摘要:高強(qiáng)砼是現(xiàn)代工程材料的發(fā)展方向,對(duì)其性能要求高,生產(chǎn)控制難度較大,本文根據(jù)工程實(shí)際,從高強(qiáng)混凝土的含義、原材料品質(zhì)和生產(chǎn)控制等幾大方面總結(jié)了高強(qiáng)砼在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,闡述了高強(qiáng)混凝土品質(zhì)控制的技術(shù)措施。 

  關(guān)鍵詞:高強(qiáng)砼建筑結(jié)構(gòu)品質(zhì)控制 

  現(xiàn)代建筑工程結(jié)構(gòu)正向高聳、大跨和重載方向發(fā)展,而混凝土所處的環(huán)境也越來(lái)越惡劣,對(duì)混凝土的品質(zhì)要求越來(lái)越高,為了滿足這種需要,高強(qiáng)砼的發(fā)展和應(yīng)用越來(lái)越多。高強(qiáng)砼的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高、變形小、耐久性高,而工程施工又常常需要泵送和商業(yè)生產(chǎn),要求混凝土的運(yùn)輸和澆筑不能影響工作性,其塌落度損失必須滿足工程需要。因此,高強(qiáng)、商砼、泵送給混凝土的生產(chǎn)提出了更高的要求,如何保證混凝土的品質(zhì)和優(yōu)良工作性能是必須面對(duì)的技術(shù)問(wèn)題。 

  一、高強(qiáng)混凝土工程特點(diǎn)、 

  高強(qiáng)砼并沒(méi)有明確的定義,從原材料、組成、結(jié)構(gòu)等混凝土的幾大基本方面都與普通混凝土沒(méi)有根本的區(qū)別,但高強(qiáng)混凝土在原材料品質(zhì)控制、配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)、澆筑、養(yǎng)護(hù)等現(xiàn)場(chǎng)控制上都與普通混凝土有著很大的不同。因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土要求混凝土具有較高的強(qiáng)度和耐久性,其結(jié)構(gòu)上必須保證低孔隙率,所以,在工程上,高強(qiáng)混凝土一般是指采用水泥、砂、石、高效減水劑等外加劑和粉煤灰、超細(xì)礦渣、硅灰等礦物摻和料,以常規(guī)工藝配制的C50―C80級(jí)砼,但隨著建筑工程的要求不斷提高,也有人認(rèn)為C60以上才屬于高強(qiáng)混凝土。 

  高強(qiáng)混凝土工程往往結(jié)構(gòu)體積龐大,配筋率高,因此要求混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)為C50以上,其坍落度較大,一般應(yīng)控制在160±20MM。配制符合此要求的高強(qiáng)砼,既有較大的坍落度又符合早強(qiáng)的特性,對(duì)混凝土的配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配制、澆筑養(yǎng)護(hù)都提出了很高的要求。 

  二、混凝土原材料質(zhì)量控制 

  配制高強(qiáng)混凝土,不需要用特殊的材料,但必須對(duì)所用原材料的品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)選和控制,其品質(zhì)指標(biāo)均大大高于普通混凝土對(duì)原材料的要求。一般應(yīng)對(duì)本地區(qū)所能得到的所有原材料進(jìn)行優(yōu)選,除有較好的性能指標(biāo)外,還必須質(zhì)量穩(wěn)定,即在一定時(shí)期內(nèi)(至少在施工期內(nèi))主要性能沒(méi)有太大的波動(dòng)。 

  1.水泥: 

  高強(qiáng)砼對(duì)水泥的品質(zhì)要求很高,其品種、細(xì)度和礦物組成對(duì)混凝土的品質(zhì)和工作性均有較大的影響,經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn),我們選用了亞泰P.O52.5水泥,其其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量低,能使砼在較低水灰比下具有良好的工作性,并要求其產(chǎn)品中C3A含量和硫酸鹽含量較少,可以減少坍落度損失,水化熱要低,C3A含量≤8%。 

  2.骨料: 

 、糯止橇希 

  粗骨料是砼的骨架,是砼強(qiáng)度的重要來(lái)源,因此,在許多經(jīng)驗(yàn)公式中,砼強(qiáng)度僅與水泥強(qiáng)度、水灰比和骨料顆粒形狀有關(guān),而與骨料礦物成分等無(wú)關(guān),但對(duì)于高強(qiáng)砼,由于水灰比的減小,砼中水泥強(qiáng)度顯著提高,骨料性能將對(duì)砼強(qiáng)度產(chǎn)生很大影響。通過(guò)試驗(yàn),我們總結(jié)了粗骨料對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響如下: 

  第一,在水泥砂漿相同的條件下,骨料品種不同時(shí),砼強(qiáng)度有很大差異,尤其是當(dāng)水灰比較小時(shí),砂漿強(qiáng)度較高時(shí),砼的強(qiáng)度差別更大。 

  第二,骨料―砂漿界面的粘合抗拉強(qiáng)度均低于砂漿抗拉強(qiáng)度,這表明骨料―砂漿界面為砼內(nèi)最薄弱部位,對(duì)于同一種骨料,界面粘結(jié)強(qiáng)度隨砂漿抗拉強(qiáng)度的提高而提高,對(duì)于不同的骨料,在水泥砂漿相當(dāng)?shù)臈l件下,骨料―砂漿界面粘結(jié)強(qiáng)度有很大差別,這表明骨料―砂漿界面粘結(jié)強(qiáng)度取決于水泥和骨料兩方面的性質(zhì),同時(shí)還證明界面粘結(jié)強(qiáng)度影響砼抗壓強(qiáng)度,骨料―砂漿界面粘結(jié)強(qiáng)度越高,則砼強(qiáng)度超高。 

  第三,骨料彈性模量也影響砼強(qiáng)度,骨料彈性模量越大,骨料在砼內(nèi)的骨架作用也越大,即受力時(shí)骨料所受應(yīng)力比例越大,當(dāng)然骨料―砂漿界面的拉剪力及剪應(yīng)力也越大,因此骨料的彈性模量越大和過(guò)小都對(duì)提高砼強(qiáng)度不利,骨料的強(qiáng)度和彈性模量應(yīng)與骨料―砂漿界面粘結(jié)強(qiáng)度相匹配,為了提高砼的強(qiáng)度,對(duì)粗骨料來(lái)說(shuō),應(yīng)用時(shí)從提高界面粘結(jié)強(qiáng)度和提高骨料強(qiáng)度兩方面著手。 

 、萍(xì)骨料 

  選用潔凈的圓形顆粒、質(zhì)地堅(jiān)硬,級(jí)配良好的天然河砂,砂子的細(xì)度模數(shù)為2.7~3.1,含泥量不超過(guò)2%的中砂。 

 、堑V物摻合料: 

  因水灰比較低的高強(qiáng)砼,其水泥石中有一部分水泥永遠(yuǎn)不能水化,只能起填充作用,而摻加礦摻料可以取代這部分水泥,減少水泥用量,提高水泥石的密實(shí)度,杜絕未水化的水泥帶來(lái)的坍落度損失。通過(guò)礦摻料(我們選用的是Ⅰ級(jí)粉煤灰),利用其超細(xì)礦物活性材料來(lái)置換水泥,可以促進(jìn)水泥水化,改善水泥石與粗骨料之間的界面結(jié)構(gòu),提高拌合物的工作性能,保證高砼的強(qiáng)度。 

  粉煤灰的品質(zhì)控制:燒失量<5%,細(xì)度(45μm孔的通過(guò)量)≥66%,MgO<5%,SO3<5%。 

  粉煤灰的摻量為水泥重25%。 

 、韧饧觿 

  配制高強(qiáng)砼選用非汽型BS型復(fù)合泵送劑,其由具有分散作用的高效減水劑和延續(xù)凝結(jié)作用的緩凝劑復(fù)合而成,根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),其摻量占水泥用量的1.2%。 

  采用BS型復(fù)合泵送劑能解決商品砼在運(yùn)輸途中對(duì)坍落度的控制,保證高強(qiáng)砼的坍落度不受損失,并保證滿足施工要求。 

  三、高強(qiáng)砼的生產(chǎn)控制 

  高強(qiáng)混凝土的生產(chǎn)與普通混凝土也沒(méi)有根本的區(qū)別,但由于高強(qiáng)混凝土的性能指標(biāo)大大高于普通混凝土,所以在生產(chǎn)中必須高度重視各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制,除嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量外,還必須嚴(yán)格控制各生產(chǎn)工序的工藝參數(shù)、指標(biāo),嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)配合比,在計(jì)量、拌和、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制生產(chǎn)參數(shù)和施工質(zhì)量。 

  1、拌和 

 、疟盟蛣┑膿郊臃椒ǎ焊邚(qiáng)砼攪拌時(shí),必須注意BS型復(fù)合泵送劑投入時(shí)間,其不能與干水泥直接接觸,否則將使砼質(zhì)量嚴(yán)重下降,應(yīng)在其他材料充分拌合后再加入BS型復(fù)合泵送劑。 

 、朴盟靠刂疲簲嚢钑r(shí)應(yīng)準(zhǔn)確控制用水量,并仔細(xì)制定砂石中的含水量。 

 、枪ぷ餍愿櫃z測(cè):新拌高強(qiáng)砼的工作性是一個(gè)綜合性指標(biāo),如流動(dòng)性、可泵性、填充性、均勻性等,其必須滿足砼集中攪拌、運(yùn)輸、泵輸送、不振搗自流平等工藝的要求。 

  我們?cè)谏a(chǎn)中通過(guò)試驗(yàn)跟蹤,在攪拌、測(cè)定坍落度和成型時(shí)發(fā)現(xiàn),砼不分層、不離析、不泌水、粘聚性,穩(wěn)定性良好,能充分滿足在流動(dòng)性、超高度泵送和輕振搗的需要。 

  2、運(yùn)輸 

  高強(qiáng)砼坍落度的經(jīng)時(shí)損失較普通砼大,因此施工中應(yīng)盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間,以保證砼拌合物有較好的工作度,對(duì)運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)的砼拌合物的性能必須進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)定。 

  砼拌合物中的空氣含量,在長(zhǎng)時(shí)間的攪拌和運(yùn)輸過(guò)程中有所增加,如果時(shí)間較長(zhǎng)必須進(jìn)行測(cè)試,對(duì)于水灰比大于0.35的60Mpa的砼,空氣含量每增加1%,抗壓強(qiáng)度的損失的5%,對(duì)于水灰比低的高強(qiáng)砼,損失更多,所以在運(yùn)輸中要盡力避免含氣量的變化。 

  3、振搗 

  由于鋼筋比較密集,就必須要求砼的坍落度為200mm±20MM,采用高頻振動(dòng)器振搗,分附著式和插入式兩種,砼應(yīng)振搗充分,澆筑核心筒墻體砼,必須采用分層循環(huán)澆灌方法,并充分振搗密實(shí)。 

  4、養(yǎng)護(hù) 

  高強(qiáng)砼由于水泥用量大,水化熱高,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是避免產(chǎn)生溫度裂縫的重要措施。高強(qiáng)砼在澆筑后8h內(nèi),應(yīng)覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。 

  四、結(jié)束語(yǔ):隨著工程建設(shè)的發(fā)展,要求混凝土具有更高強(qiáng)度、更大流動(dòng)性、更高工作性和更具耐久性,同時(shí)還要兼顧經(jīng)濟(jì)性,這就要求我們不斷研究探索,開(kāi)發(fā)更新材料、新工藝和新技術(shù),以滿足現(xiàn)代工程對(duì)混凝土材料的需求。水泥混凝土的工作性關(guān)系到混凝土的強(qiáng)度和耐久性,也關(guān)系到混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命,而配制混凝土的原材料質(zhì)量和性能對(duì)混凝土的工作性具有很大的影響,通過(guò)以上分析,我們可以在施工中注意原材料的選擇,保證水泥混凝土的工作性滿足工程建設(shè)的需要。