高性能混凝土的施工质量控制

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　　Abstract: The high performance concrete ( High Performance Concrete, HPC ) due to high durability, high workability and high strength, and high volume stability of many excellent properties, is considered to be the world 's most comprehensive concrete performance, has been in many important engineering are adopted, especially in high-rise buildings, bridges, harbor construction projects. Based on the high performance concrete raw materials, compounding, mixing, transportation, pouring, maintenance, testing and other aspects of the control and puts forward some opinions and suggestions.
　　
　　Key words: high performance concrete; quality; control
　　
　　摘要：高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。本文对高性能混凝土的原材料、配制、搅拌、运输、试验、浇注、养护等各方面的控制提出一些见解和建议。
　　关键词：高性能混凝土质量控制
　　中图分类号：TU528.31 文献标识码： A 文章编号：2095-2104（2012）03-0020-02
　　
　　高性能混凝土作为一种新型建筑材料，同以往所使用的普通混凝土相比其工作性能本身具有显著的优点，抗裂性、抗氯离子渗透性能、护筋性能、相对耐久性等都有有了显著的提高，但它对使用环境要求严格，对材料质量、材料温度、混凝土的拌合、混凝土的运输、混凝土的浇筑振捣的要求更为严格，且各个环节互相依托、相辅相承。
　　一、原材料的质量控制
　　高性能混凝土所使用的原材料标准高，而原材料的质量将直接影响到高性能混凝土的质量，因此，施工时必须严把原材料的进场检验关。各种材料进场后，必须按规定的要求进行检验，检验合格后才能用于高性能混凝土的拌制。
　　1、水泥
　　水泥宜采用品质稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其品质应符合GB175―1999的有关规定。水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，碱含量不应超过0.60%，游离氧化钙含量不应超过0.8%，水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%。
　　 2、矿物掺合料
　　矿特掺合料应选用品质稳定的产品，矿物掺合料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、矿渣粉或硅灰。
　　3、细骨料
　　细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗河砂，细度模数宜为2.6～3.2。不宜使用机制砂和山砂，严禁使用海砂。
　　4、 粗骨料
　　粗骨料应采用级配合理、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂岩碎石。
　　5、外加剂
　　外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。外加剂与水泥之间应有良好的相容性。外加剂必须经铁道部鉴定可评审，并经铁道部产品质量监督检验中心检验合格。外加剂的匀质性应满足国家标准《混凝土外加剂 》GB8076的规定。
　　二、科学配制混凝土
　　1、混凝土施工配合比的换算
　　试验室所确定的配合比，其各级骨料不含有超逊径颗粒，且以饱和面干状态。但施工时，各级骨料中常含有一定量超逊径颗粒，而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超逊径含量及砂石表面含水率，将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比，而不是改变试验室配合比。
　　2、混凝土施工配合比的调整
　　试验室所确定的混凝土配合比，其和易性不一定能与实际施工条件完全适合，或当施工设备、运输方法或运输距离，施工气候等条件发生变化时，所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求，需将混凝土含水率及用水量做适当调整（保持水灰比不变）。
　　三、严格混凝土搅拌制度
　　合理的混凝土搅拌制度是保证混凝土质量的重要环节，施工中应严格遵循以下各项制度。
　　1、采用电子计量系统计量原材料。混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量，称量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）±1%；外加剂±1%；粗、细骨料±2%；拌合用水±1%。
　　在正常情况下，混凝土配料的计量设备应每月采用砝码校正一次；在特殊情况下，若发现用水量、陷度、混凝土颜色变化及产生离析等现象时要及时检修，每次检修后都必须经过校正合格后才允许使用。
　　2、搅拌混凝土前，应严格测定粗细骨料的含水率，准确测定因天气变化而引起的粗细骨料含水量变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，含水量每班抽测2次，雨天应随时抽测，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比。
　　3、采用强制式搅拌机搅拌混凝土。搅拌时，采用二次投料法，即先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料和外加剂，搅拌均匀后，再加入所需用水量，待砂浆充分搅拌后再投入粗骨料，并继续搅拌至均匀为止。上述每一阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不宜少于2min，也不宜超过3min。
　　4、冬季搅拌混凝土前，应先经过热工计算，并经试拌确定水和骨料需要预热的最高温度，以满足混凝土入模温度（5～30℃）要求。应优先采用加热水的预热方法调整拌合物温度，但水的加热温度不宜高于80℃。当加热水还不能满足要求时，也可先将骨料均匀地进行加热，其加热温度不应高于60℃。水泥、外加剂及矿物掺和料可在使用前运入暖棚进行自然预热，但不得直接加热。
　　5、炎热季节搅拌混凝土时，应采取在骨料堆场搭设遮阳棚、采用低温水搅拌混凝土等措施降低混凝土拌合物的温度，或尽可能在傍晚和晚上搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度满足5～30℃规定。
　　四、强化混凝土的运输控制
　　1、混凝土运输应选用能确保浇筑工作连续进行、运输能力与混凝土搅拌机的搅拌能力相匹配的运输设备，如混凝土搅拌运输车，不得采用机动翻斗车、手推车等工具长距离运输混凝土。
　　2、运输混凝土过程中，应保持运输混凝土的道路平坦畅通，保证混凝土在运输过程中保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作性能。
　　3、运输混凝土过程中，应对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高（夏季）或受冻（冬季）。应采取适当措施防止水份进入运输容器或蒸发，严禁在运输混凝土过程中向混凝土内加水。
　　4、应尽量减少混凝土的转载次数和运输时间。从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间以不影响混凝土的各项性能为限。

　　5、采用搅拌罐车运输混凝土，当罐车到达浇筑现场时，应使罐车高速旋转20～30s，再将混凝土拌和物喂入泵车受料斗或混凝土料斗。
　　6、 采用混凝土泵输送混凝土时，除应按JGJ/T10―95的规定进行施工外，还应特别注意如下事项：
　　（1）在满足泵送工艺要求的前提下，泵送混凝土的坍落度应尽量小，以免混凝土在振捣过程中产生离析和泌水。当浇筑层的高度较大时，尤应控制拌和物的坍落度，并且使用串筒浇筑；一般情况下，泵送下料口应能移动；当泵送下料口固定时，固定的间距不宜过大，一般不大于3m。
　　（2）泵送混凝土时，输送管路起始水平管段长度不应小于15m。除出口处可采用软管外，输送管路的其它部位均不得采用软管。输送管路应用支架、吊具等加以固定，不应与模板和钢筋接触。高温或低温环境下，输送管路应分别用湿帘和保温材料覆盖。
　　（3）向下泵送混凝土时，管路与垂线的夹角不宜小于12°，以防止混入空气引起管路阻塞。
　　（4）混凝土一般宜在搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵，并在初凝前浇筑完毕。在交通拥堵和气候炎热等情况下，应采取特殊措施防止混凝土坍落度损失过大。
　　（5）因各种原因导致停泵时间超过15min，应每隔4～5min开泵一次，使泵机进行正转和反转两个方向的运动，同时开动料斗搅拌器，防止斗中混凝土离析。如停泵时间超过45min，应将管中混凝土清除，并用压力水或其它方法冲洗管内残留的混凝土。
　　五、加强混凝土浇注的过程控制
　　（1）浇注混凝土前，应针对工程特点、施工环境条件与施工条件设计浇注方案，包括浇注起点、浇注进展方向和浇注厚度等；混凝土浇注过程中，不得无故更改事先确定的浇注方案。
　　（2）钢筋保护层的厚度是质量控制的重点。在施工中，必需使用专用混凝土垫块（其性能与结构主体混凝土一致），并检查数量是否符合4块/m2的要求，特别对以前容易忽视的钢筋绑扎丝侵入保护层内的问题重点检查，确保混凝土的耐久性。
　　（3）对进场的混凝土入模温度、含气量、坍落度等进行检测，重点检测混凝土入模温度和坍落度值，确保混凝土的性能符合要求。混凝土入模温度必须符合验标的要求（5～30℃），尤其在夏季和冬季严格控制混凝土入模的最高和最低温度；坍落度值过大和过小都使得混凝土的和易性较差，影响混凝土质量，造成混凝土离析或浇注过程中堵管及蜂窝麻面等质量问题。施工中采用红外线温度检测仪及坍落度检测仪对入模温度及坍落度进行检测，对检验指标不符合标准的混凝土坚决退回。
　　（4）在炎热季节浇筑混凝土时，应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温均不超过40℃。应尽量安排在傍晚而避开炎热的白天浇筑混凝土。
　　在低温条件下浇筑混凝土时，应采取适当年保温防冻措施，防止混凝土提前受冻。
　　在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑混凝土时，应采取适当的挡风等措施，防止混凝土失水过快，此时应避免浇筑有较大暴露面的积的构件。
　　（5）混凝土连续浇注是质量控制的重点环节。混凝土的浇注应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。混凝土的自由倾落高度不得大于2m；当大于2m，应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象。对于预应力混凝土预制梁应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型。每片梁浇浇时间不宜超过6小时，最长不超过混凝土的初凝时间。
　　（6）混凝土浇注过程中要加强振捣工作，安排有经验的振捣工负责振捣。可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土，振捣时按事先规定的工艺路线和方式振捣混凝土，应在混凝土浇筑过程中及时将入模的混凝土均匀振捣密实，不得随意加密振点或漏振，每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不宜超过30s，避免过振，同时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。
　　在振捣过程中，应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，以防漏浆。混凝土浇筑完成后，应仔细将混凝土暴露面压实抹平，抹面时严禁洒水。
　　六、抓好工地试验工作
　　混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的。首先使用的原材料要符合要求，特别是砂、石材料变异性较大，试验室人员必需按照技术规范的要求，经常取样进行检验，不符合要求的材料杜绝使用。试验室必需根据工程结构各部位对混凝土性能的要求进行各项试验，提出性能好，成本低的混凝土配合比。水灰比是影响混凝土强度的一个主要因素，所以，每天工地进行混凝土搅拌前，试验室必需检验砂、石料的含水量，调整混凝土的用水量，以控制混凝土的水灰比,施工中当混凝土坍落度大于规定的范围时，不准入仓浇筑。因为若配制混凝土的原材料质量得到控制，称量准确，则坍落度变化大的原因必然是混凝土中水量的增多，这样则水灰比变化大，必然导致混凝土强度的降低。所以在混凝土浇筑过程中工地试验室人员一定要经常进行混凝土坍落度的检验，坍落度符合要求才能入仓。
　　七、注重混凝土的养护工作，确保混凝土的后期质量
　　养护质量是高性能混凝土施工质量控制的一个重要环节，关系到混凝土结构的实体质量。其中，混凝土芯部与混凝土表面温度差，以及混凝土表面与环境温度差是控制的重点。施工过程中必须认真做好混凝土的养护工作，对于梁场等条件较好的地点，可以采用自动控制的洒水系统进行定期覆盖洒水养生，而对于现桥梁现场，可以采用简易洒水系统或安排专人洒水养生，无论采用哪种方法进行混凝土的养护，都必须保护混凝土始终处于潮湿状态，严禁混凝土忽干忽湿，形成干湿循环。
　　
　　结 语：
　　在高效性能混凝土施工中必须从原材料质量、混凝土配合比设计、混凝土的搅拌控制、混凝土的拌合、运输、浇注等环节入手，加强各环节的质量控制，真正实现高性能混凝土的高性能的要求。
　　
　　参考文献
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　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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