摘要：大体积混凝土的施工质量问题主要表现为裂缝, 而产生裂缝的原因是多方面的 本文在分析裂缝成因的基础上, 指出:要从原材料质量控制入手, 强调事前控制, 综合地!系统地实施施工全过程质量监控工作, 以消除或减少大体积混凝土裂缝
关键词：大体积混凝土裂缝原因质量监理控制措施
1 前言
大体积混凝土在水利!电力!交通!铁路!市政!工民建等建设工程中经常遇到, 如水坝坝体!泄洪闸墩!交通桥连续梁板!桥墩!高层建筑基础筏板!重力挡墙等项目, 在工程
中占有较大的比例 与一般构件混凝土施工相比, 大体积混凝土施工质量控制具有特殊性, 在原材料控制! 外加剂选用!配合比设计!施工过程控制和养护等环节管理体现出自身特点;大体积混凝土的施工质量问题主要表现为裂缝,监理工程师必须分析产生裂缝的原因, 针对不同情况有的放矢地开展施工质量全过程监控管理工作 本文就大体积混凝土裂缝产生的原因! 监理如何有效实施全过程质量监控等内容进行探讨,供同行参考借鉴
2 大体积混凝土质t 问题机理分析大体积混凝土的质量问题主要表现为裂缝 混凝土
内部的微观裂缝是无害的, 也是无法避免的, 微观裂缝在结构温差!湿差或外荷载的作用下, 会扩展并逐渐相互串通形成可见的裂缝 因此, 裂缝按照产生的原因可分为两种形式:一种是外部因素, 如外荷载!基础不均匀沉降等作用引发的, 属于结构性裂缝; 另一种是由结构内部因素, 如混凝土收缩变形!内外温差等引起的, 属于变形裂缝 大体积混凝土产生的裂缝主要是后者 影响混凝土收缩的因素很多, 主要与混凝土原材料!配合比及养护条件有关, 当大体积混凝土水平表面水分蒸发速度快于泌水
到表面的速度时, 便产生塑性收缩裂缝 温度裂缝分为两类:一类是表面裂缝, 大体积混凝土浇筑后, 大量的水化热使混凝土温度上升, 由于内部和表面散热条件不同, 中
心温度高, 表面温度低, 使混凝土内部产生压应力!表面产生拉应力, 当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土表面就会产生裂缝;另一类是贯穿裂缝,大体积混凝土
浇筑初期, 混凝土处于升温阶段及塑性状态, 弹性模量很小, 变形变化所引起的应力很小, 但过了数日, 混凝土逐渐降温, 这个温差引起的变形加上混凝土多余水分蒸发
时所引起的体积收缩变形, 受到地基和结构边界条件的约束时引起拉应力, 当该拉应力超过混凝土抗拉强度时,混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝 从控制裂缝观点来讲, 表面裂缝危害较小, 而贯穿裂缝则会影响结构的整体性!耐久性和防水性, 影响正常使用, 所以应采取措施避免表面裂缝并坚决控制贯穿裂缝的产生
3 大体积混凝土施工质量监理控制要点
3.1 加强事前控制
加强事前控制是达到有效控制的前提,事前控制主要表现在审查施工方有关大体积混凝土施工组织措施和技术措施文件 加强施工组织管理工作,督促施工方按质量管理程
序办事!严格落实质量自检制度!建立健全质保体系!制定各项工作制度, 根据工作的内容要求分工协作!责任到人,对影响工程质量的人!材料!方法!机械!环境都要加以控制,要求施工方对施工中所使用的各项资源要配齐, 为防止设备出故障, 必须要有备用设备;加强施工技术管理工作,优化大体积混凝土施工方案且督促施工方严格执行监理审批后的施工技术文件,认真检查混凝土模板的支撑,是否牢固可靠, 仔细检查模板接缝, 是否严密, 完善质量检测和计量器具检校工作;另外要严格监理工作程序,在监理细则中要明确大体积混凝土施工质量控制内容, 切实做好大体积混凝土施工前的各项准备工作
3. 2 原材料的质量控制
应优选低水化热水泥, 如矿渣硅酸盐水泥与低热微膨胀水泥, 严禁使用安全性不合格的水泥;尽可能应用最大粒径较大的粗集料及掺加片石,若用泵送混凝土,在满足混凝
土可泵性的前提下, 应尽量选用粒径较大且连续级配的砂!石, 尽可能降低砂率,这样可以减少水和水泥用量, 降低水化热;要用饮用水进行拌制,严格控制砂!石含泥量,一般控制在1% 以内,并不得混有有机质等杂物
3. 3 外加剂和配合比控制
掺加一定用量的外加剂, 可有效改善大体积混凝土性能 掺粉煤灰可减少绝对水泥用量;应用减水剂及缓凝剂,可有效降低水化热, 它的缓凝作用使大体积混凝土初凝和终凝时间相应延缓, 使放热高峰推迟, 有利于抗裂, 还可大大减少在大体积混凝土施工中出现接缝的可能性 对拟选用的原材料!外加剂,需进行配合比优化, 监理审批后的施工配合比必须符合工程实际情况, 满足大体积混凝土结构性能指标, 另外, 监理应随时抽查实际配制情况, 防止施工方在施工过程中出现任意性
3.4 大体积混凝土浇筑过程质量控制
a. 控制混凝土人模温度 降低混凝土人模温度可减缓水泥的水化反应,延长散热时间 控制混凝土人模温度, 可以采取如下措施:避免气温高时浇筑混凝土,冷却骨料及水泥, 加冰拌和,避免吸收外热, 泵送管道和拌和车等运输工具及模板和混凝土外表面要避免阳光直射
b. 改善混凝土搅拌工艺 传统混凝土搅拌工艺在混凝土搅拌过程中,水分直接润湿石子表面, 当混凝土成型时,自由水直接向石子与水泥砂浆界面集中, 形成石子表面的
水膜层,在混凝土硬化后, 由于水膜的存在而使界面过渡层疏松多孔, 削弱了石子与硬化水泥砂浆之间的粘结 对于大体积混凝土浇筑, 其施工工艺可以采用先投人砂水泥,加人配合比规定量的水, 搅拌均匀后再投人石子的二次投料砂浆裹石的搅拌工艺, 这样可有效地防止水分向石子和水泥砂浆界面集中, 使硬化后的界面过渡结构致密, 粘结加强,从而使混凝土强度有较大的提高,有利于大体积混凝土抗裂
c. 加强振捣和混凝土表面处理 对浇筑后的混凝土,要求施工方在初凝以前给予二次振捣, 以排除混凝土因泌水在粗骨料!水平钢筋下部生成的水分和空隙,提高混凝土与钢筋的握裹力, 减少内部微裂,增加密实度, 从而提高抗裂性;大体积泵送混凝土, 其表面水泥砂浆较厚,在混凝土初凝前需用木抹子抹平压实, 以闭合混凝土表面的收水裂缝
d.根据大体积混凝土的特点, 可以采用分层浇筑!循环推进!连续作业的方法 这种方法是在分层浇筑时下层混凝土初凝前浇筑上层混凝土, 保证混凝土上下层间的良好结合, 避免混凝土出现冷缝,每层厚度不宜过大,要保证振动器插入下层混凝土至少sc m 以上, 随着浇筑的推进, 人员也需相应跟上, 以确保每层混凝土不会出现冷缝 分层浇筑有还利于削减混凝土最高温度和内外温差,也可以减少约束另外, 由于大体积混凝土浇筑连续性,需及时掌握浇筑期内的天气情况
e.做好测温工作 通过测温25度, 可采取在混凝土内埋设冷却管通水冷却及表面保温
的措施,控制内外温差 在测温过程中, 当发现温度差大于25度时, 应及时加强保温或延缓拆除保温材料, 以防止混凝土产生温差应力和裂缝
3. 5 大体积混凝土养护监控
对已成型的大体积混凝土结构, 监理应督促施工方及时进行早期养护工作 大体积混凝土的早期养护, 主要目的在于保持适宜的温湿条件, 以达到两个方面的效果:∃使混凝土免受不利温!湿度变形的侵袭, 防止有害的冷缩和干缩;%使水泥水化作用顺利进行, 以期达到设计的强度和抗裂能力 适宜的温!湿度条件是相互关联的,混凝土的保温措施常常也有保湿的效果, 从理论上分析, 新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余, 但由于蒸发等原因常引起水分损失, 从而推迟或妨碍水泥的水化, 表面混凝土最容易直接受到这种不利影响, 因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,应在施工中切实重视起来
大体积混凝土浇筑后,不宜过早拆模,利用模板防止混凝土水分的快速散发,待混凝土具备一定强度后再拆模,在混凝土施工期间可通人冷却循环水, 以便加快大体积混凝
土内部热量的散发,也可以采用塑料薄膜!草帘!麻袋!土工布进行覆盖养护 对大体积混凝土采用内散外蓄综合养护措施, 可有效降低混凝土的温升值, 且可大大缩短养护周期,这对于超厚大体积混凝土施工尤其适用
4 结语
大体积混凝土产生裂缝的原因是多方面的, 是复杂的,具有综合性 监理工程师在分析出现裂缝原因的基础上, 从原材料质量控制人手,加强事前控制, 掌握施工过程各环节控制要点, 系统地进行施工全过程质量监控工作,在实践中不断总结探索, 就能够大大减少或消除混凝土的裂缝,从而保证大体积混凝土的施工质量 令