高強高性能自密實混凝土的質量控制與施工應用論文

　　摘要：近年來超高層建筑和復雜結構迅速發展，對混凝土強度、工作性能等提出了更高的要求，高強高性能自密實混凝土在建筑工程建設中的應用越來越廣泛。要想充分發揮高強高性能自密實混凝土的應用優勢，就需要加強混凝土原材料、配合比設計、試驗檢測、生產、施工養護等各個環節的質量控制，為高質量建筑工程建設提供保障。文章基于高強高性能自密實混凝土的特點，分析了其質量控制有效方法，并結合工程實例對高強高性能自密實混凝土的應用進行了討論研究，希望能給同行提供參考。

　　關鍵詞：高強；高性能；自密實混凝土；質量控制；施工應用

　　高強高性能自密實混凝土是指強度不低于C60、具有大流動性且不離析、不泌水，無需外力振搗、能夠在自重作用下充滿模板內空間并密實的混凝土。高強高性能自密實混凝土與普通混凝土相比，有著更多的應用優勢，有的工程部位必須使用自密實混凝土才能施工，質量控制與技術難度也比普通混凝土高，在混凝土的生產質量控制及施工過程中存在較大的困難。當前，云南對高強高性能自密實混凝土的研究不多，缺乏可靠的技術參考，不利于其應用優勢的充分發揮，所以，便需要加強對高強高性能自密實混凝土的研究，總結一套較為科學的質量控制及施工應用方法。

　　1.高強高性能自密實混凝土的特點

　　高強高性能自密實混凝土是混凝土的一個發展方向，與普通混凝土相比，有著眾多優點和施工應用優勢。首先，高強高性能混凝土結構強度較高，材料顆粒較小，并且混凝土中添加有減水劑和粘合劑，混凝土具有較強的穩定性。其次，在減水劑的作用下，混凝土的水膠比較低，具有良好的流動性，能夠通過自身重力自由下落完成澆筑施工，并且在澆筑過程中不會有離析現象發生。同時，在施工過程中不需要進行振搗操作，不會對鋼筋結構造成破壞，可以有效加快施工進度，還不會產生噪音污染，混凝土會均勻、密實的填滿整個模板，混凝土凝結之后表面比較光滑，不會出現蜂窩、麻面等質量問題。除此之外，施工混凝土澆筑施工可以采用機械完成，能夠節省大量人力，可以有效縮短工期，對環境造成的影響較小，能夠減少人工成本及環境治理成本的投入，總工程造價較低。

　　2.高強高性能自密實混凝土的質量控制

　　原材料質量以及配合比，是影響高強度高性能自密實混凝土質量的主要因素，所以便需要從這兩方面人手，加強對混凝土質量的控制。

　　目前國內關于自密實混凝土的技術標準有以下3個：JGJ/T283-2012《自密實混凝土應用技術規程》，CCES02-2004《自密實混凝土設計與施工指南》，CECS203-2006《自密實混凝土應用技術規程》；高強高性能混凝土標準如下：JGJ，q"281-2012《高強混凝土應用技術規程》，JGJ/T 385-2015《高性能混凝土評價標準》，CECS 207-2006《高性能混凝土應用技術規程》，GB/T18736-2002《高強高性能混凝土用礦物外加劑》。

　　2.1原材料質量控制

　　上述標準規定了對原材料的要求，實驗檢測方法等，但是不同的標準對同一指標可能要求高低不一樣，比如細集料含泥量，需要合理的進行選擇，宜盡量滿足其中的最高要求標準；不同標準對同一項混凝土性能有不同的測試表征方法，宜根據混凝土設計要求和實驗室具備的儀器設備進行選擇測試表征評價方法，一般可采用比較簡單的坍落擴展度（流動性）、T500（粘聚性）、J型環（通過性）及靜態沉降柱（抗離析性）來進行表征。

　　高強高性能自密實混凝土的原材料主要包括水泥、粗骨料、細集料、摻和料和外加劑等。所用原材料質量必須滿足現行相關標準要求。首先，在選擇水泥的時候，應該優先選擇水化熱較低的普通硅酸鹽水泥，最大限度地降低混凝土在水化硬化過程中釋放出的水化熱，避免混凝土在凝結硬化過程中產生較大的溫度梯度、產生過大溫度應力而出現裂縫。選定所用水泥后，應在生產前提前至少3天儲備水泥，使水泥溫度降低到環境溫度或40°：E以下，不得使用剛從水泥廠出廠的熱水泥。其次，粗骨料顆粒不宜過大，最大粒徑應該嚴格控制在25mm以下，粗骨料必須選用顆粒級配良好的連續級配，必要時，采用5-10mm和10-25mm兩種顆粒級配的粗骨料配制，應先通過試驗確定兩種粗骨料的最佳比例以保證達到最好的顆粒級配狀態，并將骨料中的雜質篩選干凈，粗骨料不得有泥塊含量，泥含量控制在0.5%以下，嚴格控制粗骨料針片狀顆粒含量不大于5%，粗骨料不得含有風化石子，粗骨料母巖抗壓強度不低于80MPa，壓碎值指標不得大于8%；然后，應該控制好細集料的細度模數，細度模數2.7-2.8最為合適，控制細度模數的同時，細骨料必須有良好的顆粒級配，嚴格控制含泥量小于2%。砂石骨料堆場應設置大棚或覆蓋，以免太陽暴曬造成物料溫度升高。另外，在選擇摻和材料的時候，應選用活性指數高、需水量比小、燒失量小的摻合材料，摻合材料宜采用雙摻。粒化高爐礦渣微粉宜采用$95級及以上等級，28d活性指數宜大于100%；粉煤灰應采用電廠電收塵而得到I級灰，不得采用磨細粉煤灰，0.045mm負壓篩篩余小于12%，燒失量應小于4%，需水量比小于95%。最后，應該利用外加劑將混凝土的水灰比定控制在0.40之內，高強高性能自密實混凝土中常用的外加劑主要是聚羧酸類高效減水劑。聚羧酸減水劑應與所用膠凝材料進行適應性試驗后選用，減水劑宜選用高濃低摻的減水劑，減水率不得小于28%；通過試驗確定最佳摻量，合理調整緩凝劑用量保證混凝土凝結時間合理正常，應先通過試驗確定聚羧酸減水劑各組分的用量，保證混凝土初始坍落度不小于220mm、坍落擴展度不小于600mm，坍落度經時損失滿足要求，不得有離析、抓底、泌水、泌漿分層現象，慎用或不用引氣劑，嚴格控制混凝土含氣量不大于2%，生產時嚴格控制摻量。混凝土拌合用水同樣應引起高度重視，宜用自來水或可飲用的干凈的深井水，不得采用回收污水、含泥的河水，更不得使用受化學污染高含化學物質的污染水。

　　2.2科學設計配和比

　　近年來，配合比設計方法不斷改進，自密實混凝土更是出現了很多的設計方法，一般有以下幾類：第一類直接引用高性能混凝土配合比計算的一些方法，如全計算法或改進全計算法。第二類為根據堆積填充理論模型和級配理論進行設計；第三類為引入參數法建模設計，引人粗骨料系數，細集料系數，摻合料系數等建立模型設計；第四類為固定砂石體積含量的計算方法；第五類是采用正交試驗或所謂的析因法；第六類為經驗推導法，即以經驗數據為基礎確定單位粗集料用量、用水量和膠凝材料用量、細集料體積；第七類為基于凈漿流變或砂漿流變，或者凈漿厚度或砂漿厚度設計的方法。但是無論采用何種方法，均需要不斷試配進行調整優化，避免設計和實際脫節。

　　在確定合格混凝土原材料之后，需要按照JGJ 55等相關規范性文件、工程需要結合技術人員經驗就行配合比設計、試拌、調整、再試拌，以確定符合要求的最佳配合比。試配攪拌時應該使用與大生產同類型的臥軸式強制式攪拌機進行機械攪拌，不宜人工攪拌。試配時，依據GB50080要求測試混凝土初始坍落度、坍落擴展度，觀測混凝土和易性、包裹性、粘聚性、保水性以及坍落度經時損失、初終凝結時間是否滿足要求，觀測混凝土是否離析、泌水、分層，觀測出機混凝土自流平效果，是否有石子裸露、骨漿分離情況，否則重新調整參數反復試配，直至滿足要求。混凝土拌合物性能滿足要求后，嚴格按照GB50081要求制作、養護混凝土試件，檢測各齡期混凝土力學性能，包括抗壓強度、彈性模量、收縮等。拌合物性能和后期力學性能滿足相關標準及工程要求之后才能確定最終理論配合比。一般情況下，粗骨料的體積要小于混凝土體積的36%，單位含量要小于950kg/m3，細集料含量大約集料總量的40%-50%，含水量以160kg/m3最為合適，水膠比控制在0.32±0.03。

　　3.高強高性能自密實混凝土的施工應用

　　3.1工程概況

　　某超高層建筑工程，需要應用C60高強高性能自密實混凝土，施工地點玉溪市。用到的混凝土原材料主要有普通硅酸鹽水泥、當地砂石、聚羧酸類高效減水劑、一級粉煤灰等。借鑒以往工程經驗，結合工程實際情況及要求，經過多次試配并對混凝土各項性能進行比較之后，確定了最為合適的配比方案，水泥、砂、石子、水、減水劑和粉煤灰的比例為1：1.447：2.340：0.351：0.032：212。

　　3.2混凝土攪拌

　　確定合適的配合比之后，嚴格按照配合比方案進行生產。生產時，及時準確測定砂石骨料含水率，根據含水率換算成生產配合比，嚴格按照生產配合比投料生產，做好開盤鑒定，確保生產時各材料用量、規格型號、技術要求與試配時一致，當一種或多種原材料與試配時不一致時，不得生產，應重新進行試配。生產時，確保攪拌設備和計量設備滿足相關標準要求，確保計量誤差滿足要求，膠凝材料、水、聚羧酸減水劑單盤計量誤差小于1%，單盤骨料計量誤差小于2%。攪拌時間的控制是混凝土生產攪拌過程中的尤為注意的問題，因為高強高性能自密實混凝土中所用的外加劑主要是聚羧酸類高效減水劑，與普通混凝土所用的萘系和氨基磺酸系減水劑相比，這種類型的減水劑分子聚合度較高，攪拌充分才能發揮其性能，所以應該適當延長攪拌時間。由于高強自密實混凝土膠凝材料用量大、用水量少、水膠比小，與普通混凝土比較需要延長攪拌時間才能確保混凝土攪拌充分均勻，經多次測試之后，要想保證混凝土質量符合要求，其攪拌時間至少為90s。

　　3.3混凝土澆筑

　　在澆筑混凝土之前，首先應該對模板及其支護進行檢查，確保模板的剛度與穩定度，保證模板表面光滑潤濕，確保模板不漏漿。澆筑過程中應該控制好傳輸泵的傳輸速度，避免因空氣進入到傳輸泵中，造成混凝土表面存在氣泡。對該工程的混凝土澆筑總量進行計算后，確定每小時澆筑混凝土總量為36m3。混凝土澆筑施工過程中，確保混凝土生產供應和泵送施工持續進行，混凝土生產供應速度應和泵送施工速度高度配合，避免泵送澆筑間歇時間過長造成輸送泵堵管和混凝土結構施工冷縫，避免混凝土到達施工現場等待時間過長、坍落度損失而改變混凝土性能。盡最大可能減小泵送管道混凝土出口處與混凝土澆筑面的高程差，避免了混凝土出現沉降、分層現象。混凝土泵送澆筑過程中，嚴禁向混凝土攪拌運輸車或泵車中加水或其它任何物料。

　　3.4混凝土養護

　　在完成混凝土澆筑之后，混凝土終凝時，需要及時采取必要的養護措施。因為該工程施工階段室外溫度較低，所以為了加強溫度控制，混凝土澆筑完成之后在其表面覆蓋了一層毛氈，在起到保溫作用的同時，還能減緩混凝土表面熱量散發速率，減小混凝土結構內外溫差而產生的溫度應力。同時，還需要進行灑水養護，根據混凝土凝結時間的長短及天氣情況，調整灑水頻率，確保混凝土表面不失水長期處于潮濕狀態。高強自密實混凝土應延長養護時間和模板拆除時間。

　　4.結語

　　超高層建筑工程對混凝土工作性能、強度、有很高的要求，高強高性能自密度混凝土的應用將會變得更加廣泛，在超高層建筑和復雜結構中所發揮的作用越來越重要。通過加強對高強高性能自密度混凝土的研究，可以探索更加科學的質量控制及施工應用方法，提高高強高性能自密實混凝土施工質量，充分發揮其應用優勢，促進超高層建筑工程質量進一步提高。

【高強高性能自密實混凝土的質量控制與施工應用論文】相關文章：

高強混凝土應用概述04-27

預拌C50自密實混凝土設計及施工05-02

自密實早強混凝土在集美大橋中的應用研究04-29

公路工程中應用高強混凝土的優勢及控制措施04-27

探討公路橋梁施工中高性能混凝土的應用04-27

探討公路橋梁施工中高性能混凝土的應用05-01

高強混凝土施工技術研究04-30

淺談瀝青混凝土施工前期的質量控制04-27

橋梁施工中混凝土質量控制05-02

淺談瀝青混凝土施工前期的質量控制04-30