高性能混凝土的生产施工及质量控制

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刘梁友高性能混凝土的生产、施工及质量控制 主要内容高性能混凝土的施工工艺1高性能混凝土的质量控制2高性能混凝土的验收及相关标准和规范3 一、高性能混凝土的施工工艺施工前准备高性能混过凝土的拌制高性能混过凝土的运输高性能混过凝土的浇筑施工工艺高性能混过凝土的振捣高性能混过凝土的养护 一、高性能混凝土的施工工艺1、施工前准备(1)针对混凝土设计、施工工艺和施工环境条件等因素，制定严密的高性能混凝土施工组织设计，建立完善的施工质量保证体系和健全的施工质量检验制度，明确高性能混凝土质量检验的具体方法。(2)对于参加工程建设的人员资格、施工机械设备的完好性、原材料和配合比的适用性、施工工艺方法的可行性、试验手段的科学性等进行复核，保证高性能混凝土工程顺利施工。 一、高性能混凝土的施工工艺(3)高性能混凝土用的原材料产地、质量等级、品种类型等，应与试验配合比所用的原材料一致，并应特别注意原材料质量的稳定性。在选择材料时，应充分考虑供货方质量管理制度是否健全，生产能力是否满足施工现场的需要，并保持适当的储备。(4)对混凝土计量设备进行认真检查。对生产系统的各计量仪器进行计量监督和测试，确定合理的计量参数和计量精度，制定各项保证测量、试验以及施工工艺中各种测试数据准确性的计量措施。(5)对于承墩台、主梁等重要混凝土结构，在施工前应进行混凝土试浇筑和试养护，以便对高性能混凝土配合比、施工工艺、施工机具及养护工艺的适应性进行检验。 一、高性能混凝土的施工工艺2、搅拌高性能混凝土的拌制，是在配合比设计的基础上，按照有关规定的要求将各种组成材料均匀地混合在一起，并使其符合工作性和硬化后各性能的要求。在进行高性能混凝土的拌制过程中，应注意以下事项:(1)为确保混凝土的质量，在混凝土拌制之前，应当按照混凝土配合比设计的要求，认真检查或测定所组成材料的品种、规格、质量和数量等是否符合设计规定，对不符合要求的应立即采取措施加以更换。(2)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(按质量计)：胶凝材料(水泥、掺合料等)±1％；外加剂±1％；集料士2％；拌和用水土1％。以上各种材料的计量应采用电子计量系统，以确保计量的准确性。 一、高性能混凝土的施工工艺（3）在高性能混凝土拌制的过程中，集料级配和含水量的检测频率要比普通水泥混凝土大，高性能混凝土必须采用强制式混凝土搅拌机讲行拌制。（4）在搅拌时应保证物料充分均匀，提高高性能减水剂的效率并减小坍落度损失，较为理想的喂料顺序如下： 一、高性能混凝土的施工工艺（5）无论采用那种搅拌流程，都必须比搅拌普通混凝土延长搅拌时间，否则会使拌合物不均匀而影响质量。混凝土抗压强度值的变异与搅拌时间的关系（6）在低温情况下搅拌混凝土时，应采取并评价预热各种原材料的措施，以保证混凝土的入模温度；在高温情况下搅拌混凝土时，应在集料堆场搭设遮阳棚，采用低温水拌和混凝土等措施，降低混凝土拌和物的温度，或者尽可能在傍晚和夜间搅拌混凝土，以保证混凝土的人模温度。 一、高性能混凝土的施工工艺3、运输对混凝土拌合物运输的基本要求是：不产生离析现象，保证规定的坍落度、含气量和在混凝土初凝之前有充分时间进行浇筑和捣实。 一、高性能混凝土的施工工艺4、浇筑高性能混凝土的浇筑，是混凝土施工中最重要的施工过程，是确保混凝土施工质量的关键。因此，在高性能混凝土的浇筑中，应当注意以下事项：(1)在高性能混凝土正式浇筑前，应针对工程特点、施工环境和施工条件等，事先进行浇筑方案的设计，其中包括混凝土浇筑起点、浇筑方向、浇筑进度和浇筑厚度等。高性能混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行，在常温下的间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。(2)在高性能混凝土正式浇筑前，应仔细检查钢筋保护层砂浆垫块的位置、数量及其紧固程度，以提高钢筋混凝土保护层厚度尺寸的精确性。 一、高性能混凝土的施工工艺(4)在混凝土入模浇筑前，应测定高性能混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比等工作性能，经检验符合设计要求的混凝土方可入模浇筑。(5)在相对湿度较小、风速较大的环境下浇筑高性能混凝土时，应采取适当挡风、遮阳、围护等技术措施，防止混凝土出现失水过快，此时应避免浇筑有较大暴露面积的构件。(6)混凝土倾落高度一般不宜超过2m，当混凝土拌和物较黏稠不出现分层离析时，允许适当增加倾落高度，但最大以4m为限，并应采用滑槽、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。 一、高性能混凝土的施工工艺(7)在冬季低温情况下浇筑高性能混凝土时，应制定切实可行的冬季施工措施，并保证混凝土拌和物入模的温度在5～30℃，大体积混凝土的入模温度不宜超过28℃，新浇筑混凝土与邻接已硬化混凝土的温差不宜超过15℃。(8)当采用泵送混凝土时，高性能混凝土的一次摊铺厚度不宜大于600mm；当采用非泵送混凝土时，高性能混凝土的一次摊铺厚度不宜大于400mm。在浇筑竖向结构的混凝土前，其底部应先浇入50～100mm厚度的水泥砂浆垫层，砂浆的水灰比应略小于混凝土。 一、高性能混凝土的施工工艺5、振捣高性能混凝土的振捣，是确保混凝土密实度的关键。因此，在高性能混凝土的振捣中，应当注意以下事项。(1)在混凝土的浇筑过程中，应随时对混凝土进行振捣并使其达到密实。高性能混凝土应进行振捣密实，并应采用高频振捣器振捣。根据工程的实际情况，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。(2)高性能混凝土的捣实，一般宜采用插入式振捣棒振捣，对混凝土的顶面部分、预应力混凝土构件或其他薄层部位，可采用平板振捣器进行振捣。(3)高性能混凝土振捣是否密实，其标志与普通混凝土相同，一般是混凝土液化表面泛浆，混凝土表面比较平整，基本不再下沉，气泡不再连续涌现。振捣点的振捣时间以表面出现泛浆为准，一般不宜超过30s。 一、高性能混凝土的施工工艺(4)在高性能混凝土的振捣过程中，不仅应避免出现漏振，而且也应防止过振。振捣中应加强检查模板的稳定性和接缝的严密程度，防止出现漏浆现象。(5)表面混凝土振捣完成后，应及时进行修整、抹平混凝土的裸露面。抹面时严禁洒水，并防止过度操作影响表层混凝土的质量。尤其是寒冷地区受冻融循环的混凝土和暴露于干旱地区的混凝土，更要注意施工抹面工序的质量。 一、高性能混凝土的施工工艺6、养护高性能混凝土的养护，是混凝土施工中的最后一个工序，对于确保混凝土的最终质量起着非常重要的作用。因此，在高性能混凝土的养护中，应当注意以下事项。(1)高性能混凝土的用水量比普通水泥混凝土小，切不可因混凝土失水而影响质量，在振捣密实后应用苫布或塑料薄膜及时对混凝土暴露面进行覆盖，尽量减少混凝土的暴露时间，防止表面水分蒸发。(2)在混凝土浇筑后，要防止混凝土表面温度受环境因素(如气温骤降、暴晒等)而引起激烈变化，减少早期干燥收缩和温度收缩。(3)在混凝土带模板养护期间，或者除去表面覆盖物及拆除模板后，应对混凝土采用蓄水、浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护。 一、高性能混凝土的施工工艺(4)在混凝土的养护期间，施工和监理单位应加强对混凝土养护工作的管理和检查，各自对混凝土的养护过程做详细记录，并建立严格的岗位责任制。(5)高性能混凝土在冬季和夏季拆模后，如果天气发生骤然变化时，应采取适当的保温(冬季)或隔热(夏季)措施，防止混凝土产生过大的温差应力，使混凝土表面裂缝。(6)在混凝土养护期间，施工和监理单位应对有代表性的结构进行温度控制，定时测定混凝土内部温度、表层温度、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，及时调整养护措施，确保混凝土的内外温差符合设计要求。 二、高性能混凝土的质量控制质量控制定义为测定实际质量特征值，把所测特征值与标准值进行比较，并对他们之间的差异采取措施的过程。混凝土质量控制的最终目标是得到质量均匀的、体积稳定的、耐久性的、满足设计强度而且经济的混凝土。对于硬化后投入使用的高性能混凝土要求：质量均匀—混凝土中各组分分布均匀，包括集料和气孔的分布均匀、基相中胶凝材料的均匀；体积稳定—收缩、徐变要小，温度变化系数要小，不产生不均匀的变形，无非载荷作用的有害裂缝；耐久—高密实、低渗透性，对环境中侵蚀介质有足够的抵抗力；强度—达到设计要求的强度，并在后期能持续增长而无倒缩；经济—尽可能低的成本。 二、高性能混凝土的质量控制要得到这样的优质混凝土，必须使拌合物有良好的工作性能，便于搅拌、运输、浇筑、振捣密实、充满模型，并且始终均匀。因此，对于高性能混凝土拌合物的要求：流动性—坍落度在170mm以上，坍落流动度在430mm以上（不振捣的拌合物坍落度为240-270mm，坍落流动度为550mm-700mm）；体积稳定性—不离析、不泌水，有稳定的表观密度；温度应力—浇筑的混凝土内外温度差不高于25℃，浇筑时拌合物温度夏季不高于35℃，冬季不低于12℃。 二、高性能混凝土的质量控制为达到上述目标，可从三个方面进行质量控制，即质量合格的原材料、合理而经济的配合比、先进而严格的施工技术与管理。三者关系如图所示。混凝土生产过程各环节的关系 三、高性能混凝土的验收及相关标准和规范高性能混凝土从工作性、强度、耐久性等几个方面对其进行质量验收。工作性高性能混凝土的工作性主要通过坍落度试验、坍落度经时损失测定、L形流动试验、可泵性指标测定、外加剂与水泥的相容性测定等来验收。 三、高性能混凝土的验收及相关标准和规范强度高性能混凝土的强度可按GB50204《混凝土结构工程施工及验收规范》中规定的方法进行评定,应尽量选择统计方法进行评定。除验收混凝土的强度外还应当查看现场质量控制记录,包括各项主控性质的质量控制图和质量变化所采取的措施与结果。 三、高性能混凝土的验收及相关标准和规范对于重要工程,应同时抽取多组标准立方体试件,分别进行标准养护、密封下同温养护和密封下的标准温度养护,以对实际结构中的混凝土强度作出明确的评估。高性能混凝土的强度在28d以后有持续较大的增长。为了更充分地发挥混凝土的潜力,对于基础、高层建筑低层柱子等结构,根据其承受全部设计荷载的时间,建议按60d甚至90d的强度验收。 三、高性能混凝土的验收及相关标准和规范耐久性高性能混凝土的核心是耐久性,无论是抗渗、抗冻、抗腐蚀、抗碳化、抗碱骨料反应等各方面其都比普通混凝土高很多。为了保证高性能混凝土的高耐久性,中国工程院土木水利与建筑学部提出了《混凝土结构耐久性设计与施工指南》。关于耐久性的质量检验，《混凝土结构耐久性设计与施工指南》规定，从现场拌合物中取样需测定含气量、抗冻等级与氯离子侵入性三项指标。氯离子侵入性指标可以用气压法测混凝土的渗透性能也可以按美国ASTMC1202快速电量测定法进行测定。其它耐久性指标可按现行标准方法进行测定。