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浅析高性能混凝土的施工控制要点
摘要:自1824年波特兰水泥发明开始,混凝土材料至今已有近200年历史,以水泥为胶结材料的混凝土也取得了巨大的发展,由普通混凝土向高性能混凝土发展。目前我国规范划分的最高强度等级为C60,而实际工程中应用的混凝土强度一般都在C50以下,C50以上的高强及C80以上的超高强高性能混凝土仅在经济发达的城市推广应用较为普及。由于国内大多使用萘系复合型的减水剂,混凝土坍落度损失没有得到根本解决,再加上各地的技术水平差异和原材料变化较大,往往达不到技术要求。因此高强高性能混凝土尚未在全国完全普及推广使用。而针对我国工程中大量使用的C50及以下强度的普通混凝土在材料使用、施工性能和耐久性存在的明显性能缺陷,通过对原材料的优选和质量控制、配合比优化、生产过程的有效控制,使用高效减水剂、掺入矿物超细粉料、尤其是复合矿物超细粉料改善混凝土的微观结构,可以提高普通混凝土的施工性能和耐久性,使普通混凝土高性能化。
关键词:高性能混凝土;施工控制要点。
从20世纪以来,混凝土就已成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代化结构首选材料,混凝土作为土木工程中最大的人造材料,其用量巨大。进入21世纪,随着科学技术的快速发展,一种又一种新型混凝土涌现出来,如高性能混凝土、纤维混凝土、自密实混凝土等相继出现。在我国,高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术,选用优质原材料,除水泥、水、集料外,必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土。具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。以下就是高性能混凝土的施工控制要点:
一.高性能混凝土施工前准备
1.制定施工全过程和各个施工环节的质量控制内容与质量保证措施,并提前完成全部原材料品质指标的检验及配合比的选定,并形成技术文件。
2.混凝土施工前,施工和监理单位应事先确定并培训专门从事混凝土关键工序过程施工的操作人员和记录人员。
3.混凝土正式施工前,应针对不同混凝土结构的特点和施工季节、环境条件等因素进行调节。
二.高性能混凝土原材料管理
1.混凝土的原材料应按技术质量要求由专人采购与管理,采购人员和施工人员之间对各种原材料应有交接记录。
2.混凝土原材料进场后,应对原材料的品种、规格和数量以及质量证明书等进行验收核查,并按有关标准的规定取样和复验。对于检验不合格的原材料应按有关规定清除出场。
3.混凝土原材料进场后,应及时建立原材料管理台账,主要包括进货日期、材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、“质量证明书”编号、“复试检验报告”编号及检验结果等。原材料管理台账应填写正确、真实、项目齐全。
4.混凝土用水泥、矿物掺和料应采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放,且应特别注意防潮,不得露天堆放。
5.不同混凝土原材料应有固定的堆放地点和明确的标识,标明材料名称、品种、生产厂家、生产日期和进场日期。原材料堆放应有堆放分界标识,以免误用。骨料堆场地应事先硬化处理,并设置必要的排水措施。
三.高性能混凝土配合比设计
1.混凝土配合比应参照现行国家标准(JGJ55),通过对混凝土的工作性能、力学性能、耐久性能以及抗裂性能进行对比试验后确定。
2.设计混凝土配合比应遵循经济性、工作性、强度、耐久性的原则。
3.混凝土的最低强度等级、最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量、最大胶凝材料用量以及矿物掺量应按规范要求通过试验选定。
4.当试验配合比的混凝土总碱量和CI-含量满足要求时,应进行选配配合比,然后进行抗裂性、耐久性检验。
5.专用复合外加剂的掺量应符合生产厂家的使用说明,并经试验后确定。
四.高性能混凝土的搅拌
1.混凝土原材料应严格按照施工配合比进行准确称量,胶凝材料、专用复合外加剂、拌合用水其最大允许偏差为重量计的正负1%,粗细骨料最大允许偏差为重量计的正负2%。
2.搅拌混凝土前应严格测定粗细骨料的含水率,准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化,以便及时调整施工配合比。含水量每班抽测2次,雨天应随时抽测。
3.应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系统计量原材料。投料顺序细骨料、水泥、矿物掺和料和专用复合外加剂、搅拌、水、充分搅拌、粗骨料继续搅拌至均匀为止。每一投料阶段的搅拌时间不少于30s,总搅拌时间不少于3min。
4.拌制第一盘混凝土时,可增加水泥和细骨料用量10%,保持水胶比不变,以便搅拌机持浆。
5.冬季搅拌混凝土,要满足最低入模12℃的要求,应优先采用加热水的预热方法增加拌合物温度,但水的温度不宜高于80℃,骨料加热温度不宜高于60℃。
五.高性能混凝土的运输
1.混凝土运输应选用能确保浇筑工作连续进行,运输能力与混凝土搅拌能力相匹配的运输设备。不得采用机动翻斗车、手推车等工具运输混凝土。
2.在运输混凝土过程中,应保持运输混凝土的道路平坦畅通,保证混凝土在运输过程中保持均匀性,运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆。
3.运输过程中,应对运输设备采取保温隔热措施,严禁在运输途中向混凝土内加水。
4.应尽量减少混凝土的转载次数和运输时间,从搅拌机卸出到浇筑完毕的延续时间应以不影响混凝土的各项性能为限。
5.若采用搅拌罐车运输混凝土,当搅拌罐车到达浇筑现场时,应将搅拌罐车高速旋转20~30s,再将混凝土拌合物喂入泵车受料斗或混凝土料斗中。
6.采用混凝土泵送混凝土时,应按(JGJ/T10)的规定进行施工。
六.高性能混凝土的浇筑
1.浇筑施工前,应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先拟定浇筑方案,包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等,混凝土浇筑过程中不得无故更改浇筑方案。
2.浇筑混凝土前,应指定专人作重复检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度。构件侧面和底面的垫块至少应为4个/㎡。
3.混凝土入模前,应测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能,符合要求方可浇筑。
4.混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m,当大于2m时,应采用滑槽、串筒等措施辅助浇筑混凝土。
5.混凝土浇筑应采用分层连续推移的方式进行,不得随意留置施工缝。
6.混凝土的一次浇筑厚度不宜大于60cm(当采用泵送混凝土时)或40cm(当采用非泵送混凝土时)。
七.高性能混凝土的振捣
1.混凝土的振捣可采用插入式高频振捣棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备。
2.采用插入式振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。混凝土较粘稠时,应加密振点分布,每点的振捣时间一般不宜超过30s,避免过振。
3.在振捣混凝土过程中,应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况,以防漏浆。
八.高性能混凝土的养护
1.混凝土浇筑完成后,应及时采取措施对混凝土进行养护。
2.混凝土养护不论是覆盖或者洒水喷淋养护一般不少于14d。
九.结束语
随着高性能混凝土的应用与发展,建筑对生态环境产生的影响正引起社会的关注,建筑物在建造和运行的过程中需消耗大量的自然资源和能源,并对环境产生不同的影响,高性能混凝土的技术核心是在限制水泥用量以获得混凝土高性能的同时坚持其可持续性的发展原则,大力开展绿色高性能混凝土的研究和应用高性能混凝土具有普通混凝土无法比拟的优良性能,对混凝土的发展将起重要作用并指明了非常明确的方向。
参考文献
[1]混凝土低碳技术与高性能混凝土
[2]混凝土结构通用规范 GB 55008-2021
[3]普通混凝土配合比设计规程