小議高層建筑大體積混凝土質(zhì)量控制

摘 要：大體積混凝土施工要求較高，施工工藝復(fù)雜。文章在多年實(shí)踐的基礎(chǔ)上，對(duì)大體積混凝土施工過程中涉及的重要問題進(jìn)行了闡述與分析，并結(jié)合工程實(shí)例，討論了大體積混凝土質(zhì)量控制的措施，提出高層建筑大體積混凝土質(zhì)量控制要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；大體積混凝土；質(zhì)量控制

前言

大體積混凝土是現(xiàn)代建筑領(lǐng)域技術(shù)水平和生產(chǎn)需要發(fā)展到較高水平的產(chǎn)物。隨著城市建設(shè)步伐的加快，大體積混凝土在城市建設(shè)中應(yīng)用日益廣泛。大體積混凝土幾何尺寸和需要的混凝土量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般混凝土構(gòu)件，由此而導(dǎo)致的物理特性也與一般混凝土有很大差異，特別是熱力學(xué)性能的巨大區(qū)別，使得大體積混凝土的施工條件更加復(fù)雜，施工技術(shù)水平和工程質(zhì)量都有著更高的要求。大體積混凝土在現(xiàn)代建筑施工中發(fā)揮著重要作業(yè)的同時(shí)，也引發(fā)了許多的工程質(zhì)量問題。和一般的混凝土不同，抗壓強(qiáng)度不足不再是大體積混凝土的最常見質(zhì)量問題。當(dāng)前影響大體積混凝土施工質(zhì)量的最常見病害是裂縫、如何防止大體積混凝土的開裂，一直是工程技術(shù)人員長(zhǎng)期關(guān)心和共同研究的主要課題。

1 混凝土施工的注意要點(diǎn)

1.1 關(guān)于對(duì)大體積混凝土性能指標(biāo)的認(rèn)識(shí)。很多時(shí)候，人們對(duì)混凝土性能指標(biāo)的認(rèn)識(shí)并不準(zhǔn)確，許多人忽視其它性能指標(biāo)，單純認(rèn)為抗壓強(qiáng)度是體現(xiàn)混凝土質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致很多錯(cuò)誤使用混凝土問題發(fā)生。實(shí)際上，對(duì)于大體積混凝土來(lái)說(shuō)，最主要的性能指標(biāo)是它的整體性（大體積），抗壓強(qiáng)度雖然重要，但并不是大體積混凝土最關(guān)鍵的指標(biāo)。

1.2 關(guān)于對(duì)粉煤灰的認(rèn)識(shí)。一般情況下，人們對(duì)在混凝土中摻加粉煤灰的認(rèn)識(shí)還停留在節(jié)能、降低成本的階段，而對(duì)于粉煤灰在混凝土施工中發(fā)揮的重要技術(shù)作用視而不見。實(shí)際上，粉煤灰不單純是石灰的替代品。實(shí)踐證明，混凝土加入粉煤灰后，其特性發(fā)生了非常大的變化。和不添加粉煤灰的混凝土相比，含有粉煤灰的混凝土對(duì)水灰（膠）比和環(huán)境溫度更為敏感。具體情況是：當(dāng)水灰（膠）比比較低的時(shí)候，含有粉煤灰的混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)速率要大于普通混凝土；當(dāng)環(huán)境溫度比較高的時(shí)候，含有粉煤灰的混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)要比普通混凝土好得多。使用高效減水劑有助于降低水灰（膠）比，而大體積混凝土獨(dú)特的溫升特性則有利于較高的環(huán)境溫度的實(shí)現(xiàn)。這些都給在大體積混凝土中使用粉煤灰創(chuàng)造了適宜條件。

1.3 關(guān)于混凝土養(yǎng)護(hù)。目前的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)技術(shù)規(guī)范都對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行了較為詳細(xì)的說(shuō)明，但關(guān)于養(yǎng)護(hù)的起始時(shí)間點(diǎn)卻罕有論述。

混凝土硬化有收縮現(xiàn)象，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力，而硬化過程中因?yàn)樗献饔梅艧釡囟壬呤够炷馏w積增大，又會(huì)產(chǎn)生膨脹壓應(yīng)力。兩種截然相反的力形成的合力就是混凝土約束力。如圖1所示：在混凝土溫度達(dá)到tz1以前，混凝土尚未開始硬化，還處于塑性狀態(tài)，內(nèi)部應(yīng)力為零。隨著混凝土逐步硬化，混凝土內(nèi)部有壓應(yīng)力產(chǎn)生，同時(shí)溫度升高（這時(shí)可以采取降溫措施）；溫度升到一定后開始下降，達(dá)到tz2時(shí)出現(xiàn)第二次零應(yīng)力，隨后表現(xiàn)出拉應(yīng)力。在溫度達(dá)到tz1時(shí)，對(duì)混凝土進(jìn)行急劇降溫處理，會(huì)導(dǎo)致開裂現(xiàn)象發(fā)生，也就是所謂的“熱振”?；谶@個(gè)原因，必須嚴(yán)格控制混凝土灑水降溫的時(shí)機(jī)和水的溫度。養(yǎng)護(hù)要盡早開始，持續(xù)時(shí)間不能過長(zhǎng)也不能過短?；炷了冶仍降驮叫枰皶r(shí)加強(qiáng)外部補(bǔ)充水養(yǎng)護(hù)，不過養(yǎng)護(hù)時(shí)間可以適當(dāng)縮短。水灰比為0.45的混凝土養(yǎng)護(hù)7天比較合適，過長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間沒有必要。

1.4 關(guān)于“冷縫”的處理?！袄淇p”是指澆筑時(shí)間相隔較長(zhǎng)的相鄰混凝土之間形成的隱性縫隙。目前尚未有關(guān)于冷鋒處理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)中普遍認(rèn)為只要在初凝前接茬就沒有問題。因此，混凝土接茬時(shí)間的確定就顯得非常重要。為了充分了解混凝土接茬時(shí)間對(duì)混凝土性能的影響，我們進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。

在模具內(nèi)澆筑實(shí)驗(yàn)用量50%的混凝土，等這部分混凝土凝結(jié)至貫入阻力達(dá)1.0MPa時(shí)澆筑剩余50%混凝土。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)2次，貫入阻力分別為2.0MPa和3.5MPa。劈裂試驗(yàn)結(jié)果顯示，隨著第二部分混凝土澆筑時(shí)間的后移，對(duì)應(yīng)第一部分混凝土凝結(jié)程度的加深，先后澆筑的混凝土接縫處抗拉強(qiáng)度逐漸下降。其中，貫入阻力為3.5MPa時(shí)澆筑第二層混凝土的試件在接縫處整齊地劈為兩半，表明兩部分混凝土沒有結(jié)為一個(gè)整體。而貫入阻力為1.0MPa時(shí)澆筑第二層混凝土的試件經(jīng)過劈裂實(shí)驗(yàn)后開裂處不在接縫處，說(shuō)明兩部分混凝土已經(jīng)充分粘結(jié)，顯示了良好的整體性。試驗(yàn)表明，當(dāng)先澆筑的混凝土凝結(jié)至初凝（貫入阻力3.5MPa）狀態(tài)時(shí)，再澆筑新混凝土?xí)a(chǎn)生冷縫，前后澆筑的兩部分混凝土之間的粘結(jié)力很低，結(jié)構(gòu)不具有整體性。要保證先后澆筑的混凝土粘結(jié)牢固，避免冷縫產(chǎn)生，就必須在先澆筑的混凝土凝結(jié)至貫入阻力為1.0MPa前進(jìn)行第二部分混凝土澆筑。

隨著時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，新拌混凝土的凝結(jié)程度越來(lái)越大。當(dāng)混凝土粘度上升到一定程度后振動(dòng)搗室的效果就會(huì)非常微弱。雖然此時(shí)振動(dòng)棒還能下沉，其周圍混凝土還呈流體狀態(tài)，但振動(dòng)搗實(shí)的作用半徑很小，僅限振動(dòng)棒四周很小范圍。實(shí)踐表明，混凝土貫入阻力達(dá)到1.0MPa后振動(dòng)搗實(shí)就已經(jīng)不能滿足技術(shù)要求。

2 工程實(shí)施范例

2.1 工程概況

某寫字樓工程，擬建基礎(chǔ)厚度為1米，總方量為3000立方米，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C40，抗?jié)B等級(jí)P6。屬于非常典型的高層建筑大體積混凝土工程，施工質(zhì)量要求非常高。為保證施工質(zhì)量，施工企業(yè)在施工前做了充分的準(zhǔn)備工作。

2.2 實(shí)施細(xì)則

2.2.1 原材料的選擇。該工程選用發(fā)熱量低的山化天脊礦渣42.5級(jí)水泥為主料，同時(shí)搭配優(yōu)質(zhì)粉煤灰、高效減水劑和粗細(xì)骨料。其中，骨料的含泥量通過檢測(cè)，符合技術(shù)要求。

2.2.2 配合比（見表1）

從表1可以看到，該混凝土用料使用了大比例的粉煤灰，其取代量已達(dá)28%，重量比達(dá)39%。緩凝高效減水劑能夠有效降低混凝土凝結(jié)過程中的最高溫度，延緩凝結(jié)速度，不僅提高了混凝土的泵送性能，還有助于提高接茬處的粘結(jié)強(qiáng)度，避免冷縫形成。同時(shí)，減水劑還通過降低混凝土的水灰比，達(dá)到提高混凝土強(qiáng)度的目的。為延緩水化熱放出，采用60d齡期考察混凝土強(qiáng)度。

2.2.3 對(duì)“冷縫”進(jìn)行控制。按照正式施工的工藝條件，澆筑6組試件，并按照正常養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7天后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，從而確定混凝土接茬時(shí)間。

2.2.4 養(yǎng)護(hù)。澆筑完成后立即采用覆膜法進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，達(dá)到終凝階段后應(yīng)立即揭起薄膜進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，維持7天。3天后開始控制水溫，避免因?yàn)樗疁剡^低影響?zhàn)B護(hù)效果。同時(shí)要注意混凝土內(nèi)外溫差的控制，如果溫差有大于25℃的趨勢(shì)，就要實(shí)施保溫養(yǎng)護(hù)。

2.2.5 施工結(jié)果。對(duì)混凝土硬化過程進(jìn)行追蹤檢測(cè)，其溫差最大為19℃；現(xiàn)場(chǎng)取樣制作試件，全部通過“冷縫”檢查試驗(yàn)；泵送情況良好；混凝土表面光滑密實(shí)、整潔、無(wú)通病。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，大體積混凝土施工要滿足質(zhì)量要求，需要從以下幾個(gè)方面著手：

一要嚴(yán)格控制施工材料。施工材料是否滿足技術(shù)要求直接關(guān)系到工程質(zhì)量的好壞。二要嚴(yán)格遵循配比，科學(xué)使用混料。三要在混凝土貫入阻力達(dá)到1.0MPa前完成振動(dòng)搗實(shí)。四要科學(xué)養(yǎng)護(hù)，提高養(yǎng)護(hù)時(shí)效性。五要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理。

參考文獻(xiàn)

[1]劉秉京.混凝土技術(shù)[M].北京：水利出版社，1998.

[2]覃維祖.混凝土整體論[J].建筑技術(shù)，2003（1）：16-18.

作者簡(jiǎn)介：傅成波，身份證號(hào)：362401196304030516。