混凝土的出站溫度。2、降低混凝土的澆注溫度為降低混凝土澆注溫度,采取了澆注前對(duì)鋼筋、模板表面灑水降溫;罐車在遮陽(yáng)棚完成混凝土的出罐;對(duì)罐車的罐和泵車的泵管淋水降溫;避免模板和新澆注混凝土受陽(yáng)光直射;盡量利用氣溫較低的傍晚和晚上進(jìn)行澆注等措施,取得了較好的效果。3、加快運(yùn)輸和入倉(cāng)速度澆注過(guò)程中加快運(yùn)輸和入倉(cāng)速度,每個(gè)倉(cāng)采用2臺(tái)泵車同時(shí)澆注,減少了混凝土在運(yùn)輸和澆注過(guò)程中的溫度回升。4、減小上下層溫差，施工中控制澆筑時(shí)間間歇期不超過(guò)7d，最大不超過(guò)10d。
　　
　　結(jié)語(yǔ)
　　在結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)與施工中，對(duì)于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，為防止其產(chǎn)生溫度裂縫，除需要在施工前進(jìn)行認(rèn)真計(jì)算外，還要做到在施工過(guò)程中采取一系列有效的技術(shù)措施。以上各項(xiàng)技術(shù)措施并不是孤立的，而是相互聯(lián)系、相互制約的，全面考慮、合理采用，才能做好大體積混凝土施工監(jiān)理的質(zhì)量控制工作。
　　參考文獻(xiàn)
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