大体积砼施工QC小组

控制大体积混凝土裂缝的措施小组名称：襄樊市第一人民医院直线加速机房精神科综合楼工程QC小组发布人：张克强发布时间：2010年3月目录

前言 １、工程概况 ２、ＱＣ小组概况 ３、选题理由 ４、现状调查 ５、技术难点及方案可行性分析 ６、混凝土热工计算 ７、原因分析 ８、对策制定 ９、对策实施 １０、效果检查 １１、体会

前言

在工业与民用建筑（包括建筑物和构筑物）工程的大体积混凝土施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑体内部温度剧烈变化，使混凝土浇筑体早期塑性收缩和混凝土硬化过程中的收缩增大，使混凝土浇筑体内部的温度-收缩应力剧烈变化，而导致混凝土浇筑体或构件发生裂缝的现象常见。如何防止大体积混凝土施工中出现有害裂缝是大体积混凝土施工中的关键技术问题。特别是随着国民经济的快速发展，在大体积混凝土施工中，由于混凝土建构筑物设计强度等级的提高，水泥等胶凝材料细度的提高，各种外加剂的掺入，用水量的减少使大体积混凝土施工过程中因水泥水化热产生的温度应力或由于混凝土干燥收缩而产生的收缩应力的变化引起混凝土体积变形而产生裂缝的防控问题更为突出。襄樊市第一人民医院直线加速机房精神科综合楼工程位于襄樊市解放西路与友谊巷交接处，总建筑面积约6000M2，建筑物为地上七层框架，设一层地下室，长40.4m，宽18.6m，高5.7m，基础埋深-7.3M，桩基砼强度等级为C35，地下室底板、侧壁、顶板砼为C35、P6防水混凝土加微膨胀剂，地下室底板部分厚度为1800mm，承台1200mm，地下室剪力墙厚1200mm，局部厚2600mm，顶板厚2600mm，属于典型的大体积混凝土施工，为满足直线加速机房放射防护要求，大体积混凝土严禁出现裂缝。

1、工程概况2、QC小组概况小组名称襄樊市第一人民医院直线加速机房精神科综合楼工程QC小组编号QC-01小组类型现场型课题名称控制大体积混凝土裂缝的控制成立时间2009年8月12日小组人数7人活动时间2009年8月12日至10月20日活动次数4次/月小组成员姓名性别年龄职称学历职务组内分工承担工作张克强男42工程师大学项目部经理组长全面负责蒋勇男38高工大学项目监督副组长技术指导杨浩男50高工大学技术顾问技术顾问活动策划吴仕雄男42高工大学技术负责人组员方案设计邓红兵男40工程师大学质检员组员质量检查周先军男39工程师大学施工员组员技术分析刘璞男42工程师大学技术员组员方案实施制表人：刘璞日期：2009年8月12日3、选题理由工程特点质量目标市场需要控制大体积混凝土裂缝的措施

本工程混凝土体积大，截面变化明显，温度裂缝的施工质量控制是加速机房放射防护的难点。本工程是公司重点项目，合同承诺主体结构质量等级为“隆中杯”。而加速机房地下室墙体裂缝是省疾控中心必检部位，不允许出现裂缝目前，同行业施工质量水平都比较高，我们作为一个一级企业，更应该做好这个项目。制表:刘璞日期:2009年8月16日4、现状调查

小组针对大体积混凝土的质量问题对本市其它已建的二个同类项目进行现状调查，共计检测200个点，裂缝部位为40个，不合格率为20％。下表即为裂缝超标调查表:

大体积砼裂缝超标调查表

制表：刘璞日期：2009年8月25日

★结论：从排列图可以看出，贯通缝与变截面裂缝与表面裂缝是影响大体积砼合格率的关键症结，为本次活动主要解决的对象。序号质量缺陷频数频率(%)累计频率(%)1表面裂缝1537.5%37.5%2贯通缝1332.5%70%3变截面缝1025%95%4冷缝25%100%合计100%裂缝设定目标：结合本工程放射防护的实际情况和调查中发现的问题，本工程要取得“隆中杯”，满足加速机使用要求，须在大体积裂缝控制中创新、科学、组织、技术攻关、精心施工、大体积砼裂缝不合格率降低到2%的目标。目标设定依据及可行性分析：㈠理论依据：通过活动，如果解决裂缝问题的93%，则裂缝不合格率可降低20%－20%×95%×93%=1.87%＜2%㈡技术保证：小组成员都是技术创新能手，有较高的理论和丰富的实践经验，有可靠的物力、人力保证。㈢组织保证：有6位组员多年一直坚持QC活动，公司领导关心重视QC活动，为活动创造了良好的环境和条件，小组有踏实的工作作风和较强的管理能力，能达到目标要求。因此可见：目标可行。5、设定目标及可行性分析6、原因分析

QC小组针对现状调查，对大体积砼裂缝缺陷分别从人员、材料、机具、测量、操作方法、环境六个方面逐一分析，并绘出关联图。

原因分析关联图工人缺乏针对性培训未按规范操作干缩裂缝产生后期裂缝局部产生应力裂缝砼温度高出现冷缝裂缝向深层发展强度降低，裂缝增加水化热大变截面部位拉应力大砼配合比设计不合理水泥选择不合理保湿养护不及时保温措施不到位砼浇筑不及时表面裂纹防止措施不到位模板未湿水长期裸露入模温度过大裂缝超过初凝时间振捣质量差内外温差大高水泥热水泥形成贯通缝工人缺乏针对性培训未按规范操作干缩裂缝产生后期裂缝局部产生应力裂缝砼温度高出现冷缝裂缝向深层发展强度降低，裂缝增加水化热大变截面部位拉应力大砼配合比设计不合理水泥选择不合理保湿养护不及时保温措施不到位砼浇筑不及时表面裂纹防止措施不到位模板未湿水长期裸露入模温度过大裂缝超过初凝时间振捣质量差内外温差大高水泥热水泥形成贯通缝7、要因确认

根据关联图，小组采取了现场考察、实地演练、请经验丰富的工人等方式对11条末端因素进行要因确认：要因验证一：工人缺乏针对性培训据调查有94%的工人，作业前都进行了专业培训，具有相关工种的《操作证》，其余7%的工人为辅助性工作，不直接参与施工一线作业。结论：非要因要因验证二：模板未湿水木模板吸水能力强，砼表层脱水过快，容易引起表层皴裂纹，观感差。结论：非要因要因验证三：保湿养护不及时保湿养护不及时，导致砼表层水份蒸发，产生龟裂，表层裂缝向深层发展成有害裂缝；养护时间短，不能充分发挥砼的“应力松弛将就”，以削减温度收缩应力。结论：要因要因验证四：保温措施不到位

保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。保温养护的主要目的，一是通过减少混凝土表面的热扩散，从而降低大体积混凝土浇筑体的里外温差值，降低混凝土浇筑体的自约束应力；其次是降低大体积混凝土浇筑体的降温速率，延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性，利用混凝土的抗拉强度，以提高混凝土承受外约束应力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。结论：要因要因验证五：水泥选择不合理选用高标号低水化热水泥，可提高砼强度，增强砼结构自身抗拉应力，同时低水化热水泥可以减少混凝土凝结时的发热量。结论：要因要因验证六：砼配合比设计不合理控制粉煤灰掺量的主要目的是降低大体积砼的水化热，但是随着粉煤灰掺量的增加，砼的抗拉强度会降低，同时大体积砼施工时所采用的外加剂对硬化砼的收缩会产生很大的影响。砼水灰比一般较大，表面浮浆和泌水现象普遍存在，不及时清除，会降低结构砼的质量。结论：要因要因验证七：砼浇筑不及时对商品混凝土供应过程跟踪检查，发现由于混凝土供应原因导致混凝土运输、浇筑和间歇的全部时间超过混凝土的初凝时间，同一施工段的混凝土不能连续浇筑，形成冷缝。结论：非要因要因验证八：变截面部位拉应力大变截面部位未配置构造钢筋，不能有效地承受水泥水化热收缩而引起的温度应力和收缩应力，该部位产生裂缝的可能性大。结论：要因要因验证九：表面裂纹防止措施不到位混凝土表层裂纹向深层发展，形成有害裂缝。结论：要因要因验证十：未及时回填土，导致长期裸露及时回填土，避免结构侧面长期暴露，预防在降温危险期内产生过大的脱水干缩和湿度变化。结论：非要因要因验证十一：混凝土入模温度过大入模温度大，会造成砼浇筑体内部温度聚集不易散发，引起内外温差过大，加剧温度应力变化，产生有害裂缝。结论：要因结论：通过原因分析，真正找出了引起混凝土裂缝质量超标的7个主要原因，分别为：1、混凝土配合比设计不合理2、保温措施不到位3、保湿养护不及时4、水泥选择不合理5、变截面部位拉应力大6、表面裂纹防止措施不到位7、入模温度过大8、对策制定对策措施表序号要因对策目标措施实施地点时间负责人1混凝土配合比设计不合理选择低水化热水泥、试验室优化设计配合比降低混凝土水化热、保证混凝土强度、减少水泥用量、降低水化热选择矿渣硅酸水泥，添加抗裂剂、矿粉、粉煤灰混凝土搅拌站混凝土搅拌全过程蒋勇2水泥选择不合理高标号、低水化热水泥提高混凝土强度和降低水化热

选用42.5级矿渣水泥

混凝土搅拌站

混凝土搅拌全过程杨浩

3混凝土入模温度大降低混凝土内部温度控制在24℃以下低温水搅拌、粗细骨料冷水降温、遮阳

混凝土搅拌站

混凝土搅拌全过程张克强4保湿养护不及时，时间短及时养护预防表面裂纹用棉毡覆盖专人浇水不少于14天施工现场浇筑混凝土后吴仕雄5保温措施不到位加强保温防止散热过快，降低内外温差延长拆模时间、挂保温棉毡施工现场浇筑混凝土后周先军6变截面部位拉应力大抵抗局部应力减少局部应力变形，防止变截面部位出现裂缝增加构造钢筋和抗裂钢筋网片施工现场钢筋绑扎期间邓红兵7表面裂纹防止措施不到位

防止表层裂纹向深层发展

减少裂缝

增加抗裂钢筋网片

施工现场

钢筋绑扎期间

刘璞

制表人：刘璞日期：2009年9月1日9、对策实施实施准备：科学地编制砼浇筑作业指导书，并向全体施工人员进行技术交底和操作交底，并明确砼浇筑的劳动组织和岗位职责。做到原料充足，有必要的备机、备泵、备车和备员，要有证上岗，在施工组织上，必须配备熟练人员操作泵管移位，保证施工顺利进行。根据本工程地下室底板，墙体和顶板的一次性浇筑量，确保施工现场布置HBT80型砼输送泵一台、砼运输车６－８辆，保证大体积混凝土浇筑。大体积砼浇筑前，对钢筋、模板按设计图纸进行检查验收，墙壁和顶板浇筑前，还应对预留洞口位置尺寸、各套管埋件位置数量仔细核对，无误后，做好隐蔽工程验收记录，经业主、监理、设计、质检站各方检查验收签字，并由监理下达浇筑令后方可浇筑。实施一：试验室优化设计配合比合理选择配合比，降低水化热温度。选择低水化热水泥，使用大粒径粗骨料，严格控制砂、石及配合含泥量，在砼中掺加缓凝型高效减水剂、粉煤灰和矿粉等，以减少水泥用量，使水泥用量减到280kg/m3，降低水化热温升。严格按设计强度及防水等级和防水剂要求，由试验室经优化试配确定内掺缓凝高效减水剂SY-G，以减少砼用水量，延长砼初凝时间，缓凝5小时。混凝土坍落度不宜大于160±30mm。拌和水用量不宜大于175kg/m3。粉煤灰和矿渣粉掺合料的总量不宜大于混凝土中胶凝材料用量的50%。砂率宜为35%-42%。控制粉煤灰掺量的主要目的是降低大体积混凝土的水化热，但是随着粉煤灰掺量的增加，混凝土的抗拉强度会降低，虽然粉煤灰掺量的增加对降低水化热能够起到一定的作用，但和其损失的抗拉强度相比后者仍是主要因素。由于大体积混凝土施工时所采用的外加剂对硬化混凝土的收缩会产生很大的影响，所以大体积混凝土施工时采用的外加剂，应将其收缩值作为一项重要指标加以控制。除按设计要求外，图纸设计为UEA，经多方讨论，经设计同意改为另内掺膨胀抗裂剂SY-G。SY-G型高性能膨胀抗裂剂产品中的CA活性高，水化速度较快，它与CaSO4水化生成的钙矾石（C3A·3CaSO4·32H2O）作为早期膨胀源可以补偿混凝土硬化初期的自生收缩，水化热温升引起的冷缩和部分的干缩；CA2与CaSO4水化生成钙矾石，主要用于补偿混凝土中期的干缩，减少收缩落差。生成的钙矾石起不断填充孔缝的作用，它与CaO凝胶交织在一起，形成致密的水泥石结构，对强度增长同样产生积极的作用。产品中C4A3S组分的掺入可降低混凝土的水化热，有效控制大体积混凝土的内部温升，从而有效抑制大体积混凝土温差裂缝的产生。该产品的独特性反应在产品使用过程中，具备“同步补偿收缩”的性能，即在混凝土中掺入SY-G型高性能膨胀抗裂剂，产生的膨胀与混凝土收缩同步发展，在不同时期、不同量值、不同晶体矿物的不同作用机理下，共同作用的混凝土膨胀量产生0.2—1.0Mpa的预压应力，将持续补偿或削减混凝土的收缩，保证了混凝土净收缩量在各个龄期始终小于混凝土极限延伸值，这样就有效达到了抗裂防渗的目的。★实施效果：通过水化热、泌水率、可泵性等对大体积混凝土控制的技术参数试验，有效控制大体积混凝土的内部温升，从而有效抑制大体积混凝土温差裂缝的产生。实施二：选择高标号、低水化热水泥

选用42.5级矿渣硅酸盐水泥，水化热低。（混凝土的热工计算如下）1、砼内部实际最高温度计算：实际大体积砼并非完全处于绝热状态，而是处于一定的散热条件下。因此，实际温升值比按绝热状态下计算的偏小，一般可按下式计算：Tmax=To+T(t)ξTmax—砼内部中心最高温度TO—砼的浇灌入模温度（24℃）T（t）—在t龄期时砼的绝热温升ξ—不同的浇灌块厚度，不同龄期时的降温系数，本工程最厚处2.6m砼的最终绝热温升：T（t)=

McQ/CP=(350×335＋50×52)/(0.96×2400)

=52.02℃Tmax=To+(McQ/CP)=24＋(350×335＋50×52)/(0.96×2400)

=76.02℃查表的降温系数ξ可求得不同龄期的水化热温升为:t=3dξ=0.65T(t)·ξ=52.02×0.65=33.81℃t=6dξ=0.62T(t)·ξ=52.02×0.62=32.25℃t=9dξ=0.59T(t)·ξ=52.02×0.59=30.69℃t=12dξ=0.48T(t)·ξ=52.02×0.48=24.96℃则砼内部中心实际最高温度为:T(3)=TO+T(t)·ξ=24+33.81=57.81℃T(6)=24+32.25=56.25℃T(9)=24+30.69=54.69℃T(12)=24+24.96=48.96℃2、砼表面温度计算：大体积砼结构施工应使砼中心温度与表面温度，表面温度与大气温度之差在允许范围之内（一般取≤25℃）,则可控制砼裂缝的出现，砼表面温度可按下式计算：（砼表面采用一层模板加一层棉毡保温养护）仅计算壁厚2.6M部位)(Ta平均气温取32℃)Tb(t)=Ta＋(4/H2)h’(H－h)△T(t)(平均气温取32℃）

=32＋（4/13.66）×0.548×(3.696－0.548)×(76.02－32)=54.23℃3、温差计算:砼中心温度与表面温度之差:Tmax-Tb=76.02-54.23=21.79℃＜25℃砼表面温度与大气温度之差:Tb-Ta=54.23-32=22.23℃＜25℃★实施效果：通过温度监测，混凝土内部最高温度55℃，比其他品种水泥理论值低。实施三：降低混凝土入模温度和内部温度为降低浇筑温度采用地下低温水，石子洒水冷却，砂、石表面遮盖等方法降低搅拌温度，尽量缩短砼运输时间，砼中掺加SY-G型高效减水剂，使初凝时间延长到5h以上，减缓浇筑速度，并逐层浇筑，以加快浇筑期间热量的散发。砼拟采用分层浇捣，每层厚度按500以内控制，根据砼的中心温度随着浇筑厚度的加大而升高的特点，进行分层浇捣。分层浇捣不仅可使混凝土振捣密实，还可以降低砼的中心温度加快砼的硬化过程中水化热的散发，从而降低砼的内外温差。同时，在加速机房墙壁内铺设间距为50cm的φ32钢管，砼浇筑后及时通入冷水循环吸热以降低砼内部温度。循环水管★实施效果：通过现场温度监测，混凝土浇筑2天后内部温度峰值55℃，比理论计算值76.02℃低21.02℃，有效地降低了混凝土内部温度。

循环水管

实施四：及时养护大体积砼的表面浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面、泌水，每层混凝土浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，形成小水潭，然后用水泵将水抽至附近排水井。在混凝土浇筑后4-8h内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，混凝土表面会出现龟裂，终凝前要进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜早不宜晚，及时覆盖塑料薄膜，随铺棉毡，防止气温过高砼表面失水过快而产生收缩干裂，达到保温保湿的目的.加强砼的早期养护工作，设置专人进行浇水覆盖养护，底板和顶板采取围垅蓄水养护，确保砼表面在养护期间始终保持湿润状态，避免混凝土因水分蒸发，表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢而产生干燥收缩裂缝。侧壁砼浇筑完毕后，直接在模板上淋水养护。拆模后及时覆盖1层塑料薄膜，在薄膜上悬挂麻片保水养护，以提高早期弹性模量，增强抗裂性；大体积砼降温与干缩同时发生，导致应力累加，是后期出现裂缝的主要原因之一，为此在砼拆模养护完毕后，尽快回填土，使地下水位相应上升2/3全高。整个基础底板部分保持湿润状态，预防在降温期内砼产生过大的脱水干缩和湿度变化。★实施效果：通过现场检查，未发现细小的干缩裂缝，有效地控制了表面裂纹向深层开展。

实施五：加强保温措施在混凝土浇筑后，立即在表面覆盖一层塑料薄膜、二层麻袋或矿棉毡保温保湿养护，当砼内外温差预计将接近或达到25℃时，增加表面保温措施，采用再加保温棉毡，需要时再在其上盖一层塑料薄膜，并在塑料薄膜内浇水养护，从而提高砼的