论高性能混凝土施工技术

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2010-09-02 12:00 热度:

  摘要:高性能混凝土因具有高强度、高工作性、高耐久性的良好性能,已在国内外桥梁工程中广泛应用。作者根据多年来的施工经验,对高性能混凝土的施工技术进行了总结。
  关键词:高性能混凝土;施工;质量管理
  1高性能混凝土施工前准备
  (1)针对不同工程的特点和施工季节、环境与条件,会同设计、施工、监理各方,共同制定施工全过程和各个施工环节的质量控制内容与质量保证措施;施工单位应提前完成全部原材料品质指标的检验及混凝土配合比的选定工作,并形成相应的施工技术文件,明确质量检验方法。
  (2)施工技术文件应包含的内容:混凝土原材料的质量要求及管理措施,包括水泥、掺和料、专用复合外加剂、砂、石等原材料品质的实际控制指标,原材料质量检验制度,保证原材料质量稳定的管理措施等;落实混凝土配合比设计所提出的特殊要求的具体措施;混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣、养护等关键工序的施工质量要求及其实现措施;混凝土耐久性专项检查的方法、设备以及人员培训的落实情况;按照混凝土验收标准的要求对施工试件的制作和养护所作出的明确规定;预应力结构和连接缝施工的专门操作细则和质量检验标准。
  (3)施工和监理单位应事先确定并培训专门从事混凝土关键工序施工的操作人员。
  (4)施工单位应针对不同混凝土结构的特点和施工季节、环境条件特点进行混凝土试浇筑,验证并完善混凝土的施工工艺,发现问题及时调整。
  2高性能混凝土配合比
  (1)混凝土配合比应参照现行国家标准JGJ55-2000进行设计。
  (2)设计混凝土配合比的一般途径为:
  A.选用低水化热和低碱含量的水泥,尽可能避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥;
  B.选用球形粒形、吸水率低、空隙率小的洁净骨料;
  C.适量掺用优质粉煤灰、磨细矿渣粉等矿物掺和料或复合矿物掺和料;
  D.采用具有高效减水、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂,尽量降低拌和水用量;
  E.将混凝土的最低强度等级、最大水胶比、最小水泥用量、最低胶凝材料用量和最大胶凝材料用量限制在适宜的范围内;
  F.尽可能减少混凝土胶凝材料中的水泥用量。
  (3)混凝土的矿物掺和料掺量应根据设计和施工对混凝土各龄期强度、弹性模量、工作性和耐久性的要求及施工环境条件特点(环境气温、混凝土拌和物温度、构件尺寸等),通过试验选定,矿物掺合料掺量限值应满足下表的要求。
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  (4)专用复合外加剂的掺量应符合生产厂家的使用说明,并经试验验证后确定。
  (5)对于可能遭受强腐蚀的混凝土结构,混凝土配合比应根据专门的规范进行设计和论证。
  (6)由于混凝土的耐久性指标检验周期较长,施工单位应充分考虑试验周期和可能出现的原材料变化等因素,提前进行配合比的选定工作。
  3高性能混凝土搅拌
  (1)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%;专用复合外加剂±1%;粗、细骨料±2%;拌和用水±1%。
  (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)应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系统计量原材料。搅拌时,宜先向搅拌机投入细骨料、水泥、矿物掺和料和专用复合外加剂,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高性能混凝土运输
  (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。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分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)若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,应按JGJ/T10-95的规定进行施工外应特别注意以下事项:
  A、在满足泵送工艺要求的前提下,泵送混凝土的塌落度应尽量小,以免混凝土在振捣过程中产生离析和沁水。当浇筑层的高度较大时,尤应控制拌合物的塌落度,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。
  B、泵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,管路的其它部位均不得采用软管。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,管路应分别用湿帘和保温材料覆盖。
  C、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。
  D、混凝土宜在搅拌后60min内泵送完毕,且在1/2初凝时间前入泵。全部混凝土应在初凝前浇筑完毕。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塌落度损失过大。
  E、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,防止料斗中混凝土离析。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。
  5高性能混凝土浇筑
  (1)浇筑混凝土前,应针对工程特点、施工环境条件与施工条件事先设计浇筑方案,包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等。混凝土浇筑过程中,不得无故更改事先确定的浇筑方案。
  (2)浇筑混凝土前,应仔细检查钢筋保护层垫块的位置、数量及其紧固程度,并指定专人作重复性检查,以提高钢筋保护层厚度尺寸的质量保证率。构件侧面和底面的垫块至少应为4个/m2,绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。
  (3)混凝土入模前,应测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能;只有拌和物性能符合本技术条件要求的混凝土方可入模浇筑。
  (4)混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m;当大于2m时,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。
  (5)混凝土的浇筑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。
  (6)混凝土的一次摊铺厚度不宜大于600mm(当采用泵送混凝土时)或400mm(当采用非泵送混凝土时)。浇筑竖向结构的混凝土前,底部应先浇入50~100mm厚的水泥砂浆(水灰比略小于混凝土)。
  (7)浇筑大体积混凝土结构(或构件最小断面尺寸在300mm以上的结构)前,应根据结构截面尺寸大小预先采取必要的降温防裂措施,如搭设遮阳棚、预设循环冷却水系统等。
  (8)新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间的温差不得大于20℃。
  (9)预应力混凝土梁应采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型。每片梁的浇筑时间不宜超过6~8h,最长不超过混凝土的初凝时间。在预应力混凝土梁体浇筑过程中,应随机取样制作混凝土强度和弹模试件,试件制作数量应符合相关规定。其中箱梁混凝土试件应从底板、腹板及顶板分别取样。
  6高性能混凝土振捣
  (1)混凝土振捣可采用插入式高频振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备。振捣时不得碰撞模板、钢筋及预埋铁件。
  (2)混凝土振捣应按事先规定的工艺路线和方式进行,应在混凝土浇筑过程中及时将浇筑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,一般不超过30s,避免过振。
  (3)采用插入式高频振捣器振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。若需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置,应首先竖向缓慢将振捣棒拔出,然后再将振捣棒移至新的位置,不得将振捣棒放在拌和物内平拖,也不得用插入式振捣棒平拖驱赶下料口处堆积的拌和物。
  (4)预应力混凝土梁宜采用侧振并辅以插入式振捣器振捣。
  (5)在振捣混凝土过程中,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,应仔细将混凝土表面压实抹平,抹面时严禁洒水。
  7高性能混凝土养护
  (1)现浇构件混凝土的自然养护
  ①混凝土振捣完毕,应及时采取适当的保温保湿措施对混凝土进行养护。当新浇混凝土具有暴露面时,应先将暴露面混凝土抹平,再用麻布、草帘等将暴露面覆盖,并及时采取喷雾洒水等措施对混凝土进行保湿养护7d以上。待喷雾洒水养护7d以上且水泥水化热峰值过后,若需撤除麻布或草帘,应再用塑料薄膜将暴露面紧密覆盖14d以上(塑料薄膜与混凝土表面之间不得留有空隙),或蓄水养护混凝土14d以上,直至下道施工工序为止。
  当混凝土采用带模养护方式养护时,应保证模板接缝处混凝土不失水干燥。新浇立面混凝土振捣24~48h且强度发展至对结构安全性无不利影响时,可略微松开模板,并对模内混凝土进行浇水养护直至下道施工工序为止。
  ②当混凝土强度满足拆模要求,且芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不大于20℃时,方可拆模。
  ③拆模后,应迅速采取切实措施对新暴露混凝土进行后期养护。采用麻布、草帘等材料将暴露面混凝土覆盖或包裹,以便使混凝土表面保持潮湿状态,再用塑料布或帆布等将麻布、草帘等保湿材料包覆(裹)完好。包覆(裹)期间,包覆(裹)物应完好无损,彼此搭接完整,内表面应具有凝结水珠。包覆(裹)养护时间不少于56d。
  ④新浇筑的混凝土与流动的地表水相接触前,应采取临时保护措施,保证混凝土获得75%以上的设计强度为止,且同时采取保温保湿措施对混凝土进行养护。养护结束后应及时回填。
  (2)预制构件混凝土的养护
  ①预制构件混凝土可采用蒸汽养护或保温养护。
  a.混凝土蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温4个阶段。静停期间应保持棚温不低于5℃,灌筑完4~6h后方可升温,升温速度不得大于10℃/h,恒温养护期间混凝土内部温度应不超过60℃,恒温养护时间应根据构件脱模强度要求、混凝土配合比情况以及环境条件等通过试验确定,降温速度不得大于10℃/h。
  b.保温养护的混凝土必须包裹严实,并且至少有一层不透水的裹覆层。保温养护时间应根据混凝土强度发展能否满足脱模要求确定②蒸汽养护或保温养护结束后,待构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不大于15℃(构件截面较为复杂时,内外侧混凝土之间的温差也不大于15℃)时方可拆模。在寒冷季节,若环境温度低于0℃,应待表层混凝土冷却至5℃以下才可拆除模板;在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖、边拆边浇水或边拆边喷涂养护剂的拆模工艺。气温急剧变化时不宜拆模。
  ③拆模后,应迅速采取切实有效措施对混凝土进行后期养护。应及时向构件暴露面喷涂混凝土养护剂、覆盖洒水或将构件放入蓄水池,以减少混凝土的暴露时间,防止表面水分蒸发。养护时间不少于14d。
  (3)在任一养护时间,淋注于混凝土表面的养护水与表面混凝土之间的温差不得大于15℃。
  (4)混凝土养护期间,应对有代表性的结构进行温度监控,定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数,并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度,严格控制混凝土的内外温差满足要求。
  (5)混凝土拆模及养护期间,施工和监理单位应各自对混凝土的拆模过程和养护过程作详细的记录。
  
  参考文献:
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