大體積混凝土施工的主要技術(shù)難點(diǎn)是防止混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。造成大體積混凝土開裂的主要原因是干燥收縮和降溫收縮。處于完全自由狀態(tài)下的混凝土, 出現(xiàn)再大的均勻收縮, 也不會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)混凝土處在地基等約束條件下時(shí), 內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力, 當(dāng)拉應(yīng)力超過當(dāng)時(shí)混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí), 混凝土就會(huì)開裂。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂, 是一個(gè)值得關(guān)注的問題。

一、混凝土配合比設(shè)計(jì)及材料的要求 大體積混凝土澆筑技術(shù)及常見問題處理

對(duì)配合比設(shè)計(jì)的主要要求是: 既要保證設(shè)計(jì)強(qiáng)度, 又要大幅度降低水化熱; 既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性, 又要降低水泥和水的用量。

1、水泥

由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的, 所以為了減小溫差就要盡量降低水化熱, 為了降低水化熱, 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。

2、摻加粉煤灰

為了減少水泥用量, 降低水化熱并提高和易性, 我們可以把部分水泥用粉煤灰代替,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, 其中二氧化硅含量 40%～60%, 三氧化二鋁含量 17%～35%, 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。

3、骨料

首先談粗骨料。要盡量擴(kuò)大粗骨料的粒徑, 因?yàn)榇止橇狭皆酱? 級(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。其次談細(xì)骨料。宜采用級(jí)配良好的中砂和中粗砂 ,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。

二、混凝土的澆筑方案選用

1、混凝土的拌制

（1）在混凝土拌制過程中 ,要嚴(yán)格控制原材料計(jì)量準(zhǔn)確 ,同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)塌落度。（2）要盡量降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度 ,拌合物可采取以下兩種降溫措施: 一是送冷風(fēng)對(duì)拌和物進(jìn)行冷卻 ,二是加冰拌合, 一般使新拌混凝土的溫度控制在 6℃左右?；炷翝沧?、拆模。

2、混凝土澆注過程質(zhì)量控制

（1）澆注過程中要進(jìn)行振搗方可密實(shí) ,振搗時(shí)間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜, 間距要均勻, 以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜, 澆注完畢后, 表面要壓實(shí)、抹平 ,以防止表面裂縫。另外 ,澆注混凝土要求分層澆注 ,分層流水振搗, 同時(shí)要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。避免縱向施工縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。

（2）澆注時(shí)間控制，盡量避開在太陽輻射較高的時(shí)間澆注, 若由于工程需要在夏季施工 ,則盡量避開正午高溫時(shí)段 ,澆注盡量安排在夜間進(jìn)行。

（3）混凝土拆模時(shí)間控制，混凝土在實(shí)際溫度養(yǎng)護(hù)的條件下 ,強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 75%以上 ,混凝土中心與表面溫度控制在 25℃以內(nèi) ,預(yù)計(jì)拆模后混凝土表面溫降不超過9℃以上允許拆模。

三、預(yù)測溫度、設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)方案 大體積混凝土澆筑技術(shù)及常見問題處理

在約束條件和補(bǔ)償收縮措施確定的前提下 ,大體積混凝土的降溫收縮應(yīng)力取決于降溫值和降溫速率。降溫值 = 澆筑溫度 + 水化熱溫升值- 環(huán)境溫度。為了防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生, 通過計(jì)算預(yù)測了混凝土的澆筑溫度、混凝土溫升值的可能產(chǎn)生應(yīng)力 ,并據(jù)此制定了降低澆筑溫度腔制溫升值措施 ,預(yù)先制定減緩降溫速率的方案和一旦出現(xiàn)意外情況的應(yīng)急措施。

四、確定保溫材料的厚度, 預(yù)測混凝土表面溫度

混凝土澆筑完成后,必須采取養(yǎng)護(hù),解決辦法是在混凝土開始降溫時(shí) ,在其表面覆蓋保溫材料 ,使表層混凝土溫度提高 ,達(dá)到減小混凝土內(nèi)表溫差的目的。一般規(guī)定: 混凝土內(nèi)表溫差 T1- T2≤25℃對(duì)于較厚的混凝土 ,此溫差值可適當(dāng)放寬。由此可見, 即使在炎熱的夏季 ,大體積混凝上在降溫階段要“保溫”養(yǎng)護(hù)。經(jīng)過計(jì)算, 提出兩種養(yǎng)護(hù)方案供施工時(shí)選擇。一種是蓋一層塑料薄膜和一層 3cm 厚的防水巖棉被。另一種是蓄水 2cm- 12cm 養(yǎng)護(hù), 深度隨當(dāng)時(shí)混凝土內(nèi)外溫差增減。前者的優(yōu)點(diǎn)是保溫性能較好 ,可縮小混凝土內(nèi)表溫差 ,減慢降溫速度 ,從而有利于混凝土抗裂, 但缺點(diǎn)是可能因降溫速度過慢而延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間; 但如遇環(huán)境溫度驟降造成混凝土內(nèi)表溫差過大時(shí), 較難采取臨時(shí)加強(qiáng)保溫的措施。

五、在本工程施工過程中出現(xiàn)的問題及處理措施

1、孔洞

表現(xiàn)為混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在著空隙，局部沒有混凝土，鋼筋局部或全部裸露。產(chǎn)生的原因有：

①在鋼筋較密的部位或預(yù)留孔洞和預(yù)埋件處，混凝土下料被擱住，未振搗就繼續(xù)澆筑上層混凝土；

②混凝土離析，砂漿分離，石子成堆，嚴(yán)重跑漿，又未進(jìn)行振搗；

③混凝土一次下料過多、過厚，下料過高，振搗器振動(dòng)不到，形成松散孔洞；

④混凝土內(nèi)掉入模具、木塊、泥塊等雜物，混凝土被卡住。

處理措施如下：

（1）在鋼筋密集處及復(fù)雜部位，采用細(xì)石混凝土澆灌，在模板內(nèi)充滿，認(rèn)真分層振搗密實(shí)，預(yù)留孔洞，應(yīng)兩側(cè)同時(shí)下料，側(cè)面加開澆灌門，嚴(yán)防漏振、砂石中如有粘土塊、模板工具等雜物掉入混凝土內(nèi)，應(yīng)及時(shí)清除干凈。

（2）將孔洞周圍的松散混凝土和軟弱漿鑿除，用壓力水沖洗，濕潤后用高強(qiáng)度等級(jí)細(xì)石混凝土仔細(xì)澆灌、搗實(shí)。

2．麻面 大體積混凝土澆筑技術(shù)及常見問題處理

表現(xiàn)為混凝土局部表面出現(xiàn)缺漿和許多小凹坑、麻點(diǎn)，形成粗糙面，但無鋼筋外露現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因有：

①模板表面粗糙或粘附水泥漿渣等雜物未清理干凈，拆模時(shí)混凝土表

面被粘壞；

②模板未澆水濕潤或濕潤不夠，構(gòu)件表面混凝土的水分被吸走，使混凝土失水過多出現(xiàn)麻面；③模板拼縫不嚴(yán)，局部漏漿；

④模板隔離劑涂刷不勻，或局部漏刷或失效，混凝土表面與模板粘結(jié)造成表面麻面；

⑤混凝土振搗不實(shí)，氣泡未排出，停在模板表面形成麻點(diǎn)。

處理措施如下：

（1）模板表面清理干凈，不得粘有干硬水泥砂漿等雜物，澆灌混凝土前，模板應(yīng)澆水充分濕潤，模板縫隙應(yīng)用油氈紙、膩?zhàn)拥榷聡?yán)，模板隔離劑應(yīng)選用長效的，涂刷均勻，不得漏刷；混凝土應(yīng)分層均勻振搗密實(shí)，至排除氣泡為止。

（2）表面作粉刷的，可不處理，表面無粉刷的，應(yīng)在麻面部位澆水充分濕潤后，用原混凝土配合比去石子砂漿，將麻面抹平壓光。

3、露筋

表現(xiàn)為混凝土內(nèi)部主筋、負(fù)筋或箍筋局部裸露在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面。

產(chǎn)生的原因有：

①灌注混凝土?xí)r，鋼筋保護(hù)層墊塊位移或墊塊太少或漏放，致使鋼筋緊貼模板外露；

②結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面小，鋼筋過密，石子卡在鋼筋上，使水泥砂漿不能充滿鋼筋周圍，造成露筋；③混凝土配合比不當(dāng)，產(chǎn)生離析，靠模板部位缺漿或模板漏漿；

④混凝土保護(hù)層太少或保護(hù)層處混凝土漏振或振搗不實(shí)，或振搗棒撞擊鋼筋或踩踏鋼筋，使鋼筋位移，造成露筋；

⑤木模板未澆水濕潤，吸水粘結(jié)或脫模過早，拆模時(shí)缺棱、掉角，導(dǎo)致露筋。

處理措施如下： 大體積混凝土澆筑技術(shù)及常見問題處理

（1）澆灌混凝土，應(yīng)保證鋼筋位置和保護(hù)層厚度正確，并加強(qiáng)檢查，鋼筋密集時(shí)，應(yīng)選用適當(dāng)粒徑的石子，保證混凝土配合比準(zhǔn)確和良好的和易性，澆灌高度超過2m，應(yīng)用串筒或溜槽進(jìn)行下料，以防止離析；模板應(yīng)充分濕潤并認(rèn)真堵好縫隙；混凝土振搗嚴(yán)禁撞擊鋼筋，操作時(shí)，避免踩踏鋼筋，如有踩彎或脫扣等應(yīng)及時(shí)調(diào)整，保護(hù)層混凝土的振搗密實(shí)，正確掌握脫模時(shí)間，防止過早拆模，碰壞棱角。

（2）表面露筋，刷洗凈后，在表面抹 1:2 或 1:2.5 水泥砂漿，將露筋部位抹平；露筋較深的鑿去薄弱混凝土和凸出顆粒，洗刷干凈后，用比原來高一級(jí)的細(xì)石混凝土填塞壓實(shí)。