摘要：簡要介紹大體積混凝土在建筑施工中結構裂縫產生的原因；在施工監理的質量控制環節，通過近年來的本人監理經驗，提出在大體積混凝土結構施工過程中監理控制的一些有效措施。
　　關鍵字：大體積混凝土，有害縫，質量控制
　　一、前言
　　隨著社會經濟的迅猛發展，建筑形式呈多樣性，復雜性發展，高層、超高層建筑越來越多，傳統的砼技術并不能完全滿足建筑結構工藝的需要。大體積混凝土以它較大長、寬、厚度尺寸以及良好的整體性，在今天的大型建筑項目、高層建筑中的樁基承臺或基礎底板得到了良好的運用。其特點是，混凝土的澆筑面和澆筑量大，整體性要求比較高，一般不允許留施工縫。因此對混凝土施工技術要求較高，特別在施工中混凝土澆筑后水泥的水化熱量大且聚集在構件內部，水泥水化熱會產生的較大溫度變化和收縮作用，容易造成混凝土表面產生收縮有害裂縫等，因此必須在各個環節均要做好質量控制的工作。
　　大體積混凝土在施工監理的控制中的主要內容，就是澆筑混凝土因水化熱和內外溫差過大所引起的一系列質量問題而采取的技術措施。在施工過程中，從控制混凝土的水化升溫、減小混凝土收縮、延緩降溫速率、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件等方面全面考慮，以此有效地控制有害裂縫的出現和發展。一是選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配制混凝土。二是在大體積混凝土選用中粗砂或粗砂。三是摻一定量粉煤灰外加劑可代替部分水泥，且能改善混凝土粘塑性。改善可泵性，降低混凝土水化熱，改善后期強度。四是大體積混凝土的養護和內部溫度進行監控，測定澆筑后的混凝土表面溫度和內部溫度，通過技術措施將溫差控制在設計要求的范圍以內，當設計無具體要求時溫差不宜超過25℃。
　　二、大體積混凝土結構產生有害裂縫的成因
　�。ㄒ唬�溫度應力引起裂縫
　　目前溫度裂縫產生主要原因是由溫差造成的。溫差可分為以下三種：大體積混凝土結構在施工期間，外界溫度變化對施工有著很大的影響�；炷�土澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系，澆筑溫度又影響著混凝土內部溫度。大體積由于混凝土是熱的不良導體，造成其內部溫度可以高大90度以上，而表面溫度與外界溫度一致，而且持續時間長。溫度應力是由溫差引起的變形所造成的，外界氣溫驟降，會加大混凝土的溫度梯度，這種內外溫差在混凝土凝結初期產生的拉應力當超過混凝土抗壓強度時，此時有害縫便會出現；另外，在拆模前后，表面溫度降低很快，造成了溫度陡降，也會導致裂縫的產生；當混凝土內部達到最高溫度后，熱量逐漸散發而達到使用溫度或最低溫度，它們與最高溫度的差值就是內部溫差；這三種溫差都會產生溫度裂縫。在這三種溫差中，較為主要是由水化熱引起的內外溫差。
　　（二）內外約束條件
　　大體積混凝土與地基澆筑在一起，當溫度變化時受到地基的限制，因而產生外部的約束應力�；炷�土在早期溫度上升時，產生的膨脹變形受到約束面的約束而產生壓應力，此時混凝土的彈性模量很小，而徐變和應力松弛較大，與基層連接不太牢固，因而壓應力較小。但當溫度下降時，則產生較大的拉應力，若超過混凝土的抗拉強度，則會出現垂直裂縫。在全約束條件下，混凝土結構的變形是溫差與其線膨脹系數的乘積，即ε=△T•a，當ε超過混凝土的極限拉伸εp時，結構便出現裂縫。工程實踐證明，當混凝土的內外溫差小于25℃時，也可能不產生裂縫。由此可見，降低混凝土的內外溫差和改善約束條件，是防止大體積混凝土產生裂縫的重要措施。
　　
　　（三）混凝土收縮
　　混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形，受到外部約束時（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產生拉應力，使得混凝土開裂。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化（塑性收縮變形），后期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的干縮變形（干燥收縮變形）。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。
　　摻入混凝土中的拌合水，約有20％的水分是水泥水化反應所必需的，其余80％都要被蒸發，失去的自由水不引起混凝土的收縮變形，而吸附水的逸出就會引起混凝土的干燥收縮。除干燥收縮外，還會產生碳化收縮。
　　
　　三、防止大體積混凝土出現有害縫的有效措施
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　　1、水泥：普通水泥水化熱高，是不適合用在大體積混凝土的施工中的。因此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度的函數，要降低水泥的水化熱，主要是選擇適宜的礦物組成和調整水泥的細度模數，硅酸鹽水泥的礦物組成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，試驗表明：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。另外，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當減小，因為水泥的細度會影響水化熱的放熱速率。
　　2、摻加粉煤灰
　　由于大體積混凝土的澆筑方式一般為泵送，為了減少水泥用量，降低水化熱并提高和易性，我們可以適量摻加粉煤灰按照規范要求，粉煤灰取代水泥的用量最大限量為25%，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，這些硅鋁氧化物能夠與水泥的水化產物進行二次反應，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，能夠參加二次反應的界面相應增加，在混凝土中分散更加均勻；③同時，粉煤灰的火山灰反應進一步改善了混凝土內部的孔結構，使混凝土中總的孔隙率降低，孔結構進一步的細化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相應收縮值也減少。但摻加粉煤灰的混混凝土早期極限抗拉極限均值有所降低，對混凝土抗滲抗裂不利。因此粉煤灰控制在10%以內，按配合比計算外摻粉煤灰用量。采用外摻法，不減少配合比水泥的用量。
　　3、粗骨料、細骨料
　�、俅止橇希罕M量擴大粗骨料的粒徑，因為粗骨料粒徑越大，級配越好，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，對防止裂縫的產生有利。一般采用碎石，粒徑5-25mm，含泥量不大于5%。
　　②細骨料：宜采用級配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因為其孔隙率小，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，裂縫就越嚴重，因此細骨料盡量用干凈的中粗沙。一般采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5%。
　　4、外加劑
　　可以比較過去工程，根據實際需要，添加2kg左右減水劑可降低水化熱峰值，對混凝土收縮有補償功能，提高抗裂性。
　�。ǘ�）采用合理的施工方法
　　1、為了確�；炷�土的質量，我們定期對攪拌機的計量系統進行檢測，把混凝土的原材料稱量偏差控制在規范允許范圍內。
　　2、為了確�；炷�土攪拌均勻，所以加強攪拌時間控制，把攪拌時間控制在不低于90s。
　　3、在混凝土的攪拌過程中，定期對骨料的含水量、塌落度、出盤溫度進行檢測，從而及時調整配合比來保證混凝土的和易性，避免拌和物出現較大波動，影響混凝土的質量。
　　4、采用混凝土泵送技術，保證混凝土在泵送過程中的質量；控制混凝土下料時的自由下落高度不大于1．5m。
　　5、混凝土澆筑成型6-18小時后，要及時養護藩護期內始終使混凝土表面保持濕潤，避免出現表面收縮裂縫。養護時間不得小于14天。
　�。ㄈ�）溫控控制
　　混凝土的溫度升降速度及其內外溫差是決定混凝土是否開裂的關鍵因素,所以做好施工過程中的溫度控制至關重要。1、降低混凝土的出站溫度通過在攪拌站內的攪拌筒上搭設遮陽棚;在混凝土拌合用水的水池中加冰塊降溫;堆高砂、石骨料,從砂堆、石堆底層取料;提前1天用水噴淋石子降溫;有效地降低了混凝土的出站溫度。2、降低混凝土的澆注溫度為降低混凝土澆注溫度,采取了澆注前對鋼筋、模板表面灑水降溫;罐車在遮陽棚完成混凝土的出罐;對罐車的罐和泵車的泵管淋水降溫;避免模板和新澆注混凝土受陽光直射;盡量利用氣溫較低的傍晚和晚上進行澆注等措施,取得了較好的效果。3、加快運輸和入倉速度澆注過程中加快運輸和入倉速度,每個倉采用2臺泵車同時澆注,減少了混凝土在運輸和澆注過程中的溫度回升。4、減小上下層溫差，施工中控制澆筑時間間歇期不超過7d，最大不超過10d。
　　
　　結語
　　在結構工程的設計與施工中，對于大體積混凝土結構，為防止其產生溫度裂縫，除需要在施工前進行認真計算外，還要做到在施工過程中采取一系列有效的技術措施。以上各項技術措施并不是孤立的，而是相互聯系、相互制約的，全面考慮、合理采用，才能做好大體積混凝土施工監理的質量控制工作。
　　參考文獻
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