目前,國(guó)內(nèi)修建的高速鐵路、客運(yùn)專線都已采用高性能混凝土,高速公路雖然沒(méi)有完全應(yīng)用,但因具有較高的耐久性、工作性、體積穩(wěn)定性及可觀的經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越多的新建高速公路開(kāi)始推廣應(yīng)用。
《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》對(duì)高性能混凝土定義為: 采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn),具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求各項(xiàng)力學(xué)性能,具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。
用常規(guī)的材料和生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出合格的、滿足要求的高性能混凝土,混凝土的質(zhì)量控制是關(guān)鍵。高性能混凝土質(zhì)量控制是一個(gè)全過(guò)程的控制,包括配合比設(shè)計(jì)、混凝土拌和、施工控制和后期的混凝土養(yǎng)護(hù)控制。
混凝土攪拌站生產(chǎn)的高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)
在滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求的前提下,高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)要特別注意以下幾個(gè)方面:
1.高性能混凝土的特點(diǎn)是針對(duì)具體應(yīng)用環(huán)境而設(shè)計(jì)的,項(xiàng)目要根據(jù)自己的工程特點(diǎn)、地區(qū)氣候、環(huán)境特點(diǎn)具體試配。
因運(yùn)輸費(fèi)用較大影響地材的價(jià)格,所選用的地材在滿足規(guī)范要求的前提下應(yīng)盡量就地取材。
2.高性能混凝土試配不應(yīng)追求高、早、強(qiáng),而應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,這對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性而言,意義重大。
3.高性能混凝土不是高流動(dòng)性混凝土,其工作性能只要滿足工程特點(diǎn)以及施工工藝要求即可。
4.高性能混凝土應(yīng)加入足夠的礦物摻合料,可以是一種,也可以是幾種,在滿足強(qiáng)度和施工工藝的前提下,應(yīng)盡量減少水泥的用量和用水量,應(yīng)采用合適的水膠比,以保證混凝土的體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性能。
高性能混凝土生產(chǎn)
高性能混凝土的生產(chǎn)階段,應(yīng)注意原材料、混凝土拌和等問(wèn)題。
原材料原材料在滿足規(guī)范要求的前提下還應(yīng)重點(diǎn)控制以下幾點(diǎn):
一是砂石料的含泥量及泥塊含量。
目前,高性能混凝土所用的高性能外加劑,大部分都是聚羧酸系高性能減水劑。這種外加劑對(duì)砂石料的含泥量和泥塊含量 (主要是泥塊對(duì)外加劑的吸附性)相當(dāng)敏感。
砂石料的含泥量是影響混凝土坍落度損失的一個(gè)主要原因。因此,高性能混凝土用砂石料,要嚴(yán)格控制含泥量及泥塊含量。
二是礦物摻合料。
優(yōu)質(zhì)的粉煤灰、硅粉、礦粉、石英砂粉等礦物摻合料,具有需水量小、早期活性低、黏聚性好等優(yōu)點(diǎn),用適量的礦物摻合料替代水泥摻入混凝土中,可明顯提高混凝土的流動(dòng)性、黏聚性,減水泌水離析,降低坍落度損失,從而提高新拌混凝土的工作性能,并可以降低混凝土的溫度應(yīng)力,從而減少由于溫差而引起的開(kāi)裂傾向。
礦物摻合料的選用和質(zhì)量檢測(cè),是保證高性能混凝土施工質(zhì)量的一個(gè)重要的因素。另外,選材料階段要充分了解市場(chǎng)是否有足夠的供應(yīng)量,是否能滿足高性能混凝土各項(xiàng)指標(biāo)的要求,對(duì)于在工程所在地區(qū)范圍內(nèi)數(shù)量沒(méi)有保證的礦物摻合料,在配合比設(shè)計(jì)階段盡可能不考慮使用。
三是水泥。
目前,國(guó)內(nèi)各地區(qū)的水泥大多都在供應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面,往往是許多廠家的水泥生產(chǎn)出來(lái)后沒(méi)有經(jīng)過(guò)足夠的存放期就提前出廠 ,這種水泥到現(xiàn)場(chǎng)后溫度很高,其內(nèi)部的二水石膏已經(jīng)脫水成半水石膏,很容易引起混凝土的工作性能。具體表現(xiàn)為:混凝土坍落度損失快,混凝土出現(xiàn)急凝或假凝,甚至?xí)?dǎo)致結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生溫度應(yīng)力而開(kāi)裂的現(xiàn)象,給施工控制造成很大的困難。因此,現(xiàn)場(chǎng)每一臺(tái)拌和站至少要有兩個(gè)或以上的存放水泥的儲(chǔ)存罐,依次交替使用,其作用一是保證拌和站的水泥的供應(yīng)量,另外一個(gè)重要目的是存放降溫,保證拌制的混凝土與試配時(shí)的一致性。
四是外加劑。
外加劑的均勻性和穩(wěn)定性在保證高性能混凝土質(zhì)量中起著重要作用。選用外加劑時(shí), 要選用質(zhì)量有保證的大廠家。
另外,使用前充分?jǐn)嚢杈鶆?,從而保證新拌混凝土穩(wěn)定的工作性。
拌和控制采用拌和性能好的強(qiáng)制式攪拌機(jī),準(zhǔn)確計(jì)量,應(yīng)采用科學(xué)的投料順序,確保拌制的混凝土配比準(zhǔn)確、攪拌均勻。
高性能混凝土大都采用較低的水膠比,混凝土比較黏,高性能混凝土的拌和時(shí)間應(yīng)比普通混凝土適當(dāng)延長(zhǎng) 30 秒左右,以保證拌和物的均勻性。氣溫較低時(shí),因外加劑和水泥的作用時(shí)間較慢,應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的拌和時(shí)間。
運(yùn)輸過(guò)程中,混凝土運(yùn)輸車的速度要保證混凝土處于拌和狀態(tài),混凝土到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)澆筑前應(yīng)高速拌和半分鐘左右,以保證高性能混凝土具有良好的均勻性。
高性能混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工
施工過(guò)程中如何保證高性能混凝土的施工質(zhì)量,是整個(gè)施工過(guò)程控制的關(guān)鍵所在?;炷连F(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中,應(yīng)注意分層振搗厚度、振搗時(shí)間、振搗間距、拆模前的養(yǎng)護(hù)、拆模時(shí)間等問(wèn)題。
分層振搗厚度因?yàn)楦咝阅芑炷了z比比相同標(biāo)號(hào)的普通混凝土要低,又摻入了礦物摻合料,所以高性能混凝土有較好的黏聚性,不利于大氣泡排出。高性能混凝土在施工過(guò)程中要嚴(yán)格控制分層振搗厚度,每層一般不宜超過(guò) 40cm。振搗過(guò)程中,要做到有序,振點(diǎn)適當(dāng)加密,振搗時(shí)間應(yīng)比普通混凝土的振搗時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)。
振搗時(shí)間從現(xiàn)場(chǎng)的施工情況來(lái)看,無(wú)論是 C30 的立柱、蓋梁混凝土還是 C50 預(yù)制箱梁混凝土,高性能混凝土的振搗時(shí)間比普通混凝土的振搗時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng) 10 至 15 秒左右。這樣,澆筑出的構(gòu)件外觀和內(nèi)在質(zhì)量都能得到保證。
振搗間距嚴(yán)格控制各振點(diǎn)的間距,在保證混凝土不離析、不泌水的情況下, 應(yīng)該適當(dāng)加密振點(diǎn), 且在振搗過(guò)程中做到有序、不漏振、不過(guò)振。
拆模前的養(yǎng)護(hù)一般施工人員是在混凝土澆筑完成混凝土強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求后直接拆模,不注意混凝土拆模前的養(yǎng)護(hù),這種情況直接導(dǎo)致拆模后構(gòu)件與大氣的暴露的位置及以下部分混凝土產(chǎn)生麻面。主要原因是: 表層混凝土中的水蒸發(fā)而散失,導(dǎo)致混凝土在初凝前產(chǎn)生收縮,在混凝土還沒(méi)有達(dá)到強(qiáng)度的情況下導(dǎo)致模板面脫離、黏模而引起的。北方工程在春秋兩個(gè)季節(jié)表現(xiàn)得尤其嚴(yán)重。如果在混凝土澆筑完成后,及時(shí)用濕潤(rùn)的土工布覆蓋混凝土暴露面,即可避免麻面產(chǎn)生。因此,高性能混凝土拆模前的養(yǎng)護(hù),也是很重要的環(huán)節(jié)之一。
拆模時(shí)間高性能混凝土摻入了大量的礦物摻合料,混凝土的初凝時(shí)間會(huì)比同標(biāo)號(hào)的普通混凝土延長(zhǎng)。因此,為保證模板拆除的過(guò)程中不破壞混凝土表面,拆模時(shí)間應(yīng)該適當(dāng)延長(zhǎng)。
后期養(yǎng)護(hù)
采用有效的養(yǎng)護(hù)和保護(hù)措施,對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù),防止混凝土收縮開(kāi)裂,混凝土收縮主要是早期干燥失水收縮、后期的自收縮和化學(xué)收縮。早期的收縮由表及里,收縮時(shí)產(chǎn)生收縮裂縫。此時(shí),混凝土的耐久性直線下降。為防止高性能混凝土出現(xiàn)因干燥收縮產(chǎn)生的有害裂縫,最有效的措施是延長(zhǎng)混凝土后期養(yǎng)護(hù)時(shí)間,這也是能否實(shí)現(xiàn)高性能混凝土的關(guān)鍵因素之一。