高性能混凝土的生產(chǎn)施工及質(zhì)量控制

高性能混凝土的生產(chǎn)、施工及質(zhì)量控制武漢理工大學(xué)本科課程1主要內(nèi)容高性能混凝土的施工工藝高性能混凝土的質(zhì)量控制高性能混凝土的驗(yàn)收及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范2高性能混凝土施工工藝1.1高性能混凝土試配

高性能混凝土受原材料和現(xiàn)場(chǎng)條件的影響比普通混凝土要大，生產(chǎn)計(jì)劃中往往需要大量的試配工作。混凝土配制強(qiáng)度按現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定計(jì)算：試配不必沿用普通混凝土必須“在強(qiáng)度-灰水比公式計(jì)算出的水灰比上下各變動(dòng)0.05，用三組水灰比進(jìn)行試配…..”的程式要求。具體方法應(yīng)有工作人員確定。3高性能混凝土配料中組分多、水膠比低，外加劑摻量小，為保證攪拌質(zhì)量，必須用強(qiáng)制式攪拌機(jī)攪拌。最好使用和現(xiàn)場(chǎng)攪拌機(jī)類型相同的攪拌機(jī)。我國(guó)目前使用的大多數(shù)強(qiáng)制式攪拌機(jī)有立軸的和臥軸的兩類，臥軸的可比立軸的攪拌得更加均勻。高性能混凝土后期強(qiáng)度發(fā)展率較大，試配時(shí)的強(qiáng)度試驗(yàn)試塊最好按1d、7d、28d、56d（或90d）制作。非免振搗的混凝土工作性可用坍落度和坍落流動(dòng)度來(lái)評(píng)價(jià)?，F(xiàn)場(chǎng)材料有變化時(shí)必須重新試配。高性能混凝土施工工藝41.2原材料的管理施工部門要對(duì)原材料專人采購(gòu)，專人管理，固定堆放，材料要做好標(biāo)注。嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行砂石標(biāo)準(zhǔn)，如果不下雨，砂石含水率應(yīng)每班檢測(cè)兩次。砂石含水量應(yīng)當(dāng)由表面含水率來(lái)計(jì)算，即不包括飽和面干的那部分含水率。集料的堆放場(chǎng)地應(yīng)當(dāng)有夯實(shí)或抹灰的地面，以免增加集料的含水率或惰性粉細(xì)料。距底部300mm以下的集料不得使用，這樣可以減少集料含濕量的變動(dòng)，又可避免帶出泥土。高性能混凝土施工工藝51.3攪拌和運(yùn)輸高性能混凝土的攪拌需使用強(qiáng)制式攪拌機(jī).使用良好性能的攪拌機(jī)，可得到離差較小的拌和物。高性能混凝土施工前必須標(biāo)定和校核量水系統(tǒng)，并扣除集料將代入的游離水，嚴(yán)格控制加水量。各種固體原材料一律經(jīng)過(guò)稱量，不要用手推車估計(jì)體積。為提高高效減水劑的效率并減小坍落度損失，國(guó)外大都采用高效減水劑后摻法。高效減水劑是與水泥反應(yīng)的，最后加入石子可使水泥和高效減水劑充分混勻，有利于發(fā)揮高效減水劑的利用率。高性能混凝土施工工藝6理想喂料順序中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)高性能混凝土施工工藝7施工部門常常希望盡可能地縮短混凝土的攪拌時(shí)間，所以許多現(xiàn)場(chǎng)采用下面的攪拌流程：最不可取的方法是將所有原材料一起倒入喂料斗內(nèi)，然后一起倒入攪拌機(jī)，并把高效減水劑溶在拌合水中一起加入。不理想的喂料和攪拌流程會(huì)影響拌合物的質(zhì)量，加速坍落度的損失。為了保證質(zhì)量，就需要在配置時(shí)提高性能指標(biāo)，多用膠凝材料或外加劑，這勢(shì)必會(huì)造成試配的困難或者不經(jīng)濟(jì)。高性能混凝土施工工藝8抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)與攪拌時(shí)間的關(guān)系

攪拌時(shí)間小于75s時(shí)，混凝土的強(qiáng)度值會(huì)產(chǎn)生很大的變異性，其變異隨攪拌時(shí)間的增加而減??；超過(guò)75s后。在延長(zhǎng)攪拌時(shí)間對(duì)混凝土強(qiáng)度的變異影響就不明顯了。w/c=0.5高性能混凝土施工工藝9攪拌時(shí)間對(duì)混凝土強(qiáng)度的影響平均抗壓強(qiáng)度隨攪拌時(shí)間的增加而提高，經(jīng)驗(yàn)證明攪拌時(shí)間不能少于3min。攪拌時(shí)間從投入固體原材料后攪拌機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)算起。w/c為0.5高性能混凝土施工工藝101.4澆筑筑與振振搗用吊斗斗澆筑筑板、、梁時(shí)時(shí)，要要注意意卸料料點(diǎn)不不要太太集中中；梁梁、板板、柱柱節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處鋼鋼筋復(fù)復(fù)雜，，應(yīng)從從四個(gè)個(gè)方向向澆筑筑。澆筑柱柱、墻墻時(shí)，，要控控制澆澆筑高高度，，并接接串筒筒有窗洞洞的墻墻宜先先澆筑筑施工部部門在在購(gòu)買買預(yù)拌拌混凝凝土或或委托托試驗(yàn)驗(yàn)室試試配時(shí)時(shí)，不不僅要要提出出混凝凝土強(qiáng)強(qiáng)度等等級(jí)的的要求求，同同時(shí)對(duì)對(duì)集料料最大大粒徑徑的提提出要要求，，以免免澆筑筑時(shí)混混凝土土堵塞塞。造成泵泵管堵堵塞的的主要要原因因是混混凝土土離析析，因因此要要求高高性能能混凝凝土具具有良良好的的粘聚聚性。。高性能能混凝凝土施施工工工藝11美國(guó)混混凝土土協(xié)會(huì)會(huì)認(rèn)為為，在在下列列溫度度和濕濕度下下，混混凝土土有出出現(xiàn)塑塑性開(kāi)開(kāi)裂的的危險(xiǎn)險(xiǎn)：41℃℃，，相對(duì)對(duì)濕度度小于于90%35℃℃，，相相對(duì)濕濕度小小于70%24℃℃，，相相對(duì)濕濕度小小于30%冬季施施工使使用防防凍劑劑會(huì)使使混凝凝土的的強(qiáng)度度降低低，因因此常常用的的防凍凍劑中中含有有一定定的減減水劑劑，以以便降降低水水灰比比，補(bǔ)補(bǔ)償混混凝土土強(qiáng)度度損失失。高性能能混凝凝土施施工工工藝121.5拆拆模與與養(yǎng)護(hù)護(hù)高性能能混凝凝土因因水膠膠比低低，早早期強(qiáng)強(qiáng)度并并不比比同強(qiáng)強(qiáng)度普普通泥泥凝土土的低低。摻摻入大大量細(xì)細(xì)摻料料的高高性能能混凝凝土需需要盡盡早保保水養(yǎng)養(yǎng)護(hù)。。除流流動(dòng)性性很大大的自自密實(shí)實(shí)混凝凝土外外，拆拆模時(shí)時(shí)間不不能遲遲于24h。高性能能混凝凝土的的養(yǎng)護(hù)護(hù)至關(guān)關(guān)重要要，一一般用用塑料料薄膜膜、草草簾、、麻袋袋或混混凝土土養(yǎng)護(hù)護(hù)專用用表面面覆蓋蓋物。。在空氣中養(yǎng)養(yǎng)護(hù)的大量量摻粉煤灰灰混凝土強(qiáng)強(qiáng)度損失與與粉煤灰的的摻量成正正比，并近近似地與粉粉煤灰摻量量相等。高性能混凝凝土施工工工藝13主要內(nèi)容高性能混凝凝土的施工工工藝高性能混凝凝土的質(zhì)量量控制高性能混凝凝土的驗(yàn)收收及相關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范范14高性能混凝凝土的質(zhì)量量控制2.1混凝凝土控制目目標(biāo)和內(nèi)容容混凝土控制制的最終目目標(biāo)是得到到質(zhì)量均勻的的、體積穩(wěn)穩(wěn)定的、耐耐久的、滿滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度而且經(jīng)濟(jì)的混凝土。對(duì)于高性能能混凝土拌拌合物，要要求：流動(dòng)性———坍落度在在170mm以上，，坍落流動(dòng)動(dòng)度在430mm以以上（不不振搗：240mm-270mm，550-700mm）體積穩(wěn)定性性——不離離析、不秘秘水，有穩(wěn)穩(wěn)定的表觀觀密度溫度應(yīng)力———澆筑的的混凝土內(nèi)內(nèi)外溫差不不高于25℃，澆澆筑時(shí)拌合合物溫度夏夏季不高于于35℃℃，冬季不不低于12℃.15為達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)目標(biāo)，可可從三個(gè)方方面進(jìn)行質(zhì)質(zhì)量控制，，即質(zhì)量合合格的原材材料、合理理的配合比比、先進(jìn)嚴(yán)嚴(yán)格的施工工技術(shù)與管管理。高性能混凝凝土的質(zhì)量量控制16混凝土質(zhì)量量控制包括括三個(gè)階段段,其內(nèi)容容為：原材料的選選擇和檢測(cè)測(cè)水泥：強(qiáng)度度、體積安安定性、堿堿含量砂：級(jí)配、、清潔度、、粗糙程度度石：級(jí)配、、清潔度、、粒徑、粒粒形細(xì)摻料：需需水量、含含碳量、細(xì)細(xì)度、膠砂砂強(qiáng)度比外加劑：減減水率、與與水泥的相相容性、堿堿含量試配控制配合比選擇擇流變性檢測(cè)測(cè)流動(dòng)性抗堵塞性充填性強(qiáng)度檢測(cè)、、抗?jié)B性和和抗凍性檢檢測(cè)控制因素坍落流動(dòng)度度強(qiáng)度抗?jié)B性工藝確定———加料順順序、攪拌拌時(shí)間17生產(chǎn)控制原材料管理理計(jì)量控制流變性控制制強(qiáng)度控制溫度控制控制因素砂石含水量量坍落度表觀密度強(qiáng)度溫度驗(yàn)收控制———強(qiáng)度高性能混凝凝土的質(zhì)量量控制182.2混混凝土質(zhì)量量控制技術(shù)術(shù)混凝土質(zhì)量量變異分三三種：隨機(jī)機(jī)性變異、、孤立變異異、質(zhì)量均均值變異。。質(zhì)量的離散散程度用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差與平平均值的比比值來(lái)評(píng)價(jià)價(jià)，該比值值叫做變異異系數(shù)Cv（離差系系數(shù)）高性能混凝凝土的質(zhì)量量控制19質(zhì)量控制應(yīng)應(yīng)滿足的兩兩個(gè)要求：：（1）盡可可能快的反反映出混凝凝土質(zhì)量平平均值的變變化（（2）盡盡可能早的的查明混凝凝土質(zhì)量變變化的原因因，并采取取相應(yīng)的對(duì)對(duì)策和調(diào)整整。高性能混凝凝土的質(zhì)量量控制20用于混凝土土的質(zhì)量控控制圖通常常有兩類：：計(jì)量型的Shewhart控制圖累積差控制圖圖（Cusum)高性能混凝土土的質(zhì)量控制制21削弱偶然性變變化造成的影影響，從而更更有利分析強(qiáng)強(qiáng)度均值變化化情況。高性能混凝土土的質(zhì)量控制制22判斷混凝土強(qiáng)強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程程穩(wěn)定性好壞壞的方法。高性能混凝土土的質(zhì)量控制制2324累積差控制圖圖優(yōu)點(diǎn)：（1）于同樣樣多的樣本點(diǎn)點(diǎn)，累積差控控制圖更能直直觀的表明質(zhì)質(zhì)量發(fā)生的任任何變化。（2）累積差差控制圖更能能有效的利用用數(shù)據(jù)，因此此能降低混凝凝土質(zhì)量的控控制費(fèi)用。（3）累積差差控制圖更能能清楚地說(shuō)明明生產(chǎn)過(guò)程中中質(zhì)量均值變變化的位置和和幅度。高性能混凝土土的質(zhì)量控制制25將混凝土的坍坍落度、密度度、溫度以及及實(shí)際和預(yù)測(cè)測(cè)的強(qiáng)度（7d、28d）累積差控控制圖繪制在在一起，更有有利于找到混混凝土強(qiáng)度的的變化點(diǎn)及確確定相應(yīng)的矯矯正措施。這這圖稱為多變變量累積差控控制圖。高性能混凝土土的質(zhì)量控制制26主要內(nèi)容高性能混凝土土的施工工藝藝高性能混凝土土的質(zhì)量控制制高性能混凝土土的驗(yàn)收及相相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)規(guī)范27高性能混凝土土的驗(yàn)收及相相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)規(guī)范3.1養(yǎng)護(hù)溫溫度有限的水分和和高水化溫升升可顯著影響響水化的過(guò)程程，從而影響響現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)度和和其他工程性性質(zhì)的發(fā)展。。不摻硅灰的高高強(qiáng)混凝土P80在不同同養(yǎng)護(hù)條件下下強(qiáng)度的發(fā)展展摻硅灰的高強(qiáng)強(qiáng)混凝土SF100在不不同養(yǎng)護(hù)條件件下強(qiáng)度的發(fā)發(fā)展28對(duì)于低水膠比比的高性能混混凝土，由（（a）和（b）進(jìn)行對(duì)比比可見(jiàn)在相同同總膠凝材料料用量下，純純水泥的混凝凝土在養(yǎng)護(hù)溫溫度為40℃℃時(shí)，強(qiáng)度在在后期極少發(fā)發(fā)展，85℃℃時(shí)，強(qiáng)度度則隨齡期的的增長(zhǎng)而倒縮縮；而摻粉煤煤灰30%的的混凝土在養(yǎng)養(yǎng)護(hù)溫度為40℃時(shí)，，強(qiáng)度發(fā)展與與20℃時(shí)時(shí)相差不大，，強(qiáng)度值卻提提高很多，85℃時(shí)與與40℃時(shí)時(shí)相差不大。。混凝土澆筑筑后的溫升無(wú)無(wú)疑會(huì)會(huì)使構(gòu)構(gòu)件的溫度高高于40℃℃，可見(jiàn)高性性能混凝土的的養(yǎng)護(hù)溫度為為40℃左左右時(shí)能反映映實(shí)際構(gòu)件中中的情況。293.2關(guān)于于礦物細(xì)摻料料的使用因礦渣的細(xì)度度影響混凝土土的收縮和溫溫升，并影響響生產(chǎn)成本，，故對(duì)磨細(xì)礦礦渣的細(xì)度規(guī)規(guī)定不易過(guò)細(xì)細(xì)，一般以4000-5000cm2/g為宜。粉煤灰中游離離氧化鈣的含含量不能超過(guò)過(guò)1%。高性能混凝土土的驗(yàn)收及相相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)規(guī)范303.3關(guān)于于砂石高性能混凝土土中石子的針針狀、片狀顆顆粒含量應(yīng)小小于7%，要要求混凝土自自密實(shí)時(shí)應(yīng)小小于5%，以以免影響拌合合物的抗堵塞塞性能。高性能混凝土土中膠凝材料料用量較大，，拌合物中有有保持足夠粘粘度的細(xì)粉料料，故希望使使用粗砂，砂砂中粉細(xì)料應(yīng)應(yīng)盡量減少。。對(duì)砂子不僅僅有細(xì)度模量量的要求，而而且在級(jí)配上上要求0.63mm篩的的累計(jì)篩余大大于70%。。0.315mm篩的篩篩余大于等于于85%。0.16mm篩的累計(jì)篩篩余大于95%。石子子的的最最大大粒粒徑徑為為20mm，，自自密密實(shí)實(shí)混混凝凝土土在在不不振振搗搗時(shí)時(shí)，，石石子子最最大大粒粒徑徑不不應(yīng)應(yīng)大大于于鋼鋼筋筋最最小小凈凈距距的的1/2.高性性能能混混凝凝土土的的驗(yàn)驗(yàn)收收及及相相關(guān)關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和和規(guī)規(guī)范范313.4高高性性能能混混凝凝土土收收縮縮測(cè)測(cè)定定辦辦法法高性性能能混混凝凝土土的的水水養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)時(shí)時(shí)間間一一般般要要求求至至少少7d，，高高性性能能混混凝凝土土中中一一般般要要摻摻入入一一定定量量的的膨膨脹脹劑劑來(lái)來(lái)補(bǔ)補(bǔ)償償混混凝凝土土的的收收縮縮，，如如果果養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)不不足足，，將將會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生更更大大的的收收縮縮。。高性性能能混混凝凝土土收收縮縮的的測(cè)測(cè)定定方方法法應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)是是，，試試件件拆拆模模后后測(cè)測(cè)定定初初長(zhǎng)長(zhǎng)，，然然后后在在標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)室室養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)至至1d、、3d、、7d，，測(cè)測(cè)定定其其長(zhǎng)長(zhǎng)度度變變化化，，取取出出并并置置于于溫溫度度為為（（20±±2））℃℃和和相相對(duì)對(duì)濕濕度度為為（（55±±5））%的的干干空空氣氣中中，，測(cè)測(cè)定定其其1d、、3d、、7d、、14d、、28d、、56d、、90d、、180d的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度變變化化，，并并計(jì)計(jì)算算出出最最后后收收縮縮值值與與移移置置干干空空氣氣中中前前的的最最大大膨膨脹脹值值之之差差（（即即膨膨脹脹落落差差））。。這這樣樣的的測(cè)測(cè)定定，，可可以以判判斷斷膨膨脹脹量量是是否否過(guò)過(guò)大大或或補(bǔ)補(bǔ)償償收收縮縮的的效效果果。。高性能混混凝土的的驗(yàn)收及及相關(guān)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)規(guī)范323.5關(guān)關(guān)于于驗(yàn)收除道路及及其他特特殊工程程外，混混凝土驗(yàn)驗(yàn)收基本本上是按按抗壓強(qiáng)強(qiáng)度進(jìn)行行的。混凝土強(qiáng)強(qiáng)度應(yīng)分分批進(jìn)行行合格評(píng)評(píng)定，同同一驗(yàn)收收批的混混凝土應(yīng)應(yīng)由強(qiáng)度度等級(jí)相相同、齡齡期相同同及生產(chǎn)產(chǎn)工藝和和配合比比基本相相同的混混凝土組組成。同同一驗(yàn)收收批的混混凝