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1原材料選擇和質量控制 1.1水泥 根據設計圖紙對高性能混凝土結構耐久性指標的要求選擇合適的水泥品種,對一般要求的高性能混凝土結構,主要選擇硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,混和材宜為礦渣和粉煤灰;對有耐硫酸鹽侵蝕要求的高性能混凝土結構可選用中(高)抗硫酸鹽硅酸鹽水泥。為保證高性能混凝土的施工性能和增強結構體積穩定性,應選擇C3A含量為6%~8%,堿含量≤0.6%,氯離子含量≤0.2%,游離氧化鈣≤1.0%的水泥。 1.2骨料 骨料體積約占高性能混凝土體積的65%以上,細骨料應選用質地均勻堅固,細度摸數為2.6~3.0,含泥量≤2%,氯離子含量≤0.02%,無潛在堿骨料反應危害的天然中粗河砂。粗骨料應選用最大粒徑<31.5mm的級配合理,粒形良好,質地均勻堅固,含泥量≤0.5%,氯離子含量≤0.02%,針片狀含量<5%,壓碎指標<8%,無潛在堿骨料反應危害的碎石。現場應配備專用砂、碎石篩洗設備,砂中8mm以上的顆粒應篩除,為保證碎石級配符合規范要求,現場可采用二級配或三級配進行調整。 1.3礦物摻和料 在混凝土中摻入優質粉煤灰、磨細礦渣等活性礦物摻和料,是配制高性能混凝土的主要技術途徑?;钚缘V物摻和料細微顆粒均勻分散到水泥漿中,能改善混凝土的和易性,同時能填充水泥石孔隙,改善混凝土的孔結構,提高混凝土的后期強度和密實度,從而達到高性能混凝土結構要求的抗滲性。另外,活性礦物摻和料的摻入取代部分水泥,降低了混凝土的初期水化熱,能減小結構溫度裂縫的產生,同時降低了混凝土的堿含量,能抑制堿骨料反應的發生,從而達到高性能混凝土結構要求的體積穩定性。選用粉煤灰應優于二級,燒失量<3%,氯離子含量≤0.02%;礦渣粉應優于S95級,燒失量<1%,氯離子含量≤0.02%。 1.4外加劑 外加劑應選用性能優越的以聚羧酸鹽高效減水劑為主的多功能復合減水劑。聚羧酸鹽高效減水劑是一種高性能化、綠色化的新型減水劑,摻0.2%~0.3%就可以大大降低水膠比,增加流動度,改善混凝土孔結構和密實程度;聚羧酸鹽高效減水劑與水泥適應性好,保坍性好,并且對水泥凝結時間影響較小,可很好地解決減水、引氣、緩凝、泌水等問題;使用聚羧酸鹽高效減水劑,可用更多的礦渣和粉煤灰取代水泥,降低水化熱和堿含量,提高高性能混凝土結構的耐久性能。但應注意使用聚羧酸鹽高效減水劑拌制的高性能混凝土中易產生不穩定的大氣泡,應要求廠家在生產過程中采用先消后引技術,避免這類氣泡的產生。 1.5拌和用水 拌制高性能混凝土的用水應做水質分析檢驗,指標符合現行5混凝土拌和用水6標準及5客運專線高性能混凝土暫行技術條件6要求的[2],可用于拌制高性能混凝土。當結構處于氯鹽環境時,拌和水中的氯離子應<200mg/L。 2配合比設計參數控制 高性能混凝土配合比應根據耐久性設計強度等級、耐久性指標、原材料品質及施工工藝對工作性的要求,通過計算、試配、調整等步驟確定,配制的高性能混凝土拌和物應滿足施工要求,配制成的高性能混凝土應滿足設計強度、耐久性等質量要求。因而應對配合比主要設計參數進行控制。 2.1水膠比 水膠比是決定高性能混凝土孔結構和孔隙率的主要因素,低水膠比是高性能混凝土的配制特點之一,為達到高性能混凝土的低滲透性,保證其耐久性,無論設計強度高低,水膠比一般都不大于0.42,以保證高性能混凝土的密實。 2.2膠凝材料用量 基于耐久性的需要,單位體積高性能混凝土的膠凝材料用量不能太小,但也不能過大,過大會增大高性能混凝土的收縮,使結構產生裂紋。在強度、原材料相同的條件下,膠凝材料用量小的混凝土耐久性通常要優于膠凝材料用量大的混凝土[3]。一般情況下,C30及以下高性能混凝土不宜超過400kg/m3,C35、C40高性能混凝土不宜超過450kg/m3,C50~C60高性能混凝土不宜超過500kg/m3。 2.3砂率 砂率主要影響高性能混凝土的工作性,可根據膠凝材料用量、粗細集料的級配及泵送要求等因素進行選擇。一般情況下,高性能泵送混凝土的砂率控制在36%~43%較理想,小于36%時和易性變差,施工操作困難,密實度降低,超過43%時將增大高性能混凝土的收縮,對抗裂不利。 2.4單位用水量 單位用水量是保證高性能混凝土拌和物流動性的基本因素,但用水量大,膠凝材料用量增大,高性能混凝土結構易產生干縮裂紋。一般情況下,高性能混凝土的單位用水量應小于160kg/m3。要減小單位用水量除摻加高效減水劑、優質粉煤灰外,可適當摻加引氣劑。摻入引氣劑后,配制的高性能混凝土中形成很多封閉的氣泡,切斷毛細管的通路,可使結構的抗凍性得以提高。 3施工工藝控制 3.1拌制 高性能混凝土中一般摻有30%及以上的活性礦物摻和料,為防止攪拌的均勻性、穩定性差而影響結構的耐久性,應采用臥式強制攪拌機集中拌和,微機控制計量,保證膠凝材料、外加劑及水計量誤差在±1%,砂、石材料在±2%,嚴格控制攪拌時間在90~120s。拌制過程中要經常檢查高性能混凝土的坍落度和含氣量,檢測砂、石料含水率并及時進行調整。 3.2運輸 為保證高性能混凝土澆筑工作的連續性,使結構不出現冷縫而形成薄弱層,同時防止高性能混凝土運到澆筑地點時產生分層、離析、漏漿,達不到要求的坍落度和含氣量等性能而降低結構的耐久性,應采用與攪拌機攪拌能力相匹配的攪拌車、輸送泵運輸。運輸過程中,應根據不同季節對運輸設備采取保溫隔離措施,以防局部高性能混凝土溫度升高或受凍,降低高性能混凝土結構的耐久性。#p#分頁標題#e# 3.3澆筑 高性能混凝土結構保護層可以阻止外界腐蝕介質的滲入及凍融損害,并預防鋼筋銹蝕,澆筑前應仔細檢查保護層厚度。高性能混凝土拌和物的溫度、坍落度和含氣量,對高性能混凝土結構的抗裂性、抗凍性有重大影響,應嚴格控制。入模溫度高,內外溫差大,易出現溫度應力裂紋;坍落度過大,易出現泌水、分層離析;含氣量不足,結構的抗凍性會降低。冬季施工時高性能混凝土的入模溫度不宜低于10℃,夏季施工時高性能混凝土的入模溫度不宜高于30℃。在干燥、風速大的環境下澆筑高性能混凝土時應采取防風措施,防止高性能混凝土失水過快,形成表面裂縫,降低結構的抗滲能力,加速鋼筋銹蝕。澆筑自由傾落高度大于2m的高性能混凝土時,為防止產生離析而影響結構的耐久性,應架設串筒,澆筑面較大時應增加串筒數量,串筒間距布置以2m左右為宜。澆筑鐵路客運專線預制箱梁高性能混凝土結構時,宜使用2臺汽車泵從腹板處相向對稱澆筑,先底板后腹板,澆筑腹板時要控制澆筑速度,防止箱內翻漿,影響腹板高性能混凝土的密實度。澆筑大體積高性能混凝土結構,為防止結構產生溫度裂縫而降低結構的耐久性,應采用分層連續推移的方式澆筑,分層厚度40~50cm為宜,并采取預設循環冷卻水系統等降溫措施。 3.4振搗 在澆筑過程中,應采用插入式高頻振搗器及時將澆筑的高性能混凝土均勻振搗密實。振搗棒應快插慢拔并插入下層5~10cm,振搗時間以20s左右為宜,插點要分布均勻,插點間距以40~50cm為宜,振搗棒不能碰撞鋼筋及模板,不得欠振或過振。 3.5養護 高性能混凝土初凝后,如果長時間暴露在大氣中不及時進行養護,同普通混凝土一樣會產生收縮、干縮,并加速碳化,從而降低高性能混凝土結構的耐久性,因此應加強新澆筑高性能混凝土的養護工作。新澆筑高性能混凝土的養護通常可采用潮濕養護、噴涂養護劑、保溫養護等方法[4],具體應結合結構所處環境條件和結構類型選用合適的養護方法。 3.6拆模 拆模時機對高性能混凝土結構耐久性有很大的影響。如果拆模時結構表層高性能混凝土與環境之間的溫差太大,容易導致高性能混凝土接觸空氣時降溫過快而造成結構開裂。一般情況下,結構表層高性能混凝土與環境之間的溫差應小于15e。當有大風或氣溫急劇變化時拆模,高性能混凝土表面容易出現干裂或產生結構裂紋,降低高性能混凝土結構的耐久性。因此在施工中要正確把握拆模時機和采取適當的拆模方法,如在炎熱或干燥季節,應采取逐段拆模,邊拆邊蓋,邊拆邊澆水或邊拆邊涂養護劑的拆模工藝。 4結語 高性能混凝土施工用原材料、配合比及運輸、澆注、振搗、養護、拆模等每一環節的任一影響因素控制不當,都可能導致高性能混凝土結構耐久性的降低,減少結構使用壽命,因此應對施工中的各個環節、各個影響因素引起高度重視,并采取有效的控制措施。