高性能混凝土質(zhì)量控制技術(shù)

  目前，國內(nèi)修建的高速鐵路、客運專線都已采用高性能混凝土，高速公路雖然沒有完全應(yīng)用，但因具有較高的耐久性、工作性、體積穩(wěn)定性及可觀的經(jīng)濟性等優(yōu)點，越來越多的新建高速公路開始推廣應(yīng)用。

  《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》 （CECS207-2006）對高性能混凝土定義為： 采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn)，具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求各項力學(xué)性能，具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。

  用常規(guī)的材料和生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出合格的、滿足要求的高性能混凝土，混凝土的質(zhì)量控制是關(guān)鍵。高性能混凝土質(zhì)量控制是一個全過程的控制，包括配合比設(shè)計、混凝土拌和、施工控制和后期的混凝土養(yǎng)護控制。

  高性能混凝土配合比設(shè)計

  在滿足規(guī)范及設(shè)計要求的前提下，高性能混凝土配合比設(shè)計要特別注意以下幾個方面：

  1.高性能混凝土的特點是針對具體應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計的，項目要根據(jù)自己的工程特點、地區(qū)氣候、環(huán)境特點具體試配。

  因運輸費用較大影響地材的價格，所選用的地材在滿足規(guī)范要求的前提下應(yīng)盡量就地取材。

  2.高性能混凝土試配不應(yīng)追求高、早、強，而應(yīng)滿足設(shè)計要求，這對混凝土的體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性而言，意義重大。

  3.高性能混凝土不是高流動性混凝土，其工作性能只要滿足工程特點以及施工工藝要求即可。

  4.高性能混凝土應(yīng)加入足夠的礦物摻合料，可以是一種，也可以是幾種，在滿足強度和施工工藝的前提下，應(yīng)盡量減少水泥的用量和用水量，應(yīng)采用合適的水膠比，以保證混凝土的體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性能。

  高性能混凝土生產(chǎn)

  高性能混凝土的生產(chǎn)階段，應(yīng)注意原材料、混凝土拌和等問題。

  原材料原材料在滿足規(guī)范要求的前提下還應(yīng)重點控制以下幾點：

  一是砂石料的含泥量及泥塊含量。

  目前，高性能混凝土所用的高性能外加劑，大部分都是聚羧酸系高性能減水劑。這種外加劑對砂石料的含泥量和泥塊含量 （主要是泥塊對外加劑的吸附性）相當敏感。

  砂石料的含泥量是影響混凝土坍落度損失的一個主要原因。因此，高性能混凝土用砂石料，要嚴格控制含泥量及泥塊含量。

  二是礦物摻合料。

  優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、硅粉、礦粉、石英砂粉等礦物摻合料，具有需水量小、早期活性低、黏聚性好等優(yōu)點，用適量的礦物摻合料替代水泥摻入混凝土中，可明顯提高混凝土的流動性、黏聚性，減水泌水離析，降低坍落度損失，從而提高新拌混凝土的工作性能，并可以降低混凝土的溫度應(yīng)力，從而減少由于溫差而引起的開裂傾向。

  礦物摻合料的選用和質(zhì)量檢測，是保證高性能混凝土施工質(zhì)量的一個重要的因素。另外，選材料階段要充分了解市場是否有足夠的供應(yīng)量，是否能滿足高性能混凝土各項指標的要求，對于在工程所在地區(qū)范圍內(nèi)數(shù)量沒有保證的礦物摻合料，在配合比設(shè)計階段盡可能不考慮使用。

  三是水泥。

  目前，國內(nèi)各地區(qū)的水泥大多都在供應(yīng)過程中出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，往往是許多廠家的水泥生產(chǎn)出來后沒有經(jīng)過足夠的存放期就提前出廠 ，這種水泥到現(xiàn)場后溫度很高，其內(nèi)部的二水石膏已經(jīng)脫水成半水石膏，很容易引起混凝土的工作性能。具體表現(xiàn)為： 混凝土坍落度損失快，混凝土出現(xiàn)急凝或假凝，甚至會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度應(yīng)力而開裂的現(xiàn)象，給施工控制造成很大的困難。因此，現(xiàn)場每一臺拌和站至少要有兩個或以上的存放水泥的儲存罐，依次交替使用，其作用一是保證拌和站的水泥的供應(yīng)量，另外一個重要目的是存放降溫，保證拌制的混凝土與試配時的一致性。

  四是外加劑。

  外加劑的均勻性和穩(wěn)定性在保證高性能混凝土質(zhì)量中起著重要作用。選用外加劑時， 要選用質(zhì)量有保證的大廠家。

  另外，使用前充分攪拌均勻，從而保證新拌混凝土穩(wěn)定的工作性。

  拌和控制采用拌和性能好的強制式攪拌機，準確計量，應(yīng)采用科學(xué)的投料順序，確保拌制的混凝土配比準確、攪拌均勻。

  高性能混凝土大都采用較低的水膠比，混凝土比較黏，高性能混凝土的拌和時間應(yīng)比普通混凝土適當延長 30 秒左右，以保證拌和物的均勻性。氣溫較低時，因外加劑和水泥的作用時間較慢，應(yīng)適當延長混凝土的拌和時間。

  運輸過程中，混凝土運輸車的速度要保證混凝土處于拌和狀態(tài)，混凝土到達現(xiàn)場澆筑前應(yīng)高速拌和半分鐘左右，以保證高性能混凝土具有良好的均勻性。

  高性能混凝土現(xiàn)場施工

  施工過程中如何保證高性能混凝土的施工質(zhì)量，是整個施工過程控制的關(guān)鍵所在?；炷连F(xiàn)場施工過程中，應(yīng)注意分層振搗厚度、振搗時間、振搗間距、拆模前的養(yǎng)護、拆模時間等問題。

  分層振搗厚度因為高性能混凝土水膠比比相同標號的普通混凝土要低，又摻入了礦物摻合料，所以高性能混凝土有較好的黏聚性，不利于大氣泡排出。高性能混凝土在施工過程中要嚴格控制分層振搗厚度，每層一般不宜超過 40cm。振搗過程中，要做到有序，振點適當加密，振搗時間應(yīng)比普通混凝土的振搗時間適當延長。

  振搗時間從現(xiàn)場的施工情況來看，無論是 C30 的立柱、蓋梁混凝土還是 C50 預(yù)制箱梁混凝土，高性能混凝土的振搗時間比普通混凝土的振搗時間適當延長 10 至 15 秒左右。這樣，澆筑出的構(gòu)件外觀和內(nèi)在質(zhì)量都能得到保證。

  振搗間距嚴格控制各振點的間距，在保證混凝土不離析、不泌水的情況下， 應(yīng)該適當加密振點， 且在振搗過程中做到有序、不漏振、不過振。

  拆模前的養(yǎng)護一般施工人員是在混凝土澆筑完成混凝土強度達到規(guī)范要求后直接拆模，不注意混凝土拆模前的養(yǎng)護，這種情況直接導(dǎo)致拆模后構(gòu)件與大氣的暴露的位置及以下部分混凝土產(chǎn)生麻面。主要原因是 ： 表層混凝土中的水蒸發(fā)而散失，導(dǎo)致混凝土在初凝前產(chǎn)生收縮，在混凝土還沒有達到強度的情況下導(dǎo)致模板面脫離、黏模而引起的。北方工程在春秋兩個季節(jié)表現(xiàn)得尤其嚴重。如果在混凝土澆筑完成后，及時用濕潤的土工布覆蓋混凝土暴露面，即可避免麻面產(chǎn)生。因此，高性能混凝土拆模前的養(yǎng)護，也是很重要的環(huán)節(jié)之一。

  拆模時間高性能混凝土摻入了大量的礦物摻合料，混凝土的初凝時間會比同標號的普通混凝土延長。因此，為保證模板拆除的過程中不破壞混凝土表面，拆模時間應(yīng)該適當延長。

  后期養(yǎng)護

  采用有效的養(yǎng)護和保護措施，對混凝土進行養(yǎng)護，防止混凝土收縮開裂，混凝土收縮主要是早期干燥失水收縮、后期的自收縮和化學(xué)收縮。早期的收縮由表及里，收縮時產(chǎn)生收縮裂縫。此時，混凝土的耐久性直線下降。為防止高性能混凝土出現(xiàn)因干燥收縮產(chǎn)生的有害裂縫，最有效的措施是延長混凝土后期養(yǎng)護時間，這也是能否實現(xiàn)高性能混凝土的關(guān)鍵因素之一。

編者注：

  水泥企業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈，進軍混凝土產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢，在建筑物結(jié)構(gòu)、壽命越來越受到重視的今天，水泥企業(yè)發(fā)展混凝土產(chǎn)業(yè)時，發(fā)展高強、高性能混凝土將成為未來發(fā)展的重要方向。9月25日，”2014第二屆中國水泥發(fā)展論壇“將在浙江寧波隆重舉行，現(xiàn)場將掀起高強、高性能混凝土的生產(chǎn)與應(yīng)用相關(guān)問題的熱烈討論，敬請關(guān)注。

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  注：二維碼有效期至2014年9月21日