浅谈大体积砼质量控制

浅谈大体积砼质量控制

任长葵

东莞市鸿翔建设工程试验检测有限公司523000

摘要：现代建筑愈来愈多地采用大体积混凝土，因其断面尺寸大、体积大，因而浇注质量受诸多因素影响，易出现较多质量问题，尤其是裂缝问题。本文从大体积混凝土的材料选用、砼配合比设计、施工工艺、浇注过程控制等方面，阐述如何避免大体积砼浇注易出现的常见质量问题。

关键词：大体积混凝土；质量控制；施工

一、概述

东莞市莞深高速公路东江大桥主桥墩承台南北各三个，尺寸为9.6×9.6m，高为4.0m，砼设计强度等级为C40。属于大体积砼施工。施工时间又为7~8月份高温天气。所谓大体积砼，一般理解为尺寸较大的砼，在国内一般定义为结构构件最小的断面任何一个方向尺寸大于0.8m以上的砼结构，其尺寸已大到必须采取相应的技术措施以降低砼内外温差、控制温度应力与裂缝开展的砼。大体积砼开裂的问题是在工程建设中带有一定普遍性的技术问题。大体积砼施工过程中，一旦温度应力超过砼所能承受的拉力极限值时，砼就会出现裂缝。裂缝一旦形成，特别是基础贯穿裂缝出现在重要的结构部位，危害极大，它会降低结构的耐久性，削弱构件的承载力，同时会可能危害到建筑物的安全使用。因此我们从配合比设计、搅拌、施工、养护采取了相应措施。

二、配合比设计

1、试验材料

水泥：采用水化热相对较低的普硅水泥：金羊P.O42.5R；其物理性能见表1

粉煤灰：采用东莞沙角电厂的Ⅱ级灰。掺入一定量的粉煤灰不仅可以替代部分水泥，降低砼早期放热量，还由于粉煤灰活性成分与水泥水化反应物Ca（OH）2发生水化反应，使后期强度提高。掺加量为水泥用量的15%时，降低水化热15%左右。粉煤灰其理化性能见表2

细集料：采用河砂，细度模数为2.82。实践证明，采用细度模数2.7~3.0的中砂比采用细度模数2.3的中砂，可减少用水量20~30kg/m3，可降低水泥用量28~35kg/m3，因而降低了水泥水化热、砼温升和收缩。

粗集料：采用东莞田心5~25mm；16~31.5mm两种碎石经复合掺配成5~31.mm连续级配碎石。根据结构最小截面尺寸和泵送管道内径，选择合理的最大粒径，尽可能选用较大的粒径。这是因为骨料的空隙率取决于其级配、颗粒的粒形和表面粗糙也对空隙率也有影响。骨料的最大粒径大，比表面积小，空隙率也比较小，这样就可以节省水泥与用水量，提高砼密实度、抗渗性、强度，减少砼收缩。实践证明：采用5~31.5mm粒径可比5~25mm粒径的碎石或卵石砼可减少水用量6~8kg，降低水泥用量12kg。由于最大粒径的尺寸受到泵送管道内径的限制，故对本次工程，结合实际情况，碎石采用5~31.5mm连续级配的碎石。

外加剂：三合SHUNS-2C缓凝高效减水剂。为满足施工要求减水剂配方进行了优选，用奈系与氨基复合再加入稳定剂，可使新拌砼流变性大大改善，较好的解决了砼大流动性与坍落度损失，流化变形与抗离析性，流动性与拈聚性的矛盾。按实际经验，将砼的初凝时间调至8~10小时，对大体积砼施工最为有利，可避免因大体积砼浇注不连续而出现的施工冷缝，方便施工，更重要的是缓凝高效减水剂可使水泥水化热高峰推迟削弱，有利于热量均匀消散，有利于砼温度裂缝控制。外加剂其主要性能见表3

2、配合比试验

根据设计要求和施工特点，进行砼性能试验结果如表4

从试拌结果看，配制流动性砼要有足够的粘聚性，不能发生分层离析的现象，砼中胶结材料用量不宜太少，从新拌砼的保塑性和固化砼的强度看，为满足施工要求、保证工程质量考虑，我们选择1号配合比作为施工配合比。

3、砼的搅拌

砼的搅拌，目的是使砼中各组成骨料混合成一种各物料颗粒相互分散、均匀分布的混合物。搅拌过程的控制有以下几方面：首先搅拌时间适中，若搅拌时间过短，砼还不均匀，强度及和易性将下降；若搅拌时间过长，不但会降低搅拌的生产效率，同时会使不坚硬的粗骨料，在大容量搅拌机中因脱角、破碎等影响砼质量。其中如果用自落式搅拌机，时间搅拌在90~250s以内，如果采用强制式搅拌机，时间搅拌在60~200s以内，采用搅拌机容量越大，则搅拌时间较长的原则。因此现场搅拌时我们采用90s的搅拌时间。其次采用二次投料法代替一次投料法，强度可提高约10%，可省水泥10%~15%左右，就是先将水泥和水充分搅拌成均匀的水泥净浆后，再加入砂和碎石搅拌成砼。从现场看砼均匀没有水泥块。

4、砼的运输

当气温大于等于25°C时，砼强度等级高于C30时，砼的运输时间应控制在60分钟以内，尽量缩短运输时间。

5、砼的浇注

砼的浇注采用分层浇注，尽可能增加人力、物力进行连续作业，使砼捣实，并布置冷却水管。

6、砼的养护

广东省地处亚热带，一般采用自然养护。要求刚浇注完的砼避免风吹日晒，防止水分蒸发过快而早期大量失水，造成砼表面脱皮、起砂或产生干缩裂缝等现象，在砼浇注完毕3h~15h内用吸水保湿能力较强的材料（如草席、麻袋）覆盖并浇水，以能保持砼经常处于足够的湿润状态。对掺缓凝型外加剂的砼，养护时间不得少于14d。

终上所述：拌制大体积砼，首先从原材料把关，尽量选用水化热较低的水泥；粗细集料的级配及细度模数要适中；选用缓凝时间在8~10小时的高效减水剂并且掺量不宜过大；掺一定量的粉煤灰降低水泥水化热并保证胶结材料不宜太少，使砼有足够的粘聚性，保证砼的密实与均匀。从我们实际观测冷却水管的进出水温差最高时不超过8°C，从而成功的完成大体积砼承台的施工，确保了工程质量和进度。

结论：

大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，若不能很好地了解大体积混凝土结构开裂的原因以及掌握应对此类问题所采取的相应施工措施，那么实际生产当中就很难保证施工质量。由于自身实践知识相对缺乏，以上见解仍有很大一部分停留在理论层面，希望能对工程建设起到一些积极的作用，使得在大体积混凝土浇筑中出现的开裂问题能够得到进一步的解决。

参考文献：

[1]龚洛书，吴兴祖.混凝土实用手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1987.

[2]王铁梦.建筑物的裂缝控制[M].上海：上海科技出版社，1989.

[3]王铁梦.大体积混凝土裂缝控制[M].北京：建筑技术杂志出版社，1989