耐久性混凝土外觀質(zhì)量控制探索

關(guān)鍵詞: 耐久性混凝土 外觀質(zhì)量 控制
 
1  前言
 
  青藏高原氣候惡劣, 年平均氣溫1.6 ℃, 極端最高氣溫26.5 ℃, 極端最低氣溫- 35.9 ℃, 空氣稀薄,氣壓低。在如此惡劣的氣候條件下, 控制好耐久混凝土的外觀質(zhì)量是一個(gè)非常艱巨的任務(wù), 本文思想認(rèn)為混凝土的施工過(guò)程控制至關(guān)重要, 現(xiàn)就這一思想淺談耐久性混凝土的外觀質(zhì)量控制。
 
2  工程概況
 
  由中鐵二局青藏鐵路工程指揮部施工的重點(diǎn)工程有羊八井隧道群及線路跨堆龍曲的大橋、特大橋。以我指揮部一項(xiàng)目部已施工完畢的DIK1925 + 870 堆龍曲1 號(hào)特大橋?yàn)槔?橋墩、橋臺(tái)內(nèi)部質(zhì)量均勻密實(shí),不存空洞、露筋、露骨、蜂窩、麻面、裂縫等缺陷,表面無(wú)漏漿、沙面、脫皮、無(wú)受凍痕跡等現(xiàn)象, 每平方米氣泡不超過(guò)20 個(gè), 而且表面光潔度好, 工作縫線條順直。以此工程為例, 對(duì)以下耐久性混凝土的外觀質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。
 
3  工藝流程
 
  見(jiàn)圖3 - 1。
 
 
4  控制要點(diǎn)
41  原材料控制
 
  4.1.1  水泥: 水泥是混凝土中的膠結(jié)材料, 質(zhì)量的好壞直接影響混凝土強(qiáng)度及外觀質(zhì)量。我部每到達(dá)一批水泥, 物資科均以書(shū)面的材料進(jìn)場(chǎng)通知單通知試驗(yàn)室, 并附上進(jìn)場(chǎng)水泥的合格證, 由試驗(yàn)室按規(guī)定取樣復(fù)檢, 復(fù)檢合格后才投入使用。每個(gè)月由監(jiān)理工程師組織試驗(yàn)室、物資科不定期抽查水泥庫(kù)房的堆碼及是否存有過(guò)期結(jié)塊的不合格產(chǎn)品, 如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即整改和將不合格產(chǎn)品清除出場(chǎng), 為了防止水泥和混凝土的有關(guān)添加劑中堿性氧化物質(zhì)與砂中活性二氧化硅等物質(zhì)在常溫、常壓下緩慢反應(yīng)生成堿硅膠后吸水膨脹導(dǎo)致混凝土破壞。我部?jī)?yōu)先選用西藏高爭(zhēng)P·O32.5R 和甘肅祁連山P·O32.5R 低堿水泥, 經(jīng)按批抽樣復(fù)檢,其安定性、強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、堿含量符合GB175 - 1999 的規(guī)定。
 
  4.1.2  粗細(xì)骨料: 粗細(xì)骨料的級(jí)配好壞、粒徑的大小、含泥量的多少以及堿活性都直接影響耐久性混凝土的耐久性指標(biāo)及外觀質(zhì)量。因此, 我部在材料調(diào)查后, 選用了羊八井及堆龍曲的砂石料場(chǎng), 經(jīng)檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)符合TB10210 - 2001 的規(guī)定。見(jiàn)表4.1.2 - 1、表4.1.2 - 2
 
 
 
 
  4.1.3  外加劑:由于青藏高原的特殊地理環(huán)境和惡劣的氣候條件,對(duì)混凝土的耐久性要求很高,我部使用了由鐵科院、蘭鐵院、鐵一院、中南大學(xué)共同研制的DZ系列低溫早強(qiáng)耐腐蝕外加劑,它的主要性能表現(xiàn)在:a 、顯著發(fā)送混凝土的和易性,b、形成合理的孔結(jié)構(gòu),c 、實(shí)現(xiàn)負(fù)溫早強(qiáng)但不影響后期強(qiáng)度,d、顯著改善混凝土的耐久性能,e 、對(duì)凍土層的熱撓動(dòng)小。
 
  在使用過(guò)程中,我部每使用100t 外加劑進(jìn)行一次自檢,內(nèi)容包括:減水率、混凝土的坍落度及其損失、含氣量、泌水率、凝結(jié)時(shí)間等。經(jīng)按批抽檢驗(yàn),該外加劑質(zhì)量長(zhǎng)期穩(wěn)定,符合GB8076 - 1997、JC475 - 92 以及《青藏鐵路高原凍土區(qū)混凝土耐久性技術(shù)條件》規(guī)定的耐久性指標(biāo)。
 
  4.1.4  拌合水和養(yǎng)護(hù)用水:我部所用低溫早強(qiáng)耐久性混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水為堆龍曲河水,一般每月進(jìn)行一次水質(zhì)分析,遇洪水季節(jié),每月進(jìn)行兩次水質(zhì)分析,以保證拌合及養(yǎng)護(hù)水的質(zhì)量,并且水中有害物質(zhì)的含量不超過(guò)表4.1.4 的規(guī)定。
 
    
 
4.2  配合比的選定
4.2.1  配合比的確定配合比的初步確定根據(jù)現(xiàn)行行
 
  業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)》J GJ55 - 2000 及青藏總指[2002 ]88 號(hào)文件進(jìn)行。C15~C25 混凝土初步配合比見(jiàn)表4.2.1 - 1。經(jīng)過(guò)試拌調(diào)整,確定配合比見(jiàn)表4.2.1 - 2。
 
 
 
 
4.2.2  配合比檢驗(yàn)
 
  (1) 強(qiáng)度檢驗(yàn)
  按上述配合比制作6 組150mm3 的立方體試件,其中3 組成型后即置于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù),另外3 組在20 ℃的環(huán)境中靜置2 小時(shí)后送入- 20 ℃的低溫冰柜中養(yǎng)護(hù)14 天,之后再轉(zhuǎn)入標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)21 天,至總齡期35 天時(shí)試壓,結(jié)果見(jiàn)表4.2.2 - 1。
 
    
 
  從上表可以看出,標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度值大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度值,負(fù)溫試驗(yàn)強(qiáng)度值大于標(biāo)養(yǎng)強(qiáng)度值。結(jié)論:該配合比的強(qiáng)度指標(biāo)合格。
 
 ?。?) 抗凍等八項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)
  按上述配合比制作成型八項(xiàng)耐久性指標(biāo)試件,并按規(guī)定養(yǎng)護(hù)至齡期,送到青藏鐵路耐久性混凝土試驗(yàn)中心檢驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表4.2.2 - 2。
 
 
  從表七可以看出:該配合比八項(xiàng)耐久性指標(biāo)檢驗(yàn)合格,并且在施工使用中,拌合物性能很好,能滿足設(shè)計(jì)與施工現(xiàn)場(chǎng)的要求。
 
5  耐久性混凝土的拌合過(guò)程控制
 
 ?。?) 拌合站采用具有自動(dòng)計(jì)量上料系統(tǒng)的強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌混凝土,并且對(duì)計(jì)量設(shè)備進(jìn)行定期標(biāo)定,標(biāo)定合格后才投入使用,以保證計(jì)量的準(zhǔn)確性。
 
  (2) 拌合之前,由試驗(yàn)人員在砂石料倉(cāng)分別取樣測(cè)定其含水率,并根據(jù)理論配合比隨時(shí)調(diào)整施工配合比,計(jì)算拌制每盤(pán)混凝土所需各種材料的用量,并以施工配料通知單的形式發(fā)給拌合站負(fù)責(zé)人。
 
 ?。?) 外加劑使用袋裝法計(jì)量。由于外加劑摻量的準(zhǔn)確與否直接影響耐久性混凝土的性能,為了保證外加劑摻量的準(zhǔn)確性,由試驗(yàn)室按照理論配合比計(jì)算出每盤(pán)混凝土的外加劑用量,用臺(tái)稱稱量后裝入塑料袋,并且不定期對(duì)外加劑的分裝重量進(jìn)行抽查。
 
 ?。?) 攪拌時(shí)間。由試驗(yàn)室對(duì)拌合時(shí)間的控制做了專項(xiàng)試驗(yàn),最終得出結(jié)論:攪拌時(shí)間控制在2.5~3 分鐘的混凝土和易性及各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最佳。
 
  (5) 拌合溫度?;炷恋暮瑲饬颗c攪拌時(shí)混凝土的溫度有關(guān),經(jīng)過(guò)在不同溫度條件下的對(duì)比試驗(yàn),混凝土溫度應(yīng)控制在10 ℃左右含氣量最佳。因此在低溫時(shí),拌合站采用了熱水拌合混凝土的方法。但是,當(dāng)加熱水溫超過(guò)60 ℃時(shí),應(yīng)改變攪拌投料順序,即先向攪拌機(jī)中投入骨料和已加熱的水,攪拌均勻后再投入水泥、外加劑等摻合料。
 
 ?。?) 每次混凝土拌合開(kāi)始后,由試驗(yàn)室對(duì)出機(jī)后的混凝土各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),內(nèi)容包括:混凝土的坍落度及半小時(shí)損失、混凝土的含氣量及半小時(shí)損失、泌水率(0.5 小時(shí)) ,并按規(guī)定制作試件。
 
6  耐久性混凝土的運(yùn)輸
 
 ?。?) 混凝土的運(yùn)輸采用混凝土罐車運(yùn)送。在運(yùn)輸過(guò)程中,罐體以2~4r/min 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng),以防止混凝土離析和水份過(guò)多散失,出料前應(yīng)以常速攪拌20~30s后用中速旋轉(zhuǎn)卸料。
 
  (2) 為了避免在運(yùn)輸過(guò)程中因路線長(zhǎng)而影響含氣量,因此在運(yùn)輸過(guò)程中采用了少裝快運(yùn)、少停留、少倒運(yùn)等方法來(lái)減少混凝土的含氣量及坍落度損失。并且施工現(xiàn)場(chǎng)報(bào)檢時(shí)間必須準(zhǔn)確,以免混凝土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后不能及時(shí)灌注,造成混凝土拌合物性能改變,從而影響耐久性混凝土外觀質(zhì)量。
 
7  耐久性混凝土的澆注過(guò)程控制
 
 ?。?) 在澆筑混凝土前,結(jié)構(gòu)物基底應(yīng)清理干凈,基坑內(nèi)有水時(shí)應(yīng)采取防排水措施,將模板和鋼筋清干凈,并在模板上均勻地涂抹脫模劑。
 
 ?。?) 混凝土澆筑前,在施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土的含氣量及坍落度,并填寫(xiě)耐久性混凝土拌合過(guò)程檢查表。
 
  (3) 混凝土澆筑時(shí),采用滑槽、串筒、漏斗等器具,使混凝土的出口到承接面之間的高度不大于2m ,以保證混凝土的質(zhì)量。
 
 ?。?) 混凝土澆筑時(shí),分層進(jìn)行,其厚度根據(jù)混凝土的拌制能力、運(yùn)輸、澆筑速度、振搗能力和結(jié)構(gòu)要求等條件來(lái)決定,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),分層厚度控制在30 ~50cm 之內(nèi)。
 
 ?。?) 澆筑涵洞基礎(chǔ)、承臺(tái)、墩身等大體積混凝土?xí)r,澆筑速度不宜過(guò)快,以免水泥水化產(chǎn)生的水化熱過(guò)度集中,致使混凝土內(nèi)外溫差太大而造成溫差裂縫。
 
 ?。?) 混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)因故間歇時(shí),其間歇時(shí)間應(yīng)根據(jù)環(huán)境溫度、水泥性能、水灰比和外加劑類型等條件通過(guò)試驗(yàn)確定。當(dāng)允許間歇時(shí)間已超過(guò)時(shí),應(yīng)按澆筑中斷處理,同時(shí)留置施工縫,并作記錄。施工縫的平面應(yīng)與結(jié)構(gòu)的軸線相垂直,施工縫處應(yīng)埋入適量的接茬片石、鋼筋或型鋼,并使其體積露出混凝土外一半左右。當(dāng)混凝土施工縫處接續(xù)澆筑新混凝土?xí)r,應(yīng)符合下列規(guī)定: 前層混凝土的強(qiáng)度不得小于1.2MPa ,應(yīng)鑿除施工縫處的水泥砂漿薄膜、松動(dòng)石子或松動(dòng)混凝土層,并將雜物清除干凈,但不得存有積水。新混凝土澆筑前,宜在橫向施工縫處先鋪一層厚約15mm 且與混凝土灰砂比相同而水灰比略小的水泥砂漿(豎向施工縫處可刷一層水灰比為0.3 左右的薄水泥漿) ,或鋪一層厚約30cm 的混凝土,其粗骨料宜比新澆筑混凝土減少10 % ,然后再接續(xù)澆筑新層混凝土。施工縫處的新層混凝土應(yīng)搗實(shí)。
 
 ?。?) 混凝土的振搗采用插入式振搗器時(shí),以混凝土不再沉落,表面出現(xiàn)浮漿為度,時(shí)間宜控制在40~60s之間,并且插入點(diǎn)應(yīng)距模板5~10cm ,不能碰撞鋼筋和預(yù)埋件,移動(dòng)間距控制在作用半徑的1.5 倍以內(nèi)。插入下層混凝土內(nèi)的深度控制在5~10cm。
 
8  耐久性混凝土的養(yǎng)護(hù)
 
  混凝土澆筑完畢后,養(yǎng)護(hù)工作至關(guān)重要,按照耐久混凝土的養(yǎng)護(hù)要求,分為拆模前和拆模后兩階段養(yǎng)護(hù)。
 
8.1  拆模前養(yǎng)護(hù)
 
  (1) 混凝土澆筑后,必須及時(shí)在鋼模外包裹遮陽(yáng)布,并立即覆蓋混凝土表面,進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。當(dāng)氣溫較高時(shí)(10 ℃以上) ?;炷两Y(jié)構(gòu)物早期養(yǎng)生采用補(bǔ)水養(yǎng)生,即對(duì)澆注完的混凝土(包括沒(méi)有拆模的結(jié)構(gòu)物) 表面包裹一層蓄水物質(zhì)(如麻袋、棉被等) ,用塑料薄膜包裹封閉,在養(yǎng)護(hù)期間,需對(duì)蓄水物質(zhì)定時(shí)注水以保證持續(xù)濕潤(rùn)狀態(tài),養(yǎng)生時(shí)間不得少于14 天,并且盡可能延長(zhǎng)養(yǎng)生時(shí)間以確?;炷猎缙谒|(zhì)量;當(dāng)氣溫較低時(shí)(5 ℃以下) ,為確保低溫條件下混凝土結(jié)構(gòu)物的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量,采取封閉式養(yǎng)護(hù)工藝,養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于28 天;嚴(yán)格控制混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度不低于混凝土外加劑規(guī)定的最低適用溫度,當(dāng)環(huán)境溫度低于- 5 ℃時(shí),應(yīng)采取保溫措施(如用干棉被覆蓋) ,直至混凝土的強(qiáng)度達(dá)到臨界抗凍強(qiáng)度,并不得對(duì)混凝土灑水。混凝土達(dá)到臨界抗凍強(qiáng)度所需養(yǎng)護(hù)時(shí)間見(jiàn)表8.1。
 
 
 ?。?) 在混凝土拆模前的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中,應(yīng)選擇有代表性的混凝土結(jié)構(gòu)部位定時(shí)測(cè)定澆筑后混凝土表面和內(nèi)部的溫度,其溫差應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)無(wú)設(shè)計(jì)要求時(shí),溫差不宜超過(guò)15 ℃。
 
8.2  拆模后養(yǎng)護(hù)
 
  混凝土結(jié)構(gòu)物拆模后,應(yīng)迅速采用帆布(對(duì)預(yù)制件) 或塑料布(現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)) 等材料將露出的混凝土表面覆蓋,進(jìn)行養(yǎng)護(hù),當(dāng)采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)時(shí),塑料布內(nèi)應(yīng)具有凝結(jié)水,養(yǎng)護(hù)不得少于14 天,并應(yīng)經(jīng)常檢查。拆模后灑水包裹嚴(yán)密,建議包裹養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于2 個(gè)月。
 
9  耐久性混凝土的拆模
 
 ?。?) 拆模時(shí)強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)設(shè)計(jì)未要求時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定:
  ①側(cè)模應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到臨界抗凍強(qiáng)度以上,且其表面及棱角不因拆模而受損時(shí)方可拆除;
 
 ?、诘啄?yīng)符合混凝土強(qiáng)度規(guī)定后方可拆除;
 ?、坌灸;蝾A(yù)留孔洞的內(nèi)模應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能保證構(gòu)件或孔洞表面不發(fā)生塌陷和裂縫時(shí),方可拆模。
 
 ?。?) 拆模宜按立模順序逆向進(jìn)行,不得損傷混凝土,并減少模板破損。拆模后的混凝土結(jié)構(gòu),應(yīng)在混凝土達(dá)到100 %的設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,方可承受全部設(shè)計(jì)荷載。
 
10  結(jié)束語(yǔ)
 
  耐久性混凝土的外觀質(zhì)量控制關(guān)鍵是混凝土各施工過(guò)程的控制,采取合理有效的措施是獲得優(yōu)良的混凝土外觀質(zhì)量的有力保障。實(shí)踐證明,在施工中嚴(yán)格控制原材料,嚴(yán)格按配合比施工(我部所用配合比每立方混凝土總堿含量不超過(guò)3kg ,有效控制了堿—骨料反應(yīng)) ,并且在混凝土拌合、運(yùn)輸、搗固及養(yǎng)護(hù)過(guò)程上嚴(yán)格把關(guān),就能保證耐久性混凝土結(jié)構(gòu)物光潔度好,氣泡少,獲得良好的內(nèi)實(shí)和外觀質(zhì)量。

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