清水溷凝土施工方法及質(zhì)量控制要點解析.ppt

清水混凝土施工方法及質(zhì)量控制 要點解析,朱效榮 所長 北京城建混凝土技術(shù)研究所,1 概述,根據(jù)多年科研工作的經(jīng)驗，我們采用正交優(yōu)化和回歸分析的方法，研究成功一套混凝土攪拌站原材料及生產(chǎn)質(zhì)量控制的全新方法，這些方法主要體現(xiàn)在水泥強度的早期預(yù)測、外加劑減水率測定、水泥與外加劑適應(yīng)性、混凝土工作性的控制、28天強度預(yù)測、混凝土外觀結(jié)構(gòu)缺陷的預(yù)防、裂縫控制和混凝土外觀顏色一致性控制等，現(xiàn)在逐一進行介紹,2水泥的檢測,在混凝土攪拌站，水泥廠只提供水泥細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、3d強度和相關(guān)數(shù)據(jù)，因此對水泥的各項性能自然要謹(jǐn)慎處理，在這種條件下及時準(zhǔn)確地預(yù)測水泥的28d各項性能指標(biāo)，對正確使用水泥，預(yù)防混凝土質(zhì)量事故的發(fā)生顯得尤為重要。根據(jù)回歸分析的結(jié)論，我們建立了 :,2.1普通硅酸鹽水泥強度與化學(xué)成份之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式,R28=CaO+Fe3O4+Al2O3-SiO2 (MPa) 當(dāng)水泥熟料為立窯料時，R28=CaO+Fe3O4+Al2O3-SiO2 -3（MPa） 當(dāng)水泥熟料為旋窯料時，R28=CaO+Fe3O4+Al2O3-SiO2 通過這樣一個數(shù)學(xué)公式我們就可以快速預(yù)測水泥28天強度,2.2水泥初凝時間與化學(xué)成份之間關(guān)系的數(shù)學(xué)式：,t初凝= SO32.0-( CaO+Fe3O4+Al2O3-SiO2)/60（h） 當(dāng)采用立窯熟料時 t初凝= SO32.0-( CaO+Fe3O4+Al2O-SiO2)/60-0.5 當(dāng)采用旋窯熟料時 t初凝= SO3%2.0-( CaO+Fe3O4+Al2O-SiO2)/60+0.5,2.3水泥與外加劑的適應(yīng)性：,適應(yīng)性指數(shù)SH=SO3- CaO/（Fe3O4+Al2O+SiO2） SH大于0.5時，水泥對萘系減水劑不適應(yīng) SH大于0時，水泥對萘系減水劑適應(yīng)性差 SH小于等于0時，水泥對萘系減水劑適應(yīng)性好,2.4水泥水化熱預(yù)測，水化放熱速度指數(shù)Q,Q=( CaO+Fe3O4+ Al2O3-SiO2) SO32.0 當(dāng)Q大于15時，水泥化放熱過快，需加摻和料和緩凝劑 當(dāng)Q在1215時，水泥水化放熱適中，可正常使用 當(dāng)Q小于12時，水泥水化放熱緩慢，需加入早強促凝組分,3、混凝土外加劑的檢測,混凝土外加劑是混凝土配比中非常重要的組成部分，因此對外加劑在進廠前進行準(zhǔn)確檢驗顯得十分必要。這種檢測包括物理和化學(xué)兩種方法，作為混凝土生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該優(yōu)選物理檢驗。,3.2外加劑復(fù)配的最佳比例,4、混凝土外觀顏色一致性控制,顏色：要求清灰色且色澤均勻，無明顯色差。 為達(dá)到清水混凝土的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，由混凝土攪拌站針對混凝土的色澤、和易性、含氣量及外觀質(zhì)量等方面做了大量的室內(nèi)對比試驗。試驗情況及結(jié)論如下：,（1）為達(dá)到設(shè)計要求的“青灰色”標(biāo)準(zhǔn)，首先針對不同品牌水泥進行了大量試驗，對混凝土試塊進行對比，最終選定一種顏色符合要求且貨源穩(wěn)定、質(zhì)量有保證的水泥品牌，以及兩種備選品牌。,（2）為確?；炷恋暮鸵仔粤己?，選用了不同的水泥、粉煤灰、外加劑進行了大量的對比試驗。在減水劑方面，對不同品牌進行了不同摻量的對比試驗，試驗表明，可通過調(diào)整減水劑的摻量來控制混凝土的保水性。同時，也選用了不同等級、不同摻量的粉煤灰來試驗粉煤灰對混凝土和易性的影響，結(jié)果表明以II級以上粉煤灰為好，對混凝土的外觀影響較小。,2008年奧運會老山自行車館工程 自密實清水混凝土應(yīng)用技術(shù)方案,一、工程概況 老山自行車館工程是2008年北京奧運會比賽場館工程之一，該工程地處石景山游樂園附近，運距10公里。其中部分柱子采用自密實自密實清水混凝土，強度等級為C40和C60。C60柱子高6米，直徑1.2米，除了滿足自密實自密實清水混凝土要求外，設(shè)計方與施工方還要求解決混凝土溫升問題，避免混凝土產(chǎn)生有害裂縫。,二、自密實清水混凝土概述,自密實自密實清水混凝土是指結(jié)構(gòu)混凝土在拆模后，直接作為建筑物外飾面，硬化后不再對其進行任何裝修，視覺效果為混凝土本色，因此又稱裝飾混凝土,。自密實自密實清水混凝土作為裝飾面，對美觀、色差、表面氣泡等方面都有很高的要求。因此，在混凝土的配制、生產(chǎn)、施工、養(yǎng)護以及防護等方面都要采取相應(yīng)的措施。,三、技術(shù)保證措施,混凝土的性能取決于所選用的原材料和配合比，用作自密實自密實清水混凝土?xí)r，混凝土拌和物應(yīng)具有良好的和易性，不離析、不泌水；混凝土硬化后，應(yīng)具有光滑的表面，顏色應(yīng)均勻一致。 此外，由于C40-C60柱子體積較大，還應(yīng)重點解決混凝土溫升問題，盡量降低水泥水化熱和混凝土絕熱溫升，減小溫度應(yīng)力和混凝土收縮應(yīng)力，避免產(chǎn)生有害裂縫。,（一）原材料的選擇 水泥：優(yōu)先選擇建委備案的質(zhì)量穩(wěn)定，供應(yīng)充足的太行P.O42.5普通硅酸鹽低堿水泥； 外加劑：采用北京遠(yuǎn)東星建筑材料廠生產(chǎn)的RJ-3減水劑； 摻合料：瑞德礦粉；,骨 料：涿州眾興砂石,B類低堿活性骨料，控制混凝土單方總堿含量不大于3kg。 砂 ：中砂 Mx=2.3-3.0 含泥量3.0% 泥塊含量1.0% 石 ：碎石 粒徑525mm 含泥量1.0% 泥塊含量0.5% 水 ：采用地下水,（二）配合比設(shè)計,1、試驗設(shè)計思路 自密實清水混凝土試驗設(shè)計分兩步走，前期試驗主要通過多種摻和料之間的對比，優(yōu)選摻和料品種與摻量，選出適宜生產(chǎn)自密實清水混凝土的最佳摻和料品種與摻量；后期試驗是在前期試驗的基礎(chǔ)上，優(yōu)選水泥品種。具體步驟如下：,第一步：在不使用特殊外加劑的條件下，僅改變摻和料的品種和摻量，比較不同摻和料、不同摻量下混凝土的外觀與氣孔數(shù)目和大小，并通過兩種水泥對比試驗，以消除一種水泥帶來的試驗誤差。,A、 試驗材料 1） 水泥：太行P.O42.5，北京P.O32.5普通硅酸鹽水泥 2） 摻和料：瑞德礦粉（S75級），山東華能I級粉煤灰，大唐II級粉煤灰 3） 外加劑：遠(yuǎn)東星RJ-3高效減水劑 4） 骨料：諑州眾興砂石,A、 試驗材料 1） 水泥：太行P.O42.5，北京P.O32.5普通硅酸鹽水泥 2） 摻和料：瑞德礦粉（S75級），山東華能I級粉煤灰，大唐II級粉煤灰 3） 外加劑：遠(yuǎn)東星RJ-3高效減水劑 4） 骨料：諑州眾興砂石,A、 試驗結(jié)論 試驗得出以下結(jié)論： 1）使用礦粉能夠得到較好的試驗效果，氣孔較小且分布均勻，IFA次之，IIFA效果最差，氣孔大且多； 2）隨著摻和料摻量的提高，混凝土表觀效果逐漸變好，采用較高摻量摻和料的混凝土氣孔較?。?3）兩種水泥對比試驗均得出同一結(jié)論。,第二步：在第一步試驗的基礎(chǔ)上，固定摻和料品種（礦粉），變換摻和料摻量，比較兩種備用水泥（太行P.O42.5和琉璃河P.O42.5）在不同摻和料摻量下混凝土的外觀與氣孔數(shù)目大小。,試驗材料,1）水泥：太行P.O42.5，琉璃河P.O42.5普通硅酸鹽水泥 2）摻和料：瑞德礦粉（S75級） 3）外加劑：遠(yuǎn)東星RJ-3高效減水劑 4）骨料：諑州眾興砂石,三、生產(chǎn)過程控制措施,1、 原材料控制 1）試驗室協(xié)同材料部門做好原材料的檢驗工作，確保各種原材料的質(zhì)量。對進場的外加劑、礦粉進行車車抽樣檢測，不合格品堅決不予進場。,2）為保證自密實清水混凝土達(dá)到較好的效果，攪拌站生產(chǎn)上料時，必須對砂石有所選擇。為保證混凝土顏色的一致性，選材的時候控制水泥、粉煤灰、礦渣粉、硅粉、砂子、石子和拌合用水的堿含量，限制外加劑中的Na2SO4含量，防止混凝土表面泛白或花臉；,為保證混凝土表面不出現(xiàn)微裂縫，選材的思路是控制水泥、粉煤灰、礦渣粉和硅粉的細(xì)度，降低砂子和石子的含泥量；在材料的選用方面依據(jù)混凝土體積組成石子填充模型，確定合理經(jīng)濟的混凝土配合比；在外加劑的選用方面，以提高減水率增大混凝土的流動性為目標(biāo)，選高濃高效減水劑，專門用于自密實自密實清水混凝土的生產(chǎn)。,2、攪拌站必須在正式供應(yīng)混凝土前一天完成對攪拌設(shè)備的全面檢查和計量校秤、維修工作，確保配合比的準(zhǔn)確，保證正常生產(chǎn)。 3、技術(shù)質(zhì)量科做好監(jiān)督實施方案的各項具體要求，加強生產(chǎn)過程控制的檢查控制工作，確?；炷临|(zhì)量符合設(shè)計施工要求。,四、施工過程控制 要獲得令人滿意的自密實清水混凝土效果，除了對混凝土質(zhì)量進行嚴(yán)格控制外，施工過程控制也十分重要。根據(jù)試驗研究，結(jié)合研究技術(shù)資料，對自密實自密實清水混凝土施工提出以下建議：,澆注及振搗,混凝土工程是自密實自密實清水混凝土結(jié)構(gòu)施工的又一關(guān)鍵，每一道工序都應(yīng)嚴(yán)格按照操作工藝要求進行。當(dāng)混凝土拌和物澆注進入模板后，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求，混凝土下料口與澆注面之間距離不能過大，否則混凝土易發(fā)生離析；每層澆注厚度不能過厚，否則，混凝土里的氣體不易排出。,振搗混凝土以表面出漿為宜，不可長時間在同一振點振搗，避免過振。但是如果模板較長，深度較大，此時自由水分汽體上升的阻力較大，因此在一定時間內(nèi)無法達(dá)到上部，為了實現(xiàn)表面的密實和光潔，此時緊貼模板內(nèi)部插入一塊軟板，在振搗時緩慢向上拉伸，周圍的自由水由于下部壓力作用而向此聚集，,但聚集后這些水分又在漿體的擠壓下隨著軟板底部上升，便混凝土在緊貼模板的部位砂漿飽滿地填充，且自由水和汽泡全部上浮，從而消除了自由水泡，確保了混凝土外表面的光潔、致密和美觀。,二次摸壓和濕養(yǎng)護,根據(jù)以上研究，我們在施工過程中確定了不同強度等級、水膠比、坍落度以及配合比的混凝土其最佳的二次抹壓及覆蓋濕養(yǎng)護時間，利用水泥初凝時間、環(huán)境溫度和混凝土出機時間等因素與二次抹壓破壞毛細(xì)管微泵防止裂縫最佳時間之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。,進行及時的二次摸壓和濕養(yǎng)護，確?；炷帘砻娴纳偃毕莺蜔o裂縫。平面混凝土的養(yǎng)護采取澆水、蓄水養(yǎng)護即可，而立面混凝土則最好采用塑料薄膜封閉法，使其靠自身的游離水及蒸發(fā)水養(yǎng)護，以保證外觀顏色一致和不易產(chǎn)生裂縫。,最佳二次摸壓時間計算公式：Tm=Tco+(TcoTs)*（t-t0）/t0 最佳濕養(yǎng)護開始時間計算公式：Ty = Tm+10 濕養(yǎng)護時間 ：保水濕養(yǎng)護14天,拆模,自密實自密實清水混凝土模板的拆除采用先松模，然后澆水養(yǎng)護，養(yǎng)護至7天后拆除模板的工序，雖然會增加工料的投入，但卻為工程達(dá)到預(yù)期的效果發(fā)揮了重要的作用，可以減少濕作業(yè)量，同時采用該工藝可以改善自密實自密實清水混凝土的外觀質(zhì)量和耐久性，其綜合經(jīng)濟效益和社會效益是可觀的。,自密實清水混凝土外觀質(zhì)量缺陷的原因分析及監(jiān)控對策,色差 （1）產(chǎn)生的原因：原材料變化及配料偏差；攪拌時間不足；澆注過程中的離析作用；模板的不同吸收作用或模板漏漿；脫模劑的施加不均勻或養(yǎng)護不穩(wěn)定。,（2）監(jiān)控對策與手段：采用同品牌、同規(guī)格、同顏色、同產(chǎn)地的原材料；嚴(yán)格按配合比投料和攪拌，并根據(jù)氣候和原材料的變化，隨時抽檢含水率，及時調(diào)整水灰比；采用吸水性適中的模板材料；采用無色脫模劑，并及時養(yǎng)護。,氣泡 （1）產(chǎn)生的原因：混凝土拌合料含砂過多；模板不吸水或模板表面濕潤性能不良；振搗不足。 （2）監(jiān)控對策與手段：控制混凝土坍落度及和易性；混凝土分層布料的厚度應(yīng)控制在30 cm以內(nèi)；控制振搗方式、插入下一層深度和振搗時間。,黑斑 （1）產(chǎn)生的原因：脫模劑不純或使用過量；來自模板上的鐵銹。 （2）監(jiān)控對策與手段：采用無色脫模劑，并涂刷均勻；清除模板上的鐵銹（即拋光處理） 。,花紋斑或精骨料透明層 （1）產(chǎn)生的原因：含砂量低；石子形狀不好；光滑或撓曲的模板；振搗過度或在外部振搗。 （2）監(jiān)控對策與手段：控制含砂量；采用級配和形狀好的石子；模板剛度應(yīng)適中；振搗方式應(yīng)正確，避免外部振搗和拆模過早。,表面泌水現(xiàn)象 （1）產(chǎn)生的原因：含砂量低；由于天氣冷或混凝土外加劑配料不當(dāng)而延長了硬化時間；模板吸水能力和剛度不夠或表面有水；坍落度過大。 （2）監(jiān)控對策與手段：控制含水量、含砂量，使用減水劑；采用剛度足夠且能夠吸水的模板；對光滑的模板采用輕機油脫模劑；控制混凝土坍落度。,接縫掛漿、漏漿和出現(xiàn)砂帶 （1）產(chǎn)生的原因：接縫不嚴(yán)密，模板底部不夠嚴(yán)密；模板拼板太柔；混凝土中水分過多，流動性過高；振搗過強。 （2）監(jiān)控對策與手段：設(shè)置凹槽施