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摘要:科学技术提高进步的同时,给建筑工程提出了新的要求,传统建筑材料中的普通混凝土技术强度低、耐久性不高已经不能满足需要。而高性能混凝土技术克服了这些不足并且有更好的工作性,能够带更好的经济价值。本文简要分析了高性能的混凝土的生产加工工艺和施工过程,以及保证高性能混凝土质量的控制措施。
关键字:高性能混凝土施工技术质量控制
中图分类号:TU528文献标识码: A 文章编号:
0.前言
随着混凝土施工工艺的不断发展与完善,高性能混凝土(High performance concrete,简称HPC)应运而生,目前已经应用于实际工程建设当中。高性能砼采用的是一种新型混凝土技术,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,因此,高性能混凝土在施工中具有强度高、弹性模量高、不易变形、耐久性良好、抗渗性能优异等优点。它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能重点予以保证。为此,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必須掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。高性能混凝土的出现满足了建筑施工中抗压性和安全性的要求,能够应用于要求较高的高层建筑中,对路面有高性能要求的道路工程中,对强度要求高的桥梁工程,还在港口和水利工程中优势明显。高性能混凝土施工技术的关键就是施工中的材料,对材料的选择使用及掺合物的比列要求很高,同时高性能混凝土的配置、搅拌、运输、养护也是决定高性能混凝土技术的重点和难点。
1.高性能混凝土的构成与生产工艺
1.1 高性能混凝土的构成及要求
1.1.1 水泥:水泥是形成混凝土的主要材料,尤其是在高性能混凝土中发挥着更加重要的作用。一般情况下,都采用标号等于或大于42.5的硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥或是特种的低碱、低水化热水泥,从而提高混凝土的和易性,减少水化热的产生、减少沁水性,有效的防止了混凝土早期施工中收缩裂缝的产生。
1.1.2 骨料:骨料是形成混凝土的骨骼,是保证混凝土密实度、强度、耐久性及工作性的关键所在。优质且级配良好的骨料是高性能混凝土稳定的保障。在选取粗细骨料时要考虑岩石的种类、粒径、级配等指标符合规范要求,其中要采用二级破碎的5—20mm粒级的粗骨料;细度模数范围在4.2—4.8、含泥量小于2%的细骨料。
1.1.3高性能外加剂:在诸多外加剂中高效减水剂在高性能混凝土中掺入较多,减水剂可以减少用水量,提高混凝土的流动性和密实性,增加强度和耐久性。除了减水剂外也可以为满足不同要求添加增稠剂和膨胀剂等。
1.1.4超细矿物活性掺合料:在混凝土的组成中掺合剂的作用是三个;一是润滑作用,提高混凝土的工作性;二是微集料作用,提高混凝土的密实度;三是火山灰反应作用,改善水化物的组成让混凝土更加稳定。常被作为活性掺合料的有硅粉、磨细矿粉和粉煤灰等。
1.2 高性能混凝土的生产工艺
1.2.1 高性能混凝土配制技术要求
高性能混凝土的配合原则是合适的水泥种类、具有良好粒径的优质骨料、控制水胶比,掺加高效减水剂及活性掺合剂。高性能混凝土必须经过试配、现场试验确认后,才能允许使用。
高性能混凝土的配制强度通常比设计强度大一级,水泥用量应小于 450kg/m,粗骨料采用级配连续的碎石,细骨料选用砂率为34%~44%之间的优质天然中粗河砂,水胶比控制在 0.25~0.42 之间,添加适当计量的高性能减水剂, 来改善高性能混凝土的和易性,使坍落度损失率控制在不大于10%,合理掺入优质活性掺合剂,来提高混凝土各项指标,减小水化热的产生,延缓混凝土的凝结时间。
高性能混凝土的配置是在满足强度、耐久性、工作性条件下,尽量减少水泥、水的使用量,通过对骨料、配合比的优选,合理添加掺合剂来配置水化热小、收缩小并具有良好施工性能的高性能砼。
1.2.2高性能混凝土的原材料要求
高性能混凝土的设计要求相对普通混凝土要高,要保证其强度等级,抗渗性等指标就要对混凝土选用材料质量提出更高要求。在原材料入场前进行抽样检测,原材料进场后还要按规定进行严格抽样检查,来控制原材料的质量。
高性能混凝土对各种原材料的堆放和保管也有严格的要求。砂石不应露天堆放,在存放过程中要保证砂子的含水率,还应值得注意的是原材料的温度,过高、过低都是不利于材料使用。
高性能混凝土的原材料在称量时要严格按照配合比计量,偏差过大将直接影响混凝土的强度。误差允许值如下:水泥±2%,粗细骨料±3%,水±l%,超细矿物掺合剂±1%,高效减水剂±1%。
1.2.3高性能混凝土拌制要求
高性能混凝土水胶比低、粘性大、对密实性要求较高,因此,对搅拌工艺也有严格要求。
搅拌时原材料的投料顺序一般为先投入水泥、细骨料、活性掺合剂搅拌,再投入水和减水剂再次搅拌,最后加入粗骨料。冬季施工温度低,不能保证混凝土的入模温度,因此需要在搅拌时对骨料进行加热或注入热水,不过热水的温度不能超过80℃。在冬季施工中搅拌顺序有所不同,要先投入预热的骨料和热水,再加入水泥和其他外加剂,由于冬季温度的影响相应搅拌时间也要延长一倍。
拌制高性能混凝土时要保证坍落度和入模的含气量,在搅拌的过程要对这两个数值进行监测,确保数值稳定。搅拌时还要根据混凝土强度及其他性能要求,控制好搅拌速度和时间,保证每次搅拌时间在半小时以内,并做到对设备的及时清理。
2.高性能混凝土的运输与浇筑施工技术
2.1 高性能混凝土的运输与浇筑
高性能混凝土从搅拌站运输到施工现场的过程中应尽量避免坍落度的损失,保证混凝土的质量。可以采用分次添加高效减水剂,即搅拌时加入一部分减水剂,在运输途中或到达施工现场后再次投入剩余部分的方法。也可以使用载体流化剂或是复合型高效减水剂。
由于高性能混凝土的坍落度大、流动性高,使其对模板的压力也随之增大,浇筑前要按规格进行认真检验,避免发生事故。填充性也是影响高性能混凝土工作性的主要因素,浇筑之前也要对填充性进行检查。浇筑时要综合考虑时间、温度、天气的影响,保证在6小时内浇筑完。
浇筑混凝土时进行振捣可以避免强度和抗渗性的下降,使混凝土中的一些气泡排出,降低混凝土孔隙率保障密实度。对于高性能混凝土来说宜采用超声波振动器或高频振动器。
2.2 高性能混凝土的养护措施
经过试验证明,对高性能混凝土采取不同的养护方法,其强度的增长是不同的。由于高性能混凝土的水胶比小、水化反应快,所以早期养护十分重要。在养护过程中还要进行保温和保湿措施,在浇筑完毕后的12小时以内进行湿润养护,使混凝土在良好的条件下进行水化反应,从而保证高性能混凝土内外温差均匀,防止出现裂缝。因此,在养护过程中要对温度指标进行测量,使其在允许范围内。
3.高性能混凝土质量控制与保证
高性能混凝土与普通混凝土是不同,它具有水胶比低的特点、并且添加了高矿物掺和料和外掺剂。这使得高性能混凝土不管在生产加工还是施工养护都与普通混凝土不同。水胶
比低使高性能混凝土的粘黏性变大,因此在高性能混凝土的运输过程、浇注、振捣工艺上要严格进行控制,防止施工人员为便于施工进行掺水,造成强度、耐久性下降;普通混凝土早期强度高水化快,对养护要求不是很高,而添加了高矿物掺和料的高性能混凝土要求养护必须到位,由于高性能混凝土用水量低,易出现收缩情况导致裂缝产生,在浇筑后,要盖上湿布进行早期养护。良好的养护措施也同时保证了高性能混凝土内部水化反应的正常进行。
想要使高性能混凝土达到其高性能就必须严格控制高性能混凝土的各个过程,对原材料和生产状况进行监控和抽样监测,对高性能混凝土的运输、浇筑、振捣、养护给予重视。在对高性能混凝土质量检验与控制中可以参照《混凝土结构工程施工及验收规范》 ( GB50204-92 )中相关的规定。
4.结论
高性能混凝土技术是对传统混凝土技术的突破及提升,不仅降低了造价、节省了材料、节约了资金更提高了混凝土强度、延长混凝土寿命,满足了更多建筑工程及其他工程的需要。随着人们对高性能混凝土技术的应用研究不断加深,其应用领域也将不断扩大,将为我国建筑行业带来更多、更大的技术经济效益,也会促进国家的建设,经济的发展。
参考文献:
[1] 卞春丽,梁晓平. 高性能混凝土技术特点及应用[J]. 山西建筑, 2007,33( 2) : 182-183.
[2] 洪雷.混凝土性能及新型混凝土技术[M]. 大连: 大连理工大学出版社,2005: 15-53.
[3] 蒋银岚, 胡智伟. 高强及高性能混凝土的特征和研究现状[J]. 山西建筑,2010,36( 24) : 183-185.
关键字:高性能混凝土施工技术质量控制
中图分类号:TU528文献标识码: A 文章编号:
0.前言
随着混凝土施工工艺的不断发展与完善,高性能混凝土(High performance concrete,简称HPC)应运而生,目前已经应用于实际工程建设当中。高性能砼采用的是一种新型混凝土技术,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土,因此,高性能混凝土在施工中具有强度高、弹性模量高、不易变形、耐久性良好、抗渗性能优异等优点。它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能重点予以保证。为此,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必須掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。高性能混凝土的出现满足了建筑施工中抗压性和安全性的要求,能够应用于要求较高的高层建筑中,对路面有高性能要求的道路工程中,对强度要求高的桥梁工程,还在港口和水利工程中优势明显。高性能混凝土施工技术的关键就是施工中的材料,对材料的选择使用及掺合物的比列要求很高,同时高性能混凝土的配置、搅拌、运输、养护也是决定高性能混凝土技术的重点和难点。
1.高性能混凝土的构成与生产工艺
1.1 高性能混凝土的构成及要求
1.1.1 水泥:水泥是形成混凝土的主要材料,尤其是在高性能混凝土中发挥着更加重要的作用。一般情况下,都采用标号等于或大于42.5的硅酸盐水泥、早强硅酸盐水泥或是特种的低碱、低水化热水泥,从而提高混凝土的和易性,减少水化热的产生、减少沁水性,有效的防止了混凝土早期施工中收缩裂缝的产生。
1.1.2 骨料:骨料是形成混凝土的骨骼,是保证混凝土密实度、强度、耐久性及工作性的关键所在。优质且级配良好的骨料是高性能混凝土稳定的保障。在选取粗细骨料时要考虑岩石的种类、粒径、级配等指标符合规范要求,其中要采用二级破碎的5—20mm粒级的粗骨料;细度模数范围在4.2—4.8、含泥量小于2%的细骨料。
1.1.3高性能外加剂:在诸多外加剂中高效减水剂在高性能混凝土中掺入较多,减水剂可以减少用水量,提高混凝土的流动性和密实性,增加强度和耐久性。除了减水剂外也可以为满足不同要求添加增稠剂和膨胀剂等。
1.1.4超细矿物活性掺合料:在混凝土的组成中掺合剂的作用是三个;一是润滑作用,提高混凝土的工作性;二是微集料作用,提高混凝土的密实度;三是火山灰反应作用,改善水化物的组成让混凝土更加稳定。常被作为活性掺合料的有硅粉、磨细矿粉和粉煤灰等。
1.2 高性能混凝土的生产工艺
1.2.1 高性能混凝土配制技术要求
高性能混凝土的配合原则是合适的水泥种类、具有良好粒径的优质骨料、控制水胶比,掺加高效减水剂及活性掺合剂。高性能混凝土必须经过试配、现场试验确认后,才能允许使用。
高性能混凝土的配制强度通常比设计强度大一级,水泥用量应小于 450kg/m,粗骨料采用级配连续的碎石,细骨料选用砂率为34%~44%之间的优质天然中粗河砂,水胶比控制在 0.25~0.42 之间,添加适当计量的高性能减水剂, 来改善高性能混凝土的和易性,使坍落度损失率控制在不大于10%,合理掺入优质活性掺合剂,来提高混凝土各项指标,减小水化热的产生,延缓混凝土的凝结时间。
高性能混凝土的配置是在满足强度、耐久性、工作性条件下,尽量减少水泥、水的使用量,通过对骨料、配合比的优选,合理添加掺合剂来配置水化热小、收缩小并具有良好施工性能的高性能砼。
1.2.2高性能混凝土的原材料要求
高性能混凝土的设计要求相对普通混凝土要高,要保证其强度等级,抗渗性等指标就要对混凝土选用材料质量提出更高要求。在原材料入场前进行抽样检测,原材料进场后还要按规定进行严格抽样检查,来控制原材料的质量。
高性能混凝土对各种原材料的堆放和保管也有严格的要求。砂石不应露天堆放,在存放过程中要保证砂子的含水率,还应值得注意的是原材料的温度,过高、过低都是不利于材料使用。
高性能混凝土的原材料在称量时要严格按照配合比计量,偏差过大将直接影响混凝土的强度。误差允许值如下:水泥±2%,粗细骨料±3%,水±l%,超细矿物掺合剂±1%,高效减水剂±1%。
1.2.3高性能混凝土拌制要求
高性能混凝土水胶比低、粘性大、对密实性要求较高,因此,对搅拌工艺也有严格要求。
搅拌时原材料的投料顺序一般为先投入水泥、细骨料、活性掺合剂搅拌,再投入水和减水剂再次搅拌,最后加入粗骨料。冬季施工温度低,不能保证混凝土的入模温度,因此需要在搅拌时对骨料进行加热或注入热水,不过热水的温度不能超过80℃。在冬季施工中搅拌顺序有所不同,要先投入预热的骨料和热水,再加入水泥和其他外加剂,由于冬季温度的影响相应搅拌时间也要延长一倍。
拌制高性能混凝土时要保证坍落度和入模的含气量,在搅拌的过程要对这两个数值进行监测,确保数值稳定。搅拌时还要根据混凝土强度及其他性能要求,控制好搅拌速度和时间,保证每次搅拌时间在半小时以内,并做到对设备的及时清理。
2.高性能混凝土的运输与浇筑施工技术
2.1 高性能混凝土的运输与浇筑
高性能混凝土从搅拌站运输到施工现场的过程中应尽量避免坍落度的损失,保证混凝土的质量。可以采用分次添加高效减水剂,即搅拌时加入一部分减水剂,在运输途中或到达施工现场后再次投入剩余部分的方法。也可以使用载体流化剂或是复合型高效减水剂。
由于高性能混凝土的坍落度大、流动性高,使其对模板的压力也随之增大,浇筑前要按规格进行认真检验,避免发生事故。填充性也是影响高性能混凝土工作性的主要因素,浇筑之前也要对填充性进行检查。浇筑时要综合考虑时间、温度、天气的影响,保证在6小时内浇筑完。
浇筑混凝土时进行振捣可以避免强度和抗渗性的下降,使混凝土中的一些气泡排出,降低混凝土孔隙率保障密实度。对于高性能混凝土来说宜采用超声波振动器或高频振动器。
2.2 高性能混凝土的养护措施
经过试验证明,对高性能混凝土采取不同的养护方法,其强度的增长是不同的。由于高性能混凝土的水胶比小、水化反应快,所以早期养护十分重要。在养护过程中还要进行保温和保湿措施,在浇筑完毕后的12小时以内进行湿润养护,使混凝土在良好的条件下进行水化反应,从而保证高性能混凝土内外温差均匀,防止出现裂缝。因此,在养护过程中要对温度指标进行测量,使其在允许范围内。
3.高性能混凝土质量控制与保证
高性能混凝土与普通混凝土是不同,它具有水胶比低的特点、并且添加了高矿物掺和料和外掺剂。这使得高性能混凝土不管在生产加工还是施工养护都与普通混凝土不同。水胶
比低使高性能混凝土的粘黏性变大,因此在高性能混凝土的运输过程、浇注、振捣工艺上要严格进行控制,防止施工人员为便于施工进行掺水,造成强度、耐久性下降;普通混凝土早期强度高水化快,对养护要求不是很高,而添加了高矿物掺和料的高性能混凝土要求养护必须到位,由于高性能混凝土用水量低,易出现收缩情况导致裂缝产生,在浇筑后,要盖上湿布进行早期养护。良好的养护措施也同时保证了高性能混凝土内部水化反应的正常进行。
想要使高性能混凝土达到其高性能就必须严格控制高性能混凝土的各个过程,对原材料和生产状况进行监控和抽样监测,对高性能混凝土的运输、浇筑、振捣、养护给予重视。在对高性能混凝土质量检验与控制中可以参照《混凝土结构工程施工及验收规范》 ( GB50204-92 )中相关的规定。
4.结论
高性能混凝土技术是对传统混凝土技术的突破及提升,不仅降低了造价、节省了材料、节约了资金更提高了混凝土强度、延长混凝土寿命,满足了更多建筑工程及其他工程的需要。随着人们对高性能混凝土技术的应用研究不断加深,其应用领域也将不断扩大,将为我国建筑行业带来更多、更大的技术经济效益,也会促进国家的建设,经济的发展。
参考文献:
[1] 卞春丽,梁晓平. 高性能混凝土技术特点及应用[J]. 山西建筑, 2007,33( 2) : 182-183.
[2] 洪雷.混凝土性能及新型混凝土技术[M]. 大连: 大连理工大学出版社,2005: 15-53.
[3] 蒋银岚, 胡智伟. 高强及高性能混凝土的特征和研究现状[J]. 山西建筑,2010,36( 24) : 183-185.