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摘要：大体积混凝土施工是高层建筑施工的关键环节，对混凝土结构的稳定性和应力有着直接的影响，事关建筑安全质量，因此，做好高层建筑大体积混凝土施工的质量控制，至关重要。
关键词：高层建筑；大体积混凝土施工；质量控制
Abstract: mass concrete construction is the key link of high-rise building construction, of concrete structure stability and stress has a direct impact, is building safety quality, therefore, completes high building mass concrete construction quality control, is very important.
Keywords: high building; Mass concrete construction; Quality control
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
一般来说，高层建筑的基础形式，都是采用箱形基础、筏式基础和桩基础，而这些基础需要有厚大的混凝土底板，或者体积较大的承台，这些都是体积很大的钢筋混凝土结构。特别是在高层或超高层建筑的塔楼基础范围，通常都会设计有厚度达1．5～4．5 m，而且面积较大的整体钢筋混凝土承台。这些体积较大的混凝土结构，混凝土用量大，工程条件都比较复杂，对施工技术有着很高的要求。而在正常情况下，这些浇筑混凝土会因为温度和收缩变形出现裂缝，这些裂缝对建筑物的外观，使用功能等有着很大的影响。因此，施工单位在施工的过程中，进行质量控制的主要方向，就是控制裂缝的发生。对大体积混凝土裂缝的控制主要可以从以下这几个方面进行：
(1)选择水泥品种
导致裂缝产生的原因之一是混凝土温升，而其热源是水泥水化热，因此正确的选用水泥品种，如选用中低热的水泥品种，能够有效的减少水化热，减少混凝土的升温。比如说，根据工程的实际需要，可以适当的选用325号、425号矿渣硅酸盐水泥，因为与同标号的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热能够减少28％左右。
在高层建筑结构的施工过程中，可能会因为结构设计的硬性规定，而大大的制约了材料的选择空间，而在混凝土强度的控制上，我们又无法因为考虑到施工工作性能的优劣，而随意增减，也就是说，施工单位在保证混凝土强度的基础上，就需要尽力解决如何减小水化热的問题。
(2)减少水泥用量
如前所述，水泥水化热所产生的温度应力，是地下室墙板等出现裂缝的主要原因之一，而且混凝土的强度、抗渗的级越高，就越容易产生裂缝。通常情况下，我们在地下室外墙施工中，不仅要在符合设计要求的前提下，合理的降低混凝土的强度等级，以便减少水化热，还必须要考虑混凝土的后期强度。实践表明，每立方米的混凝土水泥用量每增(减)l0kg，水泥水化热使混凝土的温度相对升(降)达10℃。
由于高层建筑的施工工期较很长，基础结构承受的各种设计荷载，都是在较长的时间后才被施加，因此，如果能够保证混凝土的强度在28d后继续增长，同时在预计的时间内达到，或者超过设计强度就可以了。施工单位在按照结构实际承受荷载的前提下，对结构的刚度和强度进行复算，并取得设计和质检部门的认可后，在采用相应的水泥使用策略，尽可能的减少混凝土的水化热温升。
(3)选择外加剂
泵送商品混凝土是现代化施工中，必不可少的材料，其对原材料的供应有着很高的技术要求，然而因为混凝土搅拌环境较差，混凝土一般都处于高温、高湿、高粉尘、高振动的条件下，所以，要保证混凝土的质量，就需要确保设备的稳定运行和精确度。考虑到泵送商品混凝土的大流动性与抗裂性的要求之间，存在一定的矛盾，因此，在泵送商品混凝土的选择上，一定要在满足最小坍落度的前提下，尽量的降低水灰比。泵送商品混凝土，通常都会有流动性与和易性的要求，这就使得混凝土的坍落度增加，水泥标号提高，水灰比增大，水泥用量、用水量、砂率均增加，骨料粒径减小，外加剂增加，最终就会造成混凝土的收缩及水化热作用，都将比以往还大。
混凝土的强度，是随水泥量及标号的提高而提高的，然而必须要注意的是，混凝土的抗拉强度、抗剪强度和粘结强度，尽管是随抗压强度的增加而增加的，但是它们与抗压强度的比值，却是随强度的提高而变小，这就意味着，在裂缝控制中，决定混凝土抗力的抗拉强度，也就是极限拉伸的提高，并不能完全以弥补增大的水化热所带来的负面影响。而这些问题又是必须要解决的，合理地选择外加剂就是其中重要的手段。
①减水剂
木质素磺酸钙，属于阴离子表面活性剂，对水泥颗粒的分散效应很明显，同时也可以让水的表面张力降低，而起到加气的作用，所以，如果在混凝土中掺入水泥用量约0．25％的木钙减水剂，一方面能够明显的改善混凝土的和易性，一方面能够减少10％左右的拌合水，节约10％左右的水泥，这样也就相应的降低了水化热。
②粉煤灰
粉煤灰是泵送混凝土的关键元素，其主要作用就是有效地提高混凝土的抗渗性能，明显的提高混凝土拌料的工作性能，同时还具有减水的功能。由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应，使具有优良性质的粉煤灰(不低于二级)在一定掺人量下(水泥质量的15％一20％)的强度还会有所增加，包括早期强度；同时，粉煤灰的掺人可以使混凝土密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减小。通过预配试验，可取得降低水灰比、减少水泥浆用量、提高混凝土可泵性等良好的效果，特别是可以明显地延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，并能改善混凝土的后期强度。
③膨胀剂
一般的硅酸盐水泥所配置的砂浆或混凝土，在干燥的情况下都会产生收缩，砂浆的收缩率为0．1％-0．2％，混凝土的收缩率在0．04％-0．06％之间，而普通混凝土的极限拉伸仅为0．01％-0．02％，这样的结果是混凝土开裂，使得结构的整体性被破坏，降低了抗渗性能。所以，在混凝土中适当地掺人膨胀剂，置换相同质量的水泥，能够让其吸收部分水化热后发生化学反应，在混凝土中只产生0．2-o．7MPa的膨胀自应力，这样就能保证混凝土处于受压状态，能够很好的抵掉干缩而产生的拉应力，避免裂缝的出现和扩大，而且也能够极大的提高混凝土的抗渗性能和后期抗压强度，达到混凝土结构本身抗裂防水的目的。
在施工中，合理使用补偿收缩混凝土，在结构自防水的同时可以实行无缝设计，无缝施工，对节约成本、缩短工期有一定的现实意义。另一方面，由于膨胀剂AEA、UEA在混凝土中形成膨胀物钙矾石时需吸收大量的水，在商品泵送混凝土中，掺人膨胀剂会增加混凝土坍落度的损失，影响混凝土的泵送施工，因此，在使用时须考虑膨胀剂与泵送剂的双掺。
(4)在对粗、细骨料的选择上需要主要的问题
①对于含泥量的有效控制
材料中的砂石含泥量会直接影响建筑施工中混凝土的抗拉强度与收缩程度，因此，在施工过程中，要严格控制含泥量，如果施工人员或技术人员由于疏忽大意，就会导致在浇捣混凝土的过程中出现泥块，这样的施工问题会直接降低混凝土的抗拉强度，从而造成一定的安全隐患，个别严重的后果，会导致建筑结构严重的开裂，因此，这个问题必须严格控制。
②对于骨料粒径的选用
在建设施工过程中，增大粗骨料的粒径，可以有效地减少用水量，同时使得混凝土的收缩减小，此外，由于水泥用量的减少，施工中也会减少水泥的水化热程度，从而达到降低混凝土的温升的目的，所以，在骨料粒径的选用上，应尽可能地选择粗骨料中最大粒径的，或较大粒径的，这样可以有效地发挥水泥的有效作用，同时达到减少收缩的目的，一举两得，达到事半功倍的效果。在地下室外墙大体积混凝土的施工过程中，粗骨料的规格往往与结构的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等因素有关。因此，通常情况下，连续级配的粗骨料配置的混凝土具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量、较高的抗压强度，应优先选用。
③砂率和细度模数的控制
在混凝土施工配合比中，如果砂率过高，就意味着细骨料多，粗骨料少，这对抗裂不利。由于泵送混凝土的输送管道除直管外，还有锥形管、弯管和软管等，当混凝土通过锥形管和弯管时，混凝土颗粒间的相对位置就会发生变化，此时若混凝土的砂浆量不足，就会产生堵管现象，因此，在混凝土的级配中，应当在满足可泵性的条件下尽可能地降低砂率。在选择细骨料时，应以中、粗砂为宜，根据有关试验资料表明，当采用细度模数为2．9，平均粒径为0．38的中、粗砂时，比采用细度模数为2．12、平均粒径为0．336的细砂，每立方米混凝土可减少用水量20—25kg，水泥用量可相应减少28—35kg，这样就降低了混凝土的温升和混凝土的收缩。
结语
实践证明，高层建筑大体积混凝土施工的质量控制是一个较为复杂的系统工程，需要施工单位按照施工计划，按照设计蓝图进行。这就需要质量监理部门和施工部门进行多方面的监督和协调，保证施工的顺利进行，保证施工的质量。
参考文献：
1 张子明,宋智通,黄海燕．混凝土绝热温升和热传导方程的新理论[J]．河海大学学报(自然科学版)，2011年03期
2 杨俊华,胡杰．大体积混凝土裂缝控制技术初探[J]．淮海工学院学报，2010年02期
个人简介：兰健林（1968.06—），男，瑶族，工程师，从事施工管理工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高层建筑；大体积混凝土施工；质量控制
Abstract: mass concrete construction is the key link of high-rise building construction, of concrete structure stability and stress has a direct impact, is building safety quality, therefore, completes high building mass concrete construction quality control, is very important.
Keywords: high building; Mass concrete construction; Quality control
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
一般来说，高层建筑的基础形式，都是采用箱形基础、筏式基础和桩基础，而这些基础需要有厚大的混凝土底板，或者体积较大的承台，这些都是体积很大的钢筋混凝土结构。特别是在高层或超高层建筑的塔楼基础范围，通常都会设计有厚度达1．5～4．5 m，而且面积较大的整体钢筋混凝土承台。这些体积较大的混凝土结构，混凝土用量大，工程条件都比较复杂，对施工技术有着很高的要求。而在正常情况下，这些浇筑混凝土会因为温度和收缩变形出现裂缝，这些裂缝对建筑物的外观，使用功能等有着很大的影响。因此，施工单位在施工的过程中，进行质量控制的主要方向，就是控制裂缝的发生。对大体积混凝土裂缝的控制主要可以从以下这几个方面进行：
(1)选择水泥品种
导致裂缝产生的原因之一是混凝土温升，而其热源是水泥水化热，因此正确的选用水泥品种，如选用中低热的水泥品种，能够有效的减少水化热，减少混凝土的升温。比如说，根据工程的实际需要，可以适当的选用325号、425号矿渣硅酸盐水泥，因为与同标号的矿渣水泥和普通硅酸盐水泥相比，3d的水化热能够减少28％左右。
在高层建筑结构的施工过程中，可能会因为结构设计的硬性规定，而大大的制约了材料的选择空间，而在混凝土强度的控制上，我们又无法因为考虑到施工工作性能的优劣，而随意增减，也就是说，施工单位在保证混凝土强度的基础上，就需要尽力解决如何减小水化热的問题。
(2)减少水泥用量
如前所述，水泥水化热所产生的温度应力，是地下室墙板等出现裂缝的主要原因之一，而且混凝土的强度、抗渗的级越高，就越容易产生裂缝。通常情况下，我们在地下室外墙施工中，不仅要在符合设计要求的前提下，合理的降低混凝土的强度等级，以便减少水化热，还必须要考虑混凝土的后期强度。实践表明，每立方米的混凝土水泥用量每增(减)l0kg，水泥水化热使混凝土的温度相对升(降)达10℃。
由于高层建筑的施工工期较很长，基础结构承受的各种设计荷载，都是在较长的时间后才被施加，因此，如果能够保证混凝土的强度在28d后继续增长，同时在预计的时间内达到，或者超过设计强度就可以了。施工单位在按照结构实际承受荷载的前提下，对结构的刚度和强度进行复算，并取得设计和质检部门的认可后，在采用相应的水泥使用策略，尽可能的减少混凝土的水化热温升。
(3)选择外加剂
泵送商品混凝土是现代化施工中，必不可少的材料，其对原材料的供应有着很高的技术要求，然而因为混凝土搅拌环境较差，混凝土一般都处于高温、高湿、高粉尘、高振动的条件下，所以，要保证混凝土的质量，就需要确保设备的稳定运行和精确度。考虑到泵送商品混凝土的大流动性与抗裂性的要求之间，存在一定的矛盾，因此，在泵送商品混凝土的选择上，一定要在满足最小坍落度的前提下，尽量的降低水灰比。泵送商品混凝土，通常都会有流动性与和易性的要求，这就使得混凝土的坍落度增加，水泥标号提高，水灰比增大，水泥用量、用水量、砂率均增加，骨料粒径减小，外加剂增加，最终就会造成混凝土的收缩及水化热作用，都将比以往还大。
混凝土的强度，是随水泥量及标号的提高而提高的，然而必须要注意的是，混凝土的抗拉强度、抗剪强度和粘结强度，尽管是随抗压强度的增加而增加的，但是它们与抗压强度的比值，却是随强度的提高而变小，这就意味着，在裂缝控制中，决定混凝土抗力的抗拉强度，也就是极限拉伸的提高，并不能完全以弥补增大的水化热所带来的负面影响。而这些问题又是必须要解决的，合理地选择外加剂就是其中重要的手段。
①减水剂
木质素磺酸钙，属于阴离子表面活性剂，对水泥颗粒的分散效应很明显，同时也可以让水的表面张力降低，而起到加气的作用，所以，如果在混凝土中掺入水泥用量约0．25％的木钙减水剂，一方面能够明显的改善混凝土的和易性，一方面能够减少10％左右的拌合水，节约10％左右的水泥，这样也就相应的降低了水化热。
②粉煤灰
粉煤灰是泵送混凝土的关键元素，其主要作用就是有效地提高混凝土的抗渗性能，明显的提高混凝土拌料的工作性能，同时还具有减水的功能。由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应，使具有优良性质的粉煤灰(不低于二级)在一定掺人量下(水泥质量的15％一20％)的强度还会有所增加，包括早期强度；同时，粉煤灰的掺人可以使混凝土密实度增加，收缩变形有所减少，泌水量下降，坍落度损失减小。通过预配试验，可取得降低水灰比、减少水泥浆用量、提高混凝土可泵性等良好的效果，特别是可以明显地延缓水化热峰值的出现，降低温度峰值，并能改善混凝土的后期强度。
③膨胀剂
一般的硅酸盐水泥所配置的砂浆或混凝土，在干燥的情况下都会产生收缩，砂浆的收缩率为0．1％-0．2％，混凝土的收缩率在0．04％-0．06％之间，而普通混凝土的极限拉伸仅为0．01％-0．02％，这样的结果是混凝土开裂，使得结构的整体性被破坏，降低了抗渗性能。所以，在混凝土中适当地掺人膨胀剂，置换相同质量的水泥，能够让其吸收部分水化热后发生化学反应，在混凝土中只产生0．2-o．7MPa的膨胀自应力，这样就能保证混凝土处于受压状态，能够很好的抵掉干缩而产生的拉应力，避免裂缝的出现和扩大，而且也能够极大的提高混凝土的抗渗性能和后期抗压强度，达到混凝土结构本身抗裂防水的目的。
在施工中，合理使用补偿收缩混凝土，在结构自防水的同时可以实行无缝设计，无缝施工，对节约成本、缩短工期有一定的现实意义。另一方面，由于膨胀剂AEA、UEA在混凝土中形成膨胀物钙矾石时需吸收大量的水，在商品泵送混凝土中，掺人膨胀剂会增加混凝土坍落度的损失，影响混凝土的泵送施工，因此，在使用时须考虑膨胀剂与泵送剂的双掺。
(4)在对粗、细骨料的选择上需要主要的问题
①对于含泥量的有效控制
材料中的砂石含泥量会直接影响建筑施工中混凝土的抗拉强度与收缩程度，因此，在施工过程中，要严格控制含泥量，如果施工人员或技术人员由于疏忽大意，就会导致在浇捣混凝土的过程中出现泥块，这样的施工问题会直接降低混凝土的抗拉强度，从而造成一定的安全隐患，个别严重的后果，会导致建筑结构严重的开裂，因此，这个问题必须严格控制。
②对于骨料粒径的选用
在建设施工过程中，增大粗骨料的粒径，可以有效地减少用水量，同时使得混凝土的收缩减小，此外，由于水泥用量的减少，施工中也会减少水泥的水化热程度，从而达到降低混凝土的温升的目的，所以，在骨料粒径的选用上，应尽可能地选择粗骨料中最大粒径的，或较大粒径的，这样可以有效地发挥水泥的有效作用，同时达到减少收缩的目的，一举两得，达到事半功倍的效果。在地下室外墙大体积混凝土的施工过程中，粗骨料的规格往往与结构的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺等因素有关。因此，通常情况下，连续级配的粗骨料配置的混凝土具有较好的和易性、较少的用水量和水泥用量、较高的抗压强度，应优先选用。
③砂率和细度模数的控制
在混凝土施工配合比中，如果砂率过高，就意味着细骨料多，粗骨料少，这对抗裂不利。由于泵送混凝土的输送管道除直管外，还有锥形管、弯管和软管等，当混凝土通过锥形管和弯管时，混凝土颗粒间的相对位置就会发生变化，此时若混凝土的砂浆量不足，就会产生堵管现象，因此，在混凝土的级配中，应当在满足可泵性的条件下尽可能地降低砂率。在选择细骨料时，应以中、粗砂为宜，根据有关试验资料表明，当采用细度模数为2．9，平均粒径为0．38的中、粗砂时，比采用细度模数为2．12、平均粒径为0．336的细砂，每立方米混凝土可减少用水量20—25kg，水泥用量可相应减少28—35kg，这样就降低了混凝土的温升和混凝土的收缩。
结语
实践证明，高层建筑大体积混凝土施工的质量控制是一个较为复杂的系统工程，需要施工单位按照施工计划，按照设计蓝图进行。这就需要质量监理部门和施工部门进行多方面的监督和协调，保证施工的顺利进行，保证施工的质量。
参考文献：
1 张子明,宋智通,黄海燕．混凝土绝热温升和热传导方程的新理论[J]．河海大学学报(自然科学版)，2011年03期
2 杨俊华,胡杰．大体积混凝土裂缝控制技术初探[J]．淮海工学院学报，2010年02期
个人简介：兰健林（1968.06—），男，瑶族，工程师，从事施工管理工作。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。