摘要:从高性能混凝土概念提出以来,人们对发展高性能混凝土比较重视和关注,但由于高性能混凝土属于新技术,目前还处于不断发展、完善过程之中,在工程应用过程中还存在一些需要改善的地方,对此各国学者也不断对高性能混凝土进行全面研究,为高性能混凝土进一步推广应用提供技术支撑。近年来,在工程结构领域高性能混凝土的使用得到广泛发展,且使用量巨大,但是人们也普遍认识到如何充分发挥高性能混凝土的经济效益,提高其综合性能,保证建设工程质量,满足工程建设需要,成为高性能混凝土急需研究的课题。
关键词:高性能混凝土;工程施工;质量控制;应用技术
现代建筑工程实践过程中安全性能的优化及经济效益的增加,对高性能混凝土依赖性强。在其使用过程中,为了避免产生施工质量问题,需要注重与之相关的工程施工质量控制技术的合理运用。基于此,本文就高性能混凝土及其工程施工质量控制技术展开论述,以便满足现代建筑工程建设需要。
高性能混凝土组成材料由原来的水、水泥、砂、石四种组成材料,发展到现在的水、水泥、砂、石、矿物掺合料、外加剂等组成材料,各种组成材料对混凝土的性能影响变得更加复杂,通过前面的组成材料对混凝土性能的影响分析看出,各种组成材料的用量变化,对混凝土的强度、工作性及耐久性都有影响,而且各种材料之间也会发生相互作用关系,所以在配置高性能混凝土时,各种材料的组成比例的不同对混凝土的性能会产生不同的影响,对高性能混凝土的配合比设计研究就显得非常重要。
1.高性能混凝土配合比设计对其性能的影响
高性能混凝土配合比设计工作是将混凝土各项组成材料进行合理配制,充分发挥各种材料的最佳性能,是高性能混凝土形成的关键工作,各种组成材料含量的多少以及相互之间的比例关系对高性能混凝性能有很大的影响。
1.1水泥对高性能混凝土综合性能影响
水泥的矿物组成、粗细程度、颗粒形状、强度、碱性氧化物与体积安定性都会对高性能混凝土综合性产生影响。工程结构在水泥选择时,要根据工程所处环境,研究水泥各项性能指标,合理选择和使用水泥,从而保证高性能混凝土的综合性能,提高工程使用年限。高性能混凝土在选择水泥时要重点对水泥中矿物成分含量、水泥的细度、强度等级、体积安定性和碱含量等指标进行综合评定,同时要综合考虑与外加剂相容性问题。
1.2粗骨料对高性能混凝土综合性能的影响
当混凝土其他组成材料用量不变的情况下,骨料级配越好,骨料之间的空隙就越小,混凝土的强度就越高。当各种骨料粒径都存在,大粒径的骨料含量多,即粗骨料的含量多,那么混凝土的抗压强度就比较高;小粒径的骨料含量多,混凝土的抗压强度就相对较小。粗骨料的自身强度应高于混凝土的强度,其弹性模量(影响骨料的变形)应该与混凝土中浆体基本保持一致,如果骨料自身强度低,变形与浆体不一致,必然会导致混凝土容易破坏、开裂。在高性能混凝土配制时,应选择骨料级配好,大粒径含量相对多的粗骨料进行配制,当配制60MPa以上高强度等级的混凝土时,粗骨料的最大粒径控制在26.5mm以内,随着混凝土强度增加还应适当减小。配制高强度混凝土时选用碎石,通过外加剂提高工作性能;强度不算太高可以选用卵石。同时,粗骨料含量控制在60%左右。砂的细度模数应控制在2.6~2.8为最佳。当砂细度模数过大或过小,对高性能混凝土的综合性能影响比较大,同时还会产生一系列不良现状。
1.3水
高性能混凝土用水主要包括搅拌混凝土时的拌制用水和混凝土养护时的用水,对高性能混凝土的强度发展、工作性及耐久性有很大的影响,尤其是拌制用水的质量,对混凝土的性能影响较大,如果水中含有过多的有害物质会损害混凝土强度发展,加快钢筋的锈蚀,甚至引起预应力钢筋脆断,降低混凝土的耐久性。所以高性能混凝土用水应优先采用符合标准的饮用水,在节约用水、保护资源的原则下,提倡采用经检验合格的净化水,严禁采用海水、工业废水、矿物含量大的硬水及酸类含量大的水。
1.4矿物掺合料
在高性能混凝土中掺入矿物掺合料不仅可以代替部分水泥,节约工程成本,保护生态环境,并且不降低混凝土的强度,同时还能改善混凝土的各项性能指标。所以矿物掺合料已经作为高性能混凝土不可或缺的重要组成部分,对矿物掺合料的作用机理及对高性能混凝土的综合性能影响进行研究就显得非常重要。
2.高性能混凝土施工质量控制
2.1高性能混凝土施工质量的事前控制
2.1.1质量控制方案的制定
由于高性能混凝土的生产和使用环节的分离,各家单位只是针对各企业的实际情况制定了相应的控制环节,而没有系统的质量控制方案,造成生产与使用的控制上不衔接。尤其是施工现场混凝土验收批次的划分和检测数量没有固定的选择依据,而且与商品混凝土供应单位标准不一致。对于商品混凝土供应单位而言,由于混凝土生产量大,需要供应不同的建筑工程,混凝土强度等级不一,对具体工程的检验批划分往往按照一次供应量来进行划分,对混凝土的强度评定一般采用统计法;而施工企业通常按照混凝土工程质量验收规范和监理实施细则来进行检验批次的划分,两种试块取样留置上取值有一定的差异,而且施工单位往往采用非统计法对每批混凝土的强度进行评定,在工程竣工验收时施工单位采用统计法对工程混凝土质量进行综合评价,作为混凝土质量合格判断的依据。
2.1.2质量控制的组成材料
首先是水泥。对高性能混凝土所使用的水泥,一要根据工程特点选择合适的水泥品种;二要尽量采用同一厂家、同一品牌的水泥,控制水泥质量的离散型,同时对水泥的各项性能指标进行严格检测;三要选择信誉好、质量有保证的水泥供应商,建立长期合作关系,实现对水泥的质量控制。其次是骨料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对高性能混凝土所使用的骨料,骨料供应商要采取专门的技术措施进行除尘,保持骨料的洁净;骨料使用前要测定其各项性能指标,尤其是有害杂质含量不得超标;混凝土搅拌站要对级配不良的骨料进行掺配,形成不同级配的骨料;对高性能混凝土所使用的骨料进行封闭存储。再者为外加剂。在外加剂选择时,选择正规、质量有保证的外加剂供应单位,保证外加剂供应质量,严禁使用有毒、有害的外加剂;对外加剂的各项性能进行检测,尤其是与其他胶凝材料的相容性试验;要根据高性能混凝土的基本要求选择合适的外加剂,尤其是控制好复掺外加剂对高性能混凝土的质量影响,采用合适的比例进行配制,同时要注意不同外加剂之间的相容性情况。最后是矿物掺合料。矿物掺合料在选择和使用过程中要做到:一要充分认识矿物掺合料的性能,根据工程环境和特点,合理确定矿物掺合料的掺量和品种;二要在使用矿物掺合料前,要对矿物掺合料的各项性能指标进行严格的检测;三要尽量采用两种或两种以上矿物掺合料的复掺,充分发挥其叠加效应。
2.1.3质量控制的配合比设计
根据配合比设计基本思路和原则,在进行配合比设计时,要根据工程结构使用年限,充分研究工程所处环境各种因素对高性能混凝土耐久性的影响,同时要严格控制胶凝材料用量,尤其是水泥用量,根据工程环境合理选择胶凝材料,控制好水胶比和最小胶凝材料用量,保证混凝土的耐久性,同时根据高性能混凝土的强度和工作性要求选择合适的矿物掺合料和外加剂,采用复掺技术,保证高性能土的强度和工作性,确定出经济、质优的高性能混凝土配合比例。然后通过试配、调整、比较确定最优方案,以保证高性能混凝土的各项性能指标满足工程建设的需要。
2.2高性能混凝土施工质量的事中控制
2.2.1企业质量控制
商品混凝土公司生产主要工作是在选择合格材料和配合比设计的基础上,进行高性能混凝土的组成材料的称量、投料、搅拌、出料、工作性评价、运输等工作,在高性能混凝土生产过程中应实行自动化控制程序,减少由于人员操作产生的误差,并建立质量监控体系和专人负责制度,一旦混凝土质量出现异常情况时,要立即分析研究,并及时采取措施进行纠偏,保证高性能混凝土出厂质量。
2.2.2施工单位质量控制
由于施工过程中的质量控制关系到高性能混凝土最终产品质量,应当在施工过程中各环节采取严格的控制措施确保高性能混凝土的质量。首先,高性能混凝土在浇筑前,必须对模板、钢筋检验批进行检查验收,严格控制模板的整体稳定性、尺寸偏差、接缝、脱模剂和钢筋绑扎、保护层厚度等的质量,防止因模板和钢筋质量影响高性能混凝土整体质量,同时对高性能混凝土的坍落度和扩展度进行随机检测,工作性满足要求时才允许浇筑。高性能混凝土浇筑过程中,应尽量保证高性能混凝土一次性输送到浇筑部位,避免多次搬运造成混凝土产生分层离析,要控制好混凝土下落高度,避免在下料过程中接触冲击密集钢筋,以免产生离析,同时保证浇筑混凝土的密实性,在高性能混凝土振捣时,振动棒应均匀、等间距地垂直插入,确保不漏振、不过振,以高性能混凝土停止下沉、不冒气泡,开始出现轻微泛浆时停止振动,并及时做好混凝土表面的收面抹平,在混凝土浇筑过程中,施工单位技术负责人和监理工程师要在场全程旁站,监督混凝土的浇筑过程,发现问题要立即采取措施,严格控制混凝土浇筑质量,施工单位材料取样员要在监理工程师的见证下进行混凝土的取样检测工作,随机留置混凝土试块,数量要适当加大样本容量。待混凝土浇筑完毕后,还要做好高性能混凝土养护工作。
2.3高性能混凝土施工质量的事后控制
高性能混凝土施工质量的事后控制工作主要是混凝土分项工程的质量验收和合格评定,也是高性能混凝土质量控制的最后一项工作,高性能混凝土分项工程合格判别要求是其所包含的的检验批要全部合格,即在每次混凝土浇筑时留置试块的强度和混凝土的工作性、耐久性均符合要求,检验批试块质量往往通过同条件下28天的抗压强度平均值和混凝土强度标准值来对比。高性能混凝土的分项工程验收时,由于耐久性的质量控制是包含在混凝土配合比设计过程中,在验收时采用强度评定来进行最终的评定,通过对前期混凝土检验批试块抗压强度值来进行混凝土最终质量评定,而目前高性能混凝土全面质量评定还没有制定统一方法,还是采用传统混凝土强度评定标准来进行评定,最终结果反映整体混凝土质量情况。由于高性能混凝土的质量评定工作是在混凝土浇筑形成后,主体结构分部工程验收前进行,如果整体混凝土质量评定不合格,需要消耗大量的人力、物力和财力进行弥补,造成极大的经济损失,所以,在高性能混凝土的质量控制全过程中,质量控制工作重点要在事前和事中进行控制。
3.小结
由于高性混凝土是结构工程的主要组成部分,其质量优劣会直接影响工程结构的使用年限,同时由于高性能混凝土使用时间还不很长,还没有全面应用,部分落后地区甚至还没有出现高性能混凝土,因此在使用过程中难免会产生或多或少的质量问题,所以对高性能混凝土的质量控制必须予以高度重视。本章通过建立高性能混凝土事前控制、事中控制、事后控制三过程的质量控制体系,从高性混凝土事前的控制计划的制定、原材料选择、使用和配合比设计工作,到高性能混凝土的生产与施工中的事中控制,到最后的质量评定进行全面的质量控制,而事前、事中是高性能混凝土形成的主要过程,是保证高性能混凝土质量的关键阶段。只有严格控制好高性能混凝土形成的各个环节,才能生产出优良的高性能混凝土,充分发挥其性能,保证工程质量。
参考文献
[1]夏亮.高性能混凝土及其工程施工质量控制技术[D].安徽建筑大学,2015
[2]王洁.高性能混凝土的施工质量控制与应用研究[D].西安工业大学,2014
[3]卢衍庆.高性能混凝土施工质量控制的过程控制措施[J].科技经济导刊,2016,7(5)
致谢
本文是在我的导师亲切关怀与悉心指导下完成的,从论文选题、框架建立一直到完成,都倾注了导师大量的心血。在每次研究过程中遇到困难时,导师都会在百忙中抽出时间给我解答和帮助,在此我深深地表示敬意与感谢。
此外,我还要感谢一路陪伴一路学习的同窗好友和同学,我们一起努力一起进步的日子里,互相激励,互相帮助,同样感谢大家给我的关怀。
最后感谢各位专家在百忙之中对论文的审阅。
论文作者:覃守平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/2
标签:混凝土论文; 高性能混凝土论文; 骨料论文; 质量控制论文; 质量论文; 强度论文; 矿物论文; 《基层建设》2019年第9期论文;