浅谈高性能混凝土质量控制中的关键环节

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　　摘要：高性能混凝土施工质量控制涉及原料、设计、拌和、施工工艺、环境等诸多因素和环节，是一个系统问题。本文结合自己在工作中的经验和认识，提出在施工过程中应重视的若干问题及质量控制方法。
　　关键词：高性能混凝土; 施工工艺;质量控制;
　　一、 首先谈一下高性能混凝土特点
　　高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高耐久性的综合性能优良的混凝土。具体是：
　　（1）拌合料工作性良好、可泵送、不离析，便于浇筑密实，即高流动性、不泌水、坍落度经时损失小；
　　（2） 在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定，水化热低；
　　（3）高耐久性即抗裂性、护筋性、耐蚀性、抗冻性、耐磨性及抗碱骨料反应。
　　二、 影响高性能混凝土质量的因素
　　影响高性能混凝土质量的因素有原材料质量、配料误差、拌和效果、施工工艺和方法、混凝土养生等，以下就自己在实际施工生产中的经验和教训谈一下认为重要的环节。
　　1、原材料质量的影响：严格控制原材料质量是众所周知，但对同样合格的原材料由于技术指标的不同对混凝土的性能有很大的影响，而这些指标在实际施工中是容易被忽视的，如胶凝材料的需水量比、集料的颗粒级配和含水率、砂的细度模数。
　　 （1）胶凝材料的需水量比变化对混凝土的用水量有很大影响，由于水泥的标准稠度用水量和矿粉的需水量比根据试验结果和市场情况来看，相对稳定，变化不大，对混凝土的用水量影响也很小，所以粉煤灰的需水量比控制是个关键。平时粉煤灰的质量控制大多数是着重烧失量和细度，而需水量比我认为在混凝土配合比设计和现场拌和质量上比前两个指标更重要，下表就是在其它条件相同粉煤灰需水量比不同导致混凝土的用水量或减水剂用量不同。
　　
　　
　　如表中所示,由于1比2、3比4的需水量比大，相同的混凝土强度等级相同的材料混凝土1比2、3比4的用水量和减水剂用量要大。在实际施工生产中首先在配合比设计时，根据粉煤灰不同的需水量比配制不同的配合比，其次在施工时，加强粉煤灰的需水量检测，根据需水量比的变化调整配合比，避免因用水量改变，引起水胶比改变，导致混凝土强度变化，保证混凝土的质量稳定。
　　（2）集料的颗粒级配的影响：由于粗集料是采用二级复配，颗粒级配比较稳定；而由于本地的砂资源不稳定，砂的细度模数变化很大；而高性能混凝土要求高流动性，坍落度一般控制在180mm左右，砂的粗细对高流动性的混凝土的和易性有很大影响，尤其是强度等级较低、胶凝材料用量较少的混凝土；例如用于C20砼，砂的细度模数2.6、砂率40%、胶凝材料336Kg/m3时，混凝土的和易性很好，不泌水、不离析、扩展度也很好；而用细度模数3.0的砂时此配合比的混凝土容易泌水离析并且流动性不好，泵送施工时易造成堵管；这就需要调整砂率甚至增加胶凝材料的用量来解决。
　　（3）集料含水率的影响：在施工生产中发现施工配合比不变，而混凝土坍落度时大时小，分析原因主要由于集料含水率变化引起；客专要求碎石和砂的含泥量指标严格，施工中用的是水洗碎石和水洗河砂，含水率较大，存放一段时间，上部与下部的含水率不同，表面与芯部的含水率不同，在使用时含水率波动造成混凝土质量波动；解决的办法是使用前用机械将集料进行拌和，使其各部位的含水率均匀，然后再进行含水率检测和使用。
　　2、混凝土拌和时对质量有影响的主要是拌和时间和计量误差；高性能混凝土要求拌和时间不少于2min，才能充分拌匀，水泥和减水剂反应充分，混凝土的各项性能才能充分发挥；计量误差控制是保证混凝土配合比的准确实施的保障，只有控制计量误差在规定范围内，生产的混凝土才能与设计的配合比一致，所以定期标定计量秤和加强设备的维护保养是很重要的。
　　3、混凝土温度的控制：由于在南方施工，混凝土的温度控制主要是夏季施工的降温控制，混凝土的温度高、混凝土内外温差大，引起混凝土温度应变，导致混凝土开裂，可能危及结构物的强度；降混凝土温度的方法有：
　　（1）降低原材料温度从而降低出机混凝土温度，具体用冷却水或深井水降低水温，给集料搭建遮阳棚和水洗降温；
　　（2）在混凝土运输车上安装喷水装置，通过降低混凝土罐的温度来降低混凝土温度；
　　（3）在体积较大的结构物安装冷却水管，降低混凝土内部温度，减小混凝土内外温差。
　　4、混凝土浇筑施工时的布料和振捣；客专的混凝土结构物一般水平截面积比较大，这就要求混凝土浇筑时适当加密布料点，虽然高性能混凝土的流动性好，但布料点较远时，容易造成布料点外集料堆积，而浆体流向四周，尤其用振捣棒赶料，更容易造成混凝土的集料和浆液分离。
　　5、混凝土的养生是个老生常谈的问题，客专对高性能混凝土的养生有严格规定，按照规范对混凝土养生，确保结构物质量。
　　三、高性能混凝土施工中常见的质量问题及预防措施
　　1、沙面和水纹。它主要由于某种原因混凝土和易性不好、有离析和泌水现象，另外用振捣棒赶料或过振造成集料和浆体分离，都能产生沙面和水纹。
　　2、表面气泡，高性能混凝土要求有2%～4%的含气量，混凝土表面有少量的气泡很正常，如果气泡过多，主要由于漏振造成。
　　3、混凝土裂纹。混凝土的裂纹由于不同原因造成的裂纹不同。
　　 （1）温度应变造成的裂纹，主要是大体积混凝土，其特点是出现时间早，一般拆模后很快就能发现，裂纹长宽深，对结构物的危害较严重，但其不发育；预防措施是上面提到的混凝土温度控制措施，首先降低混凝土入模温度，主要是在结构中布置冷却水管，降低混凝土内部温度，减小内外温差。
　　 （2）混凝土不等收缩造成的裂纹，不同龄期的混凝土收缩不一致，不同的变形量导致混凝土出现裂纹，如基础与桥墩，如果两者浇筑时间间隔较长，浇筑桥墩时基础收缩变形基本稳定，而桥墩还存在收缩徐变，易造成桥墩出现裂纹，其特点是裂纹从基础与桥墩界面向上发展，出现在桥墩大面积一面，裂纹缓慢发育。
　　 （3）混凝土干缩裂纹，是由于混凝土养生不到位，水份散失造成表面裂纹，其特点是主要出现在大面积结构物，裂纹小、不规则。措施是加强混凝土养生。
　　总结：高性能混凝土相对来说对原材料质量、配料误差、拌和效果、施工工艺和方法、混凝土养生等要求更加严格，但只要认认真真按照规范标准操作，抓好施工生产中的一些细节，就能控制好混凝土质量，建造优良的工程。
　　以上是自己在实际工作中的一些粗浅认识，以供大家共同探讨。
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
　　

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