小议高层建筑大体积混凝土质量控制

摘 要：大体积混凝土施工要求较高，施工工艺复杂。文章在多年实践的基础上，对大体积混凝土施工过程中涉及的重要问题进行了阐述与分析，并结合工程实例，讨论了大体积混凝土质量控制的措施，提出高层建筑大体积混凝土质量控制要点。

关键词：高层建筑；大体积混凝土；质量控制

前言

大体积混凝土是现代建筑领域技术水平和生产需要发展到较高水平的产物。随着城市建设步伐的加快，大体积混凝土在城市建设中应用日益广泛。大体积混凝土几何尺寸和需要的混凝土量远远超过一般混凝土构件，由此而导致的物理特性也与一般混凝土有很大差异，特别是热力学性能的巨大区别，使得大体积混凝土的施工条件更加复杂，施工技术水平和工程质量都有着更高的要求。大体积混凝土在现代建筑施工中发挥着重要作业的同时，也引发了许多的工程质量问题。和一般的混凝土不同，抗压强度不足不再是大体积混凝土的最常见质量问题。当前影响大体积混凝土施工质量的最常见病害是裂缝、如何防止大体积混凝土的开裂，一直是工程技术人员长期关心和共同研究的主要课题。

1 混凝土施工的注意要点

1.1 关于对大体积混凝土性能指标的认识。很多时候，人们对混凝土性能指标的认识并不准确，许多人忽视其它性能指标，单纯认为抗压强度是体现混凝土质量的唯一标准，从而导致很多错误使用混凝土问题发生。实际上，对于大体积混凝土来说，最主要的性能指标是它的整体性（大体积），抗压强度虽然重要，但并不是大体积混凝土最关键的指标。

1.2 关于对粉煤灰的认识。一般情况下，人们对在混凝土中掺加粉煤灰的认识还停留在节能、降低成本的阶段，而对于粉煤灰在混凝土施工中发挥的重要技术作用视而不见。实际上，粉煤灰不单纯是石灰的替代品。实践证明，混凝土加入粉煤灰后，其特性发生了非常大的变化。和不添加粉煤灰的混凝土相比，含有粉煤灰的混凝土对水灰（胶）比和环境温度更为敏感。具体情况是：当水灰（胶）比比较低的时候，含有粉煤灰的混凝土强度增长速率要大于普通混凝土；当环境温度比较高的时候，含有粉煤灰的混凝土强度增长要比普通混凝土好得多。使用高效减水剂有助于降低水灰（胶）比，而大体积混凝土独特的温升特性则有利于较高的环境温度的实现。这些都给在大体积混凝土中使用粉煤灰创造了适宜条件。

1.3 关于混凝土养护。目前的国家标准和行业技术规范都对混凝土的养护时间长度进行了较为详细的说明，但关于养护的起始时间点却罕有论述。

混凝土硬化有收缩现象，从而产生拉应力，而硬化过程中因为水合作用放热温度升高使混凝土体积增大，又会产生膨胀压应力。两种截然相反的力形成的合力就是混凝土约束力。如图1所示：在混凝土温度达到tz1以前，混凝土尚未开始硬化，还处于塑性状态，内部应力为零。随着混凝土逐步硬化，混凝土内部有压应力产生，同时温度升高（这时可以采取降温措施）；温度升到一定后开始下降，达到tz2时出现第二次零应力，随后表现出拉应力。在温度达到tz1时，对混凝土进行急剧降温处理，会导致开裂现象发生，也就是所谓的“热振”。基于这个原因，必须严格控制混凝土洒水降温的时机和水的温度。养护要尽早开始，持续时间不能过长也不能过短。混凝土水灰比越低越需要及时加强外部补充水养护，不过养护时间可以适当缩短。水灰比为0.45的混凝土养护7天比较合适，过长的养护时间没有必要。

1.4 关于“冷缝”的处理。“冷缝”是指浇筑时间相隔较长的相邻混凝土之间形成的隐性缝隙。目前尚未有关于冷锋处理的统一标准。行业中普遍认为只要在初凝前接茬就没有问题。因此，混凝土接茬时间的确定就显得非常重要。为了充分了解混凝土接茬时间对混凝土性能的影响，我们进行了如下实验。

在模具内浇筑实验用量50%的混凝土，等这部分混凝土凝结至贯入阻力达1.0MPa时浇筑剩余50%混凝土。重复上述实验2次，贯入阻力分别为2.0MPa和3.5MPa。劈裂试验结果显示，随着第二部分混凝土浇筑时间的后移，对应第一部分混凝土凝结程度的加深，先后浇筑的混凝土接缝处抗拉强度逐渐下降。其中，贯入阻力为3.5MPa时浇筑第二层混凝土的试件在接缝处整齐地劈为两半，表明两部分混凝土没有结为一个整体。而贯入阻力为1.0MPa时浇筑第二层混凝土的试件经过劈裂实验后开裂处不在接缝处，说明两部分混凝土已经充分粘结，显示了良好的整体性。试验表明，当先浇筑的混凝土凝结至初凝（贯入阻力3.5MPa）状态时，再浇筑新混凝土会产生冷缝，前后浇筑的两部分混凝土之间的粘结力很低，结构不具有整体性。要保证先后浇筑的混凝土粘结牢固，避免冷缝产生，就必须在先浇筑的混凝土凝结至贯入阻力为1.0MPa前进行第二部分混凝土浇筑。

随着时间的不断延长，新拌混凝土的凝结程度越来越大。当混凝土粘度上升到一定程度后振动捣室的效果就会非常微弱。虽然此时振动棒还能下沉，其周围混凝土還呈流体状态，但振动捣实的作用半径很小，仅限振动棒四周很小范围。实践表明，混凝土贯入阻力达到1.0MPa后振动捣实就已经不能满足技术要求。

2 工程实施范例

2.1 工程概况

某写字楼工程，拟建基础厚度为1米，总方量为3000立方米，设计强度等级C40，抗渗等级P6。属于非常典型的高层建筑大体积混凝土工程，施工质量要求非常高。为保证施工质量，施工企业在施工前做了充分的准备工作。

2.2 实施细则

2.2.1 原材料的选择。该工程选用发热量低的山化天脊矿渣42.5级水泥为主料，同时搭配优质粉煤灰、高效减水剂和粗细骨料。其中，骨料的含泥量通过检测，符合技术要求。

2.2.2 配合比（见表1）

从表1可以看到，该混凝土用料使用了大比例的粉煤灰，其取代量已达28%，重量比达39%。缓凝高效减水剂能够有效降低混凝土凝结过程中的最高温度，延缓凝结速度，不仅提高了混凝土的泵送性能，还有助于提高接茬处的粘结强度，避免冷缝形成。同时，减水剂还通过降低混凝土的水灰比，达到提高混凝土强度的目的。为延缓水化热放出，采用60d龄期考察混凝土强度。

2.2.3 对“冷缝”进行控制。按照正式施工的工艺条件，浇筑6组试件，并按照正常养护标准养护7天后进行劈裂试验，从而确定混凝土接茬时间。

2.2.4 养护。浇筑完成后立即采用覆膜法进行保湿养护，达到终凝阶段后应立即揭起薄膜进行洒水养护，维持7天。3天后开始控制水温，避免因为水温过低影响养护效果。同时要注意混凝土内外温差的控制，如果温差有大于25℃的趋势，就要实施保温养护。

2.2.5 施工结果。对混凝土硬化过程进行追踪检测，其温差最大为19℃；现场取样制作试件，全部通过“冷缝”检查试验；泵送情况良好；混凝土表面光滑密实、整洁、无通病。

3 结束语

综上所述，大体积混凝土施工要满足质量要求，需要从以下几个方面着手：

一要严格控制施工材料。施工材料是否满足技术要求直接关系到工程质量的好坏。二要严格遵循配比，科学使用混料。三要在混凝土贯入阻力达到1.0MPa前完成振动捣实。四要科学养护，提高养护时效性。五要加强现场管理。

参考文献

[1]刘秉京.混凝土技术[M].北京：水利出版社，1998.

[2]覃维祖.混凝土整体论[J].建筑技术，2003（1）：16-18.

作者简介：傅成波，身份证号：362401196304030516。