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摘要：本文首先介紹了高速公路桥基础大体积混凝土常见的裂缝，然后分析了出现裂缝的原因，最后阐述了大体积混凝土施工质量的控制措施。
关键词：大体积；混凝土；施工；质量控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、大体积混凝土常见的宏观裂缝
裂缝是大体积混凝土常见的病害，主要有表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。表面裂缝一般危害性较小，修补也相对容易，但是可以容忍程度也是有限的。出现表面外观裂缝并不是都影响结构安全，微裂纹还是可以容忍的，规范有一个最大允许值。深层裂缝较表面裂缝具有一定的危害性，能部分切断结构断面。贯穿裂缝的危害性最严重，能切断结构的局部断面，影响整体结构的稳定性。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈闭合。如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而逐步加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。这种裂缝，将影响主体结构的使用，必须进行防水化学灌浆加固处理。
二、大体积混凝土施工时出现早期裂缝的原因
水泥水化时产生的水化热：水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度多数发生在浇筑后的最初3～5天。因此前期养护、冷却要及时可靠。外界环境气温的变化：大体积混凝土在施工阶段，它在浇注与养护时混凝土温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会加大内外层混凝土之间的温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起混凝土变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃左右，并且有较长的延续反应时间。因此，应采取温度降温控制措施，防止混凝土内外温差引起的较大的温度应力。
三、高速公路桥基础大体积混凝土施工质量的控制措施
1大体积混凝土的原材料要求
1.1水泥
大体积混凝土结构引起裂缝的主要原因是由于混凝土在浇筑时水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期温升和后期降温现象。因此,控制水泥水化热引起的温升,即减少混凝土内外温差,对降低温度应力、防止产生温度裂缝起到重要作用。所以,大体积混凝土工程宜采用低热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质水泥等。
1.2活性混合材料
工程经验表明,在大体积混凝土中,掺加活性混合材料,既可以降低水泥用量,又可以降低大体积混凝土的水化热温升。在混凝土中掺入一定量的粉煤灰后,除了粉煤灰本身的火山灰活性作用外,且可以起到显著改善混凝土和易性的作用。若保持混凝土拌合物原有的流动性不变,则可减少单位用水量,从而可提高混凝土的密实性和强度。由此可见,在混凝土中掺入适量的粉煤灰,不仅可满足混凝土的可泵性,而且还可以降低混凝土的水化热。
1.3外加剂
国内外常用的大体积混凝土外加剂,有引气减水剂和缓凝剂两种。在大体积混凝土中,掺加一定量的引气减水剂,可降低水泥用量10%～15%,并可引入3%～6%的空气,从而改善混凝土混合物的和易性,提高混凝土的抗冻性和抗渗性。大体积混凝土施工时,掺入缓凝剂,可以防止施工裂缝的生成,并能延长可振捣的时间。在大体积混凝土中,水化放热不易消散,容易造成较大的内外温差,引起混凝土开裂。掺入缓凝剂,可使水泥水化热放热速率减慢,有利于热量消散,使混凝土内部温升降低,这对避免产生温度裂缝是有利的。
1.4骨料
配制大体积混凝土必须减少水和水泥的用量。试验表明,选用最大尺寸的粗骨料(如粒径较大、级配良好的石子),配以两种或更多种较细骨料(如优质的中、粗砂),可以组成合理级配,加以捣实后,产生的密实度接近最大值(最小空隙率),从而在给定的水灰比和稠度下,水和水泥用量都有所下降。骨料中的含泥量多少会影响混凝土的质量,在大体积混凝土施工中,石子的含泥量不得大于1%,砂的含泥量不得大于2%。
2大体积混凝土浇注施工的技术措施
大体积混凝土浇筑施工的组织设计，除应满足每一层混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：全面分层：即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。分段分层：混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方法适用于单位时间内要求供应的混凝土较少、结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍以上的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移完成浇筑施工。
3大体积混凝土的表面处理及温度裂缝控制措施
表面处理的基本方法是在混凝土浇筑4h～5h之间,先初步按设计标高用长刮尺刮平,在初凝前用铁滚碾压数遍,再用木楔打磨压实,以闭合收水裂缝,经12h～14h后,覆盖草袋充分浇水湿润养护。对大体积混凝土,在施工前要经过理论计算,采取有效的技术措施使混凝土表面与外部最高温差不大于25℃;内部温差不大于20℃;用分层分段循环浇筑法,减缓浇筑速度和强度,以利散热。用水化热较低的水泥,以减少水泥水化热、改善和易性和减少泌水。降低混凝土的入模温度;夏季施工时,砂石堆场设遮阳装置,必要时喷冷水雾预冷却,或利用冰水拌制混凝土;运输工具加盖,防止日晒,以降低混凝土初始温度。如部分拌合用水以碎冰形式加进混凝土拌和物中,使现场新拌混凝土的温度被限制在6℃左右。但是,为了混凝土的均匀性,在搅拌完成以前,应使混凝土拌和物中所有的冰全部溶化。因此,小冰片或挤压成饼状的冰片比碎冰块更加适用。加强混凝土表面的养护,必要时采取保温养护,减少混凝土表面的温度梯度。
四、结束语
大体积混凝土施工时在降温的同时，首先要保证混凝土的强度，在保证设计强度的基础上，掺加适量的混合材料；如粉煤灰，矿粉等，以保证降低水化热，同时还要加入一定量的缓凝剂。降低水泥的放热波峰。如果再不能满足要求，就要在施工过程中加装水管。用冷却水水流对大体积混凝土进行内部降温。结合施工现场的条件，采取由浅基到深基的施工步骤，对不同体量的基础及承台制定不同的浇筑方案和技术措施，有效地降低泵送大体积混凝土内部的最高温升。
参考文献：
[1]文德安.大体积混凝土施工质量控制措施研究[J].中国高新技术企业，2009，（5）.
[2]张剑.浅谈大体积混凝土裂缝控制.科技信息(科学教研)，2008，（9）.
关键词：大体积；混凝土；施工；质量控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
一、大体积混凝土常见的宏观裂缝
裂缝是大体积混凝土常见的病害，主要有表面裂缝、深层裂缝和贯穿裂缝三种。表面裂缝一般危害性较小，修补也相对容易，但是可以容忍程度也是有限的。出现表面外观裂缝并不是都影响结构安全，微裂纹还是可以容忍的，规范有一个最大允许值。深层裂缝较表面裂缝具有一定的危害性，能部分切断结构断面。贯穿裂缝的危害性最严重，能切断结构的局部断面，影响整体结构的稳定性。处于室内正常环境的一般构件最大裂缝宽度≤0.3mm；处于露天或室内高湿度环境的构件最大裂缝宽度≤0.2mm。对于地下或半地下结构，混凝土的裂缝主要影响其防水性能。一般当裂缝宽度在0.1～0.2mm时，虽然早期有轻微渗水，但经过一段时间后，裂缝可以自愈闭合。如超过0.2～0.3mm，则渗漏水量将随着裂缝宽度的增加而逐步加大。所以，在地下工程中应尽量避免超过0.3mm贯穿全断面的裂缝。这种裂缝，将影响主体结构的使用，必须进行防水化学灌浆加固处理。
二、大体积混凝土施工时出现早期裂缝的原因
水泥水化时产生的水化热：水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度多数发生在浇筑后的最初3～5天。因此前期养护、冷却要及时可靠。外界环境气温的变化：大体积混凝土在施工阶段，它在浇注与养护时混凝土温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会加大内外层混凝土之间的温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起混凝土变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃左右，并且有较长的延续反应时间。因此，应采取温度降温控制措施，防止混凝土内外温差引起的较大的温度应力。
三、高速公路桥基础大体积混凝土施工质量的控制措施
1大体积混凝土的原材料要求
1.1水泥
大体积混凝土结构引起裂缝的主要原因是由于混凝土在浇筑时水泥水化热的大量积聚,使混凝土出现早期温升和后期降温现象。因此,控制水泥水化热引起的温升,即减少混凝土内外温差,对降低温度应力、防止产生温度裂缝起到重要作用。所以,大体积混凝土工程宜采用低热硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质水泥等。
1.2活性混合材料
工程经验表明,在大体积混凝土中,掺加活性混合材料,既可以降低水泥用量,又可以降低大体积混凝土的水化热温升。在混凝土中掺入一定量的粉煤灰后,除了粉煤灰本身的火山灰活性作用外,且可以起到显著改善混凝土和易性的作用。若保持混凝土拌合物原有的流动性不变,则可减少单位用水量,从而可提高混凝土的密实性和强度。由此可见,在混凝土中掺入适量的粉煤灰,不仅可满足混凝土的可泵性,而且还可以降低混凝土的水化热。
1.3外加剂
国内外常用的大体积混凝土外加剂,有引气减水剂和缓凝剂两种。在大体积混凝土中,掺加一定量的引气减水剂,可降低水泥用量10%～15%,并可引入3%～6%的空气,从而改善混凝土混合物的和易性,提高混凝土的抗冻性和抗渗性。大体积混凝土施工时,掺入缓凝剂,可以防止施工裂缝的生成,并能延长可振捣的时间。在大体积混凝土中,水化放热不易消散,容易造成较大的内外温差,引起混凝土开裂。掺入缓凝剂,可使水泥水化热放热速率减慢,有利于热量消散,使混凝土内部温升降低,这对避免产生温度裂缝是有利的。
1.4骨料
配制大体积混凝土必须减少水和水泥的用量。试验表明,选用最大尺寸的粗骨料(如粒径较大、级配良好的石子),配以两种或更多种较细骨料(如优质的中、粗砂),可以组成合理级配,加以捣实后,产生的密实度接近最大值(最小空隙率),从而在给定的水灰比和稠度下,水和水泥用量都有所下降。骨料中的含泥量多少会影响混凝土的质量,在大体积混凝土施工中,石子的含泥量不得大于1%,砂的含泥量不得大于2%。
2大体积混凝土浇注施工的技术措施
大体积混凝土浇筑施工的组织设计，除应满足每一层混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：全面分层：即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。分段分层：混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层浇筑。这种方法适用于单位时间内要求供应的混凝土较少、结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3，适用于结构的长度大大超过厚度3倍以上的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移完成浇筑施工。
3大体积混凝土的表面处理及温度裂缝控制措施
表面处理的基本方法是在混凝土浇筑4h～5h之间,先初步按设计标高用长刮尺刮平,在初凝前用铁滚碾压数遍,再用木楔打磨压实,以闭合收水裂缝,经12h～14h后,覆盖草袋充分浇水湿润养护。对大体积混凝土,在施工前要经过理论计算,采取有效的技术措施使混凝土表面与外部最高温差不大于25℃;内部温差不大于20℃;用分层分段循环浇筑法,减缓浇筑速度和强度,以利散热。用水化热较低的水泥,以减少水泥水化热、改善和易性和减少泌水。降低混凝土的入模温度;夏季施工时,砂石堆场设遮阳装置,必要时喷冷水雾预冷却,或利用冰水拌制混凝土;运输工具加盖,防止日晒,以降低混凝土初始温度。如部分拌合用水以碎冰形式加进混凝土拌和物中,使现场新拌混凝土的温度被限制在6℃左右。但是,为了混凝土的均匀性,在搅拌完成以前,应使混凝土拌和物中所有的冰全部溶化。因此,小冰片或挤压成饼状的冰片比碎冰块更加适用。加强混凝土表面的养护,必要时采取保温养护,减少混凝土表面的温度梯度。
四、结束语
大体积混凝土施工时在降温的同时，首先要保证混凝土的强度，在保证设计强度的基础上，掺加适量的混合材料；如粉煤灰，矿粉等，以保证降低水化热，同时还要加入一定量的缓凝剂。降低水泥的放热波峰。如果再不能满足要求，就要在施工过程中加装水管。用冷却水水流对大体积混凝土进行内部降温。结合施工现场的条件，采取由浅基到深基的施工步骤，对不同体量的基础及承台制定不同的浇筑方案和技术措施，有效地降低泵送大体积混凝土内部的最高温升。
参考文献：
[1]文德安.大体积混凝土施工质量控制措施研究[J].中国高新技术企业，2009，（5）.
[2]张剑.浅谈大体积混凝土裂缝控制.科技信息(科学教研)，2008，（9）.