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【摘要】本文结合某实际工程对建筑施工中大体积钢渣混凝土的施工要点做了相关分析。主要通过施工流程、施工要点、施工质量管控、安全文明施工、绿色环保施工方面对大体积钢渣混凝土进行简要论述。
【关键词】大体积钢渣混凝土；施工要点
0.引言
冶金废渣包括高炉渣、铜渣、锰渣、锌渣和钢渣等。钢渣是炼钢过程中产生的固体废物，根据不同的炼钢工艺，钢渣的组成成分和理化性能有一定区别。总体而言，钢渣的矿物组成主要有硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铁酸二钙（C2F）、RO相（MgO、FeO和MnO的固溶体）、游离钙（f-CaO）和游离镁（f-MgO）等，具有密度大和难磨的特点。由于钢渣含有少量的游离钙和游离镁，而混凝土构件生产过程中又有高温养护工序，因此可能会进一步诱发安定性问题，所以必须模拟实际情况，采用一定方法对钢渣的安定性进行评价，判定钢渣用于混凝土施工的可行性。随着建筑行业的迅猛发展，国家提出了更高的绿色环保要求，固体废物资源化技术的产业化推广，已经上升为国家战略，成为生态文明建设不可缺少的重要内容，如何更有效地将工业废渣等固体废弃物利用起来一直是研究人员关注的方向。钢渣是炼钢过程中残留的废弃物。在我国钢渣的产率约占粗钢的15%～20%。我国作为钢铁生产大国，就2017年，我国的粗钢产量达到8.3亿吨，据不完全统计，其中钢渣产量约1.5亿吨，并且钢渣利用率仅为20%左右，剩余大量的钢渣堆积不仅造成土地的浪费，而且也是环境污染的源头之一，如何规模化利用废弃钢渣，已经成为我国钢铁行业循环经济可持续发展的目标之一。已有研究表明钢渣可以作为混凝土中砂石骨料的替代物，并且，以钢渣作为骨料的混凝土的许多性能都优于传统砂石骨料混凝土的性能，但针对特定地区的废弃钢渣还有待继续研究。
1工艺程序
大体积钢渣混凝土施工程序有下:1.混凝土配合比原材料的准备和检验2.大体积钢渣混凝土的试配2.配合比的优化3.原材料的准备和检验4.预拌大体积钢渣混凝土5.底板钢筋的绑扎6.预安装和预埋、验收7.底板大体积钢渣混凝土的浇筑8.底板大体积钢渣混凝土的养护。
2施工操作要点
2.1优化大体积钢渣混凝土配合比
减少大体积钢渣混凝土自身的水化热，最终降低大体积钢渣混凝土的自收缩率和温度收缩率。
1）减少水泥消耗。大体积钢渣混凝土的水泥用量和水化热直接的相关。降低大体积钢渣混凝土产生水化热的最有利效途径是减少大体积钢渣混凝土中水泥用量。在满足强度的要求下，尽量减少水泥在大体积钢渣混凝土中的用量，这样做有利于降低大体积钢渣混凝土的水化热。
2）增加粉煤灰的含量。试验结果表明，当超过20%的粉煤灰含量时，水化温度在大体积钢渣混凝土中可以得到有效延缓，中心温度在大体积钢渣混凝土中得到控制，大体积钢渣混凝土自收缩率大大降低。因此，在大体积钢渣混凝土的钢渣配合比设计中，控制水泥含量低于20%
3）适当水胶比。在一定范围胶凝材料用量下，大体积钢渣混凝土的干缩与用水量呈正相关。当用60天评估强度标准时，水胶比应在0.42以内。
4）合理增加和保证大体积钢渣混凝土的凝结时间。通过对掺合料的调整，对运输时间的控制，保证大体积钢渣混凝土，初凝时间低于15小时，大体积钢渣混凝土初凝时间应在浇筑后12小时，由此使大体积钢渣混凝土温升进度得到控制。
2.2泵管支撑架体安装、泵管固定
泵管下方要保持基坑段呈阶梯状。架体横向上竖杆不少于6排，要求横杆间距1200毫米以内，竖杆纵横间距1200毫米以内为宜，剪刀撑设置在架体四周，纵横每隔4根立杆设置一次架体内部剪刀撑，钢管支撑设置在架体外围，或拉结牢固可以通过φ12.5mm的钢丝绳，架体与基坑壁墙片按两步两跨设置。
2.3同条件试泵
同条件下的试验泵是对基础底板上浇筑大体积钢渣混凝土，通过泵送相关试验，检查泵管的方向是否满足要求，泵管支架阶梯框架的安全性，泵管钢筋的稳定性，泵送压力是否合理，大体积钢渣混凝土的和易性在泵送压力失水后是否满足施工要求。在相同条件下的泵试验是非常重要的。基础垫层，防水保护层，楼板后浇带，钢筋带等非结构混凝土可作为试验泵送混凝土。泵送大体积钢渣混凝土过程中，发现泵管摇动显著增强，泵送力增加，弯管使用1m大弯管，框架的综合加强点应加大，保证其他检验项目能满足要求。
3.施工质量控制措施
大体积钢渣混凝土工程往往是建筑结构主要承受荷载的重要结构件，比如设备的安装基础、桩基的承台、水库堤坝、地下室的底板、铁路桥墩、隧道、桥梁的桥墩、以及其它巨型柱等，这些结构件特点是厚、大、长，对整体性、抗震性、防水性要求高。在施工过程中，为了控制施工裂缝，避免出现贯穿性裂缝，保证大体积钢渣混凝土钢筋混凝土施工质量，可以采取分段分层浇筑施工方案，混凝土掺入外加剂、粉煤灰、火山灰的施工方法，混凝土中填入块石（片石）施工方法，加强保温保湿养护，延长拆除模板时间等具体施工措施。
3.1 分段分层施工方案
根据大体积钢渣混凝土结构厚大长等特点，可以把大体积钢渣混凝土进行分段分层浇筑，加快混凝土里面温度散去。具体点的施工方案可以划分为（1）大体积钢渣混凝土分段分层浇筑工法 ；（2）大体积钢渣混凝土全面分层浇筑工法； （3）大体积钢渣混凝土斜面分层浇筑工法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但无论采取哪种分段、分层的施工技术措施，都要保证混凝土是一次浇筑完成，即在混凝土初凝前全部浇筑完毕，以免出现分层裂缝。
（1）大体积钢渣混凝土分段分层浇筑工法。分段分层要满足设计要求和施工方便。把大体积钢渣混凝土结构划分为若干个施工段，把每个混凝土施工段又分为几层。开始混凝土时先浇筑第一段各层混凝土并振捣完毕，在第一段混凝土初凝前，浇筑第二段各层混凝土，并振捣完毕，逐层连续浇筑，直至混凝土浇筑完毕。这种浇筑工法适用于那些平面尺寸较大的大体积钢渣混凝土工程。
（2）大体积钢渣混凝土全面分层浇筑工法。全面分层要满足设计要求、构造要求和施工方便。将整个钢筋大体积钢渣混凝土结构划分为若干层进行浇筑，在第一层混凝土全部浇筑完毕后并在混凝土初凝前浇筑第二层混凝土，第二层混凝土初凝前浇筑第三层混凝土，如此逐层连续浇筑，直到大体积钢渣混凝土一次浇筑结束。上面一层混凝土必须在下一层混凝土初凝前浇筑完毕。这种工法适用于那些几何面积不大的大体积钢渣混凝土工程。
（3）大体积钢渣混凝土斜面分层浇筑工法。当混凝土结构的长度比较长时，水平面划分比较困难时，施工不便时，可采用混凝土斜面分层的浇筑工法。需要注意的是斜面分层要满足结构设计要求、钢筋构造要求、抗渗性能、抗震性和施工方便。
3.2 掺入外加剂施工法
要降低混凝土的水化热，就要尽量减少水泥用量。混凝土的水灰比要满足设计要求，水灰比不宜大于0.55。因此，大体积钢渣混凝土可以采取掺入外加剂或粉煤灰、火山灰等外掺料，减少水泥用量，改善混凝土的流动性、和易性、粘聚性、安定性和保水性等性能指标，从而实现控制温度裂缝的产生目标。
（1）掺入外加剂的施工方法。大体积钢渣混凝土钢筋大体积钢渣混凝土工程施工掺入缓凝型的高效减水剂，减少混凝土拌合用水量，改善混凝土的和易性和流动性，可以有效延长水泥的水化过程，降低混凝土的水化热，从而有效控制裂缝的产生。
（2）掺入粉煤灰、火山灰施工方法。在混凝土搅拌过程中掺加适量的粉煤灰、火山灰，不仅能代替混凝土中的一部分水泥，而且能改善混凝土的和易性、耐高温、密实性、耐腐蚀等性能指标。粉煤灰、火山灰的水化反应比水泥的水化反应慢很多，产生的水化热热量也少很多，从而降低了混凝土的水化过程产生的热量，大大避免了大体积钢渣混凝土出现温差裂缝的出现。
3.3 填入块石施工方法
为了降低混凝土中的水化热，最有效的方法之一是在不影响混凝土工程质量和满足混凝土设计强度的前提下减少水泥的使用量，可以在混凝土中填放一些块石或片石以此来减少混凝土用量。对放入混凝土里面的块石或片石应满足相关要求，具体措施的要求包括下列几点 ：
（1）施工中填放入大体积钢渣混凝土的块石或片石表面应干净。块石表面没有裂缝和贯穿性裂纹、表面没有水锈斑迹和无铁锈、里面没有夹层杂质且表面未被火烧过的。块石或片石还应符合抗冻性、抗渗性、强度等要求，使用时表面应清洗干净，不含泥浆土块。混凝土中填放的块石或片石大小要符合设计要求，并每块石块或片石尺寸不小于150mm ；如果工地中有完整的150mm 立方体混凝土试块，且其强度大于大体积钢渣混凝土设计强度一个等级，也可以作为块石填放进大体积钢渣混凝土施工中去。填放石块或片石的总数量不宜超过混凝土结构件体积的25%。
（2）块石或片石的填放净距和强度应满足设计要求。块石填放时应分布均匀且块石之间的净距不小于150mm，距离混凝土结构侧面和顶面的净距不小于250mm，石块不得接触到钢筋和预埋件，防止碰撞移位钢筋和预埋件。放入大体积钢渣混凝土中的块石或片石抗压强度必须符合强度设计要求，并不低于混凝土的强度等级的1.5倍。
（3）防止混凝土结构件的受拉区出现拉应力裂缝，受拉区中混凝土不得填放石块或片石 ；为防止混凝土受冻，当施工环境气温低于或连续五天平均气温低于0℃时，也不得填放石块或片石。大体积钢渣混凝土施工质量直接决定了建筑结构的工程质量和安全，因此需要高度重视。为了保证大体积钢渣混凝土施工质量，防止混凝土表面出现裂缝，尤其是要防止出现贯穿性裂缝。
4.结束语
大体积钢渣混凝土结构件必须满足整体性、耐高温、耐腐蚀、防水性和抗渗性等性能指标，尤其是结构件的强度、刚度、稳定性必须达到设计要求。随着经济发展，人民生活水平的提高，大体积钢渣混凝土的施工项目将会越来越常见，为了保证工程的建设质量和使用安全，对大体积钢渣混凝土施工质量控制措施的进行研究具有非常重要的技术、安全、经济、社会效益。
【参考文献】
[1]付其. 玄武岩纤维钢渣粉混凝土的力学性能及抗裂性能分析[D].安徽理工大学,2016.
[2]张天国. 多孔相变钢渣骨料大体积混凝土试验研究[D].西安建筑科技大学,2015.
[3]陈超.大体积钢渣混凝土施工要点浅析[J].河南建材,2014(04):102-104.
[4]阮文,胡圣魁,陈泽宏,曾梦澜.基于膨胀机理的钢渣基层材料体积安定性研究[J].公路,2013(04):169-174.
[5]顾期斌,徐二华.磨细钢渣粉在大体积混凝土中的应用[J].混凝土与水泥制品,2011(09):64-66.
[6]位向飞. 攀钢钢渣作为大体积地基回填料的数值模拟研究[D].昆明理工大学,2011.
论文作者:许炎光
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第09期
论文发表时间:2019/7/23
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