高強(qiáng)混凝土施工工藝及質(zhì)量控制

高強(qiáng)混凝土施工工藝及質(zhì)量控制(1)混凝土拌制拌制高強(qiáng)混凝土必須使用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。混凝土原材料的定量均按重量計(jì)，稱(chēng)量的允許偏差不應(yīng)超過(guò)下列限值：水泥和摻合料為±1%，粗細(xì)骨料為±2%，水及化學(xué)外加劑為±1%。配制高強(qiáng)混凝土必須準(zhǔn)確控制用水量，砂石中的含水量應(yīng)仔細(xì)測(cè)定后從用水量中扣除。高強(qiáng)混凝土在攪拌站配料時(shí)宜采用自動(dòng)稱(chēng)量裝置，通過(guò)砂石含水量的自動(dòng)檢測(cè)儀器，自動(dòng)調(diào)整攪拌用水。高效減水劑可用粉劑直接投入攪拌，也可制成溶液后加入并在混凝土的用水量中扣除這部分溶液用水。高效減水劑宜采用后摻法，加入減水劑后，混凝土拌料在攪拌機(jī)中繼續(xù)攪拌的時(shí)間當(dāng)用粉劑時(shí)不得少于60s，當(dāng)用溶液時(shí)不得少于30s。高效減水劑的選擇與使用，應(yīng)有專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行指導(dǎo)。拌制高強(qiáng)混凝土可采用圖2-7-2所示的投料順序：(2)混凝土運(yùn)輸、澆筑與養(yǎng)護(hù)高強(qiáng)混凝土拌料的長(zhǎng)距離運(yùn)輸應(yīng)使用混凝土攪拌車(chē)，短距離運(yùn)輸則可利用現(xiàn)場(chǎng)一般的運(yùn)送設(shè)備，但所有裝載設(shè)備的接縫必須嚴(yán)密以防止漏漿。

混凝土自高處傾落的自由高度一般不宜超過(guò)2m。當(dāng)拌料的水膠比較低且外加摻合料有較好的稠度時(shí)，傾落的自由高度在不出現(xiàn)分層泌水離析的條件下允許增加但以4m為限。

澆筑高強(qiáng)混凝土必須采用振搗器搗實(shí)，一般情況下宜采用高頻振搗器。當(dāng)混凝土拌料的坍落度較低時(shí)應(yīng)加密振點(diǎn)。按不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土設(shè)計(jì)的現(xiàn)澆構(gòu)件相連接時(shí)，二種混凝土的接縫應(yīng)設(shè)置在低強(qiáng)度等級(jí)的構(gòu)件中并離開(kāi)高強(qiáng)度等級(jí)構(gòu)件一段距離，如下圖所示的梁柱混凝土施工接縫，其中柱子的混凝土強(qiáng)度等級(jí)高于梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。

當(dāng)接縫兩側(cè)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同且分先后施工時(shí)，可沿預(yù)定的接縫位置設(shè)置固定的篩網(wǎng)(孔徑5×5mm)，先澆筑高強(qiáng)度等級(jí)混凝土，后澆筑低強(qiáng)度等級(jí)混凝土。當(dāng)接縫兩側(cè)的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不同且同時(shí)澆筑時(shí)，可沿預(yù)定的接縫位置設(shè)置隔板，隨著兩側(cè)混凝土澆入逐漸提升隔板并同時(shí)將混凝土振搗密實(shí)，也可沿預(yù)定的接縫位置設(shè)置膠囊，充氣后在其兩側(cè)同時(shí)澆入混凝土，待混凝土澆入完畢后排氣并取出膠囊，同時(shí)將混凝土振搗密實(shí)。圖2-7-3

不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的梁柱施工接縫高強(qiáng)混凝土澆筑完畢并初凝后，應(yīng)盡快加以覆蓋并澆水養(yǎng)護(hù)，澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土表面濕潤(rùn)，澆水養(yǎng)護(hù)日期不少于7晝夜。高強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)也可在澆筑完畢并初凝后立即噴灑或涂刷養(yǎng)護(hù)劑?；炷帘砻嬗叙B(yǎng)護(hù)劑后可不澆水養(yǎng)護(hù)。(3)高強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制高強(qiáng)混凝土的配制與施工必須有嚴(yán)格的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證體系，針對(duì)具體的工程對(duì)象，事先必須有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工各方共同制定的書(shū)面文件，提出質(zhì)量控制和質(zhì)量保證的具體細(xì)則，規(guī)定各種報(bào)表記載的內(nèi)容，并明確專(zhuān)人負(fù)責(zé)監(jiān)督和施行。初次從事高強(qiáng)混凝土施工的單位，必須要在有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行施工。

高強(qiáng)混凝土正式施工前，施工單位須對(duì)混凝土原材料及所配制的混凝土性能提出報(bào)告和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，待設(shè)計(jì)單位和監(jiān)理單位認(rèn)可后方可施工。高強(qiáng)混凝土質(zhì)量檢查及驗(yàn)收可參照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定，檢查內(nèi)容并應(yīng)包括施工過(guò)程中的坍落度變化及凝結(jié)時(shí)間。當(dāng)環(huán)境溫度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件相差較大時(shí)，應(yīng)同時(shí)留取在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)的對(duì)比試件。留作標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的立方體試件數(shù)量宜比普通強(qiáng)度混凝土所要求的增加1～2倍，以測(cè)定早期及后期強(qiáng)度的變化。測(cè)定混凝土抗壓強(qiáng)度的試件宜用邊長(zhǎng)為15cm的標(biāo)準(zhǔn)尺寸立方體。當(dāng)必須采用邊長(zhǎng)為10cm的立方體試件時(shí)，其抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu,10應(yīng)乘以表-6-1中的折算系數(shù)k換算為15cm邊長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件的抗壓強(qiáng)度。表2-7-1

強(qiáng)度折算系數(shù)kfcu,10(MPa)kfcu,10(MPa)k≤55

56～65

66～75

76～85

86～95

＞96

對(duì)于大體積和大尺寸的高強(qiáng)混凝土構(gòu)件，應(yīng)監(jiān)測(cè)水化熱造成的溫度變化，并采取相應(yīng)的措施防止水化熱的有害影響。高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)可參照《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107-87)的有關(guān)規(guī)定。6、高強(qiáng)混凝土應(yīng)用實(shí)例中建三局建研院在武漢地區(qū)在建的高層建筑，如武漢世界貿(mào)易大廈(高222.6m，地下2層，地上58層)等工程中成功應(yīng)用了高強(qiáng)混凝土，主要情況如下：(1)混凝土配合比參數(shù)選擇結(jié)合武漢地區(qū)水泥品種、外加劑品質(zhì)、粗細(xì)骨料品質(zhì)進(jìn)行研制開(kāi)發(fā)，成型試件近1000組，并在工程現(xiàn)場(chǎng)取樣600余組，經(jīng)檢驗(yàn)28d抗壓強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。①混凝土配制強(qiáng)度：按fcu,0=fcuk+σ，取標(biāo)準(zhǔn)差σ=4MPa。②混凝土的工作性要求：混凝土坍落度取16～22cm③原材料選用：a.水泥選用活性為60MPa左右的萬(wàn)年青525號(hào)，三峽625號(hào)和華新625號(hào)普硅水泥；b.粗骨料：石灰?guī)r機(jī)制碎石，最大粒徑不超25mm。連續(xù)級(jí)配。c.細(xì)骨料：中粗河砂，細(xì)度模數(shù)～；d.外加劑：外加劑：摻量湛江外加劑廠FDN

～%(水泥重)武鋼FDN-4～%中建三局HN-01～%e.摻合料：選用漢川電廠粉煤灰部分取代水泥。(2)配合比范圍及技術(shù)指標(biāo)，見(jiàn)表

2-7-2。強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律：

3d85%fcuk；7d95%fcuk；28d110%fcuk；拌合物凝結(jié)時(shí)間：

初凝6～10h

；終凝7～12h；坍落度經(jīng)時(shí)損失：

經(jīng)90min＜15%；含氣量：

＜3%。(3)試件強(qiáng)度尺寸效應(yīng)

由154組對(duì)比試件測(cè)定結(jié)果表明：10cm3與15cm3試件的抗壓強(qiáng)度換算系數(shù)在～之間，平均為。表

2-7-2配合比范圍及技術(shù)指標(biāo)

C70C60C50水灰比～～～砂率(%)33～3534～3637～39用水量(kg／m3)160～180170～175170～175坍落度(mm)180～220175～220175～210FDN摻量(%)～～～緩凝劑摻量(%)

～～粉煤灰摻量(%)10101028d強(qiáng)度(MPa)～～～平均強(qiáng)度(MPa)軸壓強(qiáng)度(MPa)

彈性模量

×104

2.7.2輕質(zhì)材料1、輕骨料混凝土（1）定義：用輕粗骨料、輕細(xì)骨料（或普通砂）、水泥膠凝材料和水配制而成的混凝土，其堆密度不大于1900kg/m3者，稱(chēng)之為輕骨料混凝土。若粗、細(xì)骨料均是輕質(zhì)材料，又稱(chēng)全輕骨料混凝土。若粗骨料為輕質(zhì)，細(xì)骨料全部或部分采用普通砂，則稱(chēng)砂輕混凝土。輕骨料混凝土一般用水泥膠凝材料，但有時(shí)也用石灰、石膏硫磺、瀝青等作為膠凝材料。（2）性能特點(diǎn)輕骨料混凝土與普通混凝土不同之處，在于骨料中存在著大量空隙，也正是如此，才賦予其許多優(yōu)越的性能。輕骨料混凝土具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫和耐火等性能特點(diǎn)，并且變形性能良好，由于彈性模量較低，在一般情況下，其收縮和徐變也較大。雖然多孔輕骨料的強(qiáng)度低于普通骨料，但是由于輕骨料的孔隙在拌和料攪拌時(shí)具有吸水作用，造成輕骨料顆粒表面的局部低水灰比，增加了骨料與水泥石的粘結(jié)力。這樣，在骨料周?chē)纬闪藞?jiān)強(qiáng)的水泥石外殼，約束了骨料的橫向變形，使得骨料在混凝土中處于三向受力狀態(tài)，從而提高了骨料的極限強(qiáng)度，使得輕骨料混凝土的強(qiáng)度與普通混凝土接近。輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)是按《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》（JGJ51-90）和《輕骨料混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ12-99）的有關(guān)規(guī)定，制作邊長(zhǎng)為15cm×15cm×15cm的立方體試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下（溫度20±3℃施工注意事項(xiàng)由于輕骨料的松堆密度小和多孔結(jié)構(gòu)吸水的特性，使其配制的混凝土拌和物的性質(zhì)呈現(xiàn)某些特點(diǎn)，在施工甲必須加以注意才能保證工程質(zhì)量。①輕骨料的儲(chǔ)存和運(yùn)輸應(yīng)盡量保持其顆粒混合均勻，避免大小分離。因?yàn)椴煌降妮p骨料其顆粒松散度、吸水率和強(qiáng)度等都不相同，對(duì)混凝土的和易性、強(qiáng)度和堆密度都會(huì)有影響。因此，工程實(shí)踐證明對(duì)輕骨料進(jìn)行預(yù)濕處理是比較適宜的，尤其是對(duì)于吸水率大于10%的輕骨料或攪拌至澆灌時(shí)間間隔較長(zhǎng)的場(chǎng)合。②攪拌輕骨料混凝土?xí)r，加水的方式有一次加水和二次加水兩種：若輕骨料吸水速度較快，或采用預(yù)濕骨料時(shí)，則可將水泥、骨料和全部水一次加入攪拌機(jī)內(nèi)。如采用干燥骨料，其吸水速度又較慢時(shí)，則宜分二次加水，即先將粗輕骨料和1/2或1/3拌和水加入，其目的為了預(yù)濕骨料，攪拌后接著將水泥、砂和剩余水加入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌。若摻外加劑，宜在骨料預(yù)濕潤(rùn)后加入，否則將易被輕骨料吸收而降低其效果。③輕骨料混凝土，尤其是全輕骨料混凝土，不宜采用自落式攪拌機(jī)攪拌，因?yàn)檩p骨料混凝土堆密度小，靠自落效果不佳，尤其是攪拌全輕骨料混凝土?xí)r，機(jī)筒內(nèi)壁上會(huì)粘附相當(dāng)數(shù)量的水泥砂漿，影響輕骨料混凝土配合比的準(zhǔn)確性。因此，宜選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)為宜，而且總攪拌時(shí)間一般不得小于3min，從攪拌機(jī)卸出后至澆灌成型的時(shí)間，不宜超過(guò)45min。④運(yùn)輸輕骨料混凝土拌和物時(shí)，由于組成材料的顆粒堆密度較大，所以應(yīng)當(dāng)注意防止拌和物離析。澆灌時(shí)，拌和物豎向自由降落的高度不應(yīng)大于1.5m。⑤輕骨料混凝土拌和物的堆密度小，所以上層混凝土施加于下層混凝土上的附加荷載也較小，而且內(nèi)部的衰減較大，其澆筑的工作量較普通混凝土大。⑥輕骨料混凝土澆筑后一般采用振動(dòng)搗實(shí)，當(dāng)采用插入式振搗器時(shí)，其作用半徑為普通混凝土的1/2，因此插點(diǎn)間距也要縮小1/2。當(dāng)遇到輕骨料與砂漿的堆密度相差較大時(shí)，在振搗過(guò)程中容易使輕骨料上浮而砂漿下沉，產(chǎn)生分層離析現(xiàn)象，因此必須防止振動(dòng)過(guò)度。⑦輕骨料內(nèi)部所吸收的水分，隨著混凝土表面水分的蒸發(fā)，會(huì)從骨料向水泥石遷移。因此，在一般時(shí)間內(nèi)能自動(dòng)供給水泥水化用水，造成良好的水化反應(yīng)條件。⑧在比較溫和潮濕的環(huán)境中，輕骨料混凝土不需要特殊養(yǎng)護(hù)措施，而在熱天，必須加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，防止表面失水太快，造成混凝土內(nèi)外濕度相差太大而出現(xiàn)表面網(wǎng)狀收縮裂紋。采取的保濕養(yǎng)護(hù)措施如灑水、塑料布覆蓋等。每天灑水4～6次，且不得少于7d。⑨雨天不宜施工，如必須施工時(shí)需采取防雨措施。2、泡沫混凝土（1）泡沫混凝土定義：泡沫混凝土通常是用機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入到含硅質(zhì)材料、鈣質(zhì)材料、水及各種外加劑等組成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆筑成型、養(yǎng)護(hù)而成的一種多孔混凝土材料。（2）泡沫混凝土的特性①輕質(zhì)泡沫混凝土的密度小，密度等級(jí)一般為300-1800kg/m3，常用泡沫混凝土的密度等級(jí)為300-1200kg/m3，近年來(lái)，密度為160kg/m3的超輕泡沫混凝土也在建筑工程中獲得了應(yīng)用。②保溫隔熱性能好由于泡沫混凝土中含有大量封閉的細(xì)小孔隙，因此具有良好的熱工性能，即良好的保溫隔熱性能，這是普通混凝土所不具備的。通常密度等級(jí)在300-1200kg/m3范圍的泡沫混凝土，導(dǎo)熱系數(shù)在之間。采用泡沫混凝土作為建筑物墻體及屋面材料，具有良好的節(jié)能效果。③隔音耐火性能好泡沫混凝土屬多孔材料，因此它也是一種良好的隔音材料，在建筑物的樓層和高速公路的隔音板、地下建筑物的頂層等可采用該材料作為隔音層。泡沫混凝土是無(wú)機(jī)材料，不會(huì)燃燒，從而具有良好的耐火性，在建筑物上使用，可提高建筑物的防火性能。④其它性能泡沫混凝土還具有施工過(guò)程中可泵性好，防水能力強(qiáng)，沖擊能量吸收性能好，可大量利用工業(yè)廢渣，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，泡沫混凝土中含有大量封閉的孔隙，所以具有良好的物理力學(xué)性能。（3）泡沫混凝土的生產(chǎn)工藝泡沫混凝土的基本原料為水泥、石灰、水、泡沫，在此基礎(chǔ)上摻加一些填料、骨料及外加劑。常用的填料及骨料為：砂、粉煤灰、陶粒、碎石屑、膨脹聚苯乙烯、膨脹珍珠巖、苯脫克細(xì)骨料，常用的外加劑與普通混凝土一樣，為減水劑、防水劑、緩凝劑、促凝劑等。泡沫混凝土的生產(chǎn)方法有濕砂漿法和干砂漿法兩種。最近，日本采用蛋白質(zhì)物添加適量的陽(yáng)離子表面活性劑配成的混合發(fā)泡劑，采用現(xiàn)場(chǎng)澆注成型的工藝，研制成功現(xiàn)澆泡沫混凝土新工藝。（4）我國(guó)目前泡沫混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀近年來(lái)，我國(guó)越來(lái)越重視建筑節(jié)能工作，隨著與建筑節(jié)能有關(guān)政策的實(shí)施，墻體材料改革取得了顯著的成就，節(jié)能材料倍受歡迎。泡沫混凝土以其良好的特性，已用于節(jié)能墻體材料中，在其它方面也獲得了應(yīng)用。目前，泡沫混凝土在我國(guó)的應(yīng)用情況如下。①泡沫混凝土砌塊：泡沫混凝土砌塊是泡沫混凝土在墻體材料中應(yīng)用量最大的一種材料。在我國(guó)南方地區(qū)，一般用密度等級(jí)為900-1200kg/m3的泡沫混凝土砌塊作為框架結(jié)構(gòu)的填充墻，主要是利用該砌塊隔熱性能好和輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)。尤以廣東省應(yīng)用最多,在北方，泡沫混凝土砌塊主要用作墻體保溫層。②泡沫混凝土輕質(zhì)墻板：目前用于建筑物分戶(hù)和分室隔墻的主要材料是GRC輕質(zhì)墻板，由于其原料價(jià)格較高，影響了其推廣應(yīng)用。中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院采用GRC隔墻板生產(chǎn)工藝結(jié)合固體泡沫劑和泡沫水泥的研究成果，開(kāi)發(fā)出了粉煤灰泡沫水泥輕質(zhì)墻板的生產(chǎn)技術(shù)，與傳統(tǒng)的GRC輕質(zhì)墻板相比，采用泡沫混凝土生產(chǎn)技術(shù)，不但能明顯降低產(chǎn)品的成本，而且大大改善了漿體的流動(dòng)性，使成型更為方便。③泡沫混凝土補(bǔ)償?shù)鼗河捎诮ㄖ锶焊鞑糠肿灾氐牟煌?，在施工過(guò)程中將產(chǎn)生自由沉降差，在建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中要求在建筑物自重較低的部分其基礎(chǔ)須填軟材料，作為補(bǔ)償?shù)鼗褂谩Ｅ菽炷聊茌^好地滿(mǎn)足補(bǔ)償?shù)鼗牧系囊?。例如，在北京團(tuán)結(jié)湖大廈的部分基礎(chǔ)中，現(xiàn)場(chǎng)澆注了厚度為150mm、抗壓強(qiáng)度在±，密度小于200kg/m3泡沫混凝土，取得了良好的效果。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，此種低密度泡沫混凝土的強(qiáng)度可很好地控制在設(shè)計(jì)的范圍內(nèi)，且具有良好的壓縮性。（5）國(guó)外泡沫混凝土的新進(jìn)展近年來(lái)，美國(guó)、英國(guó)、荷蘭、加拿大等歐美國(guó)家以及日本、韓國(guó)等亞洲國(guó)家，充分利用泡沫混凝土的良好特性，將它在建筑工程中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，加快了工程進(jìn)度，提高了工程質(zhì)量。用作擋土墻主要用作港口的巖墻。泡沫混凝土在岸墻后用作輕質(zhì)回填材料可降低垂直載荷，也減少了對(duì)岸墻的側(cè)向載荷。這是因?yàn)榕菽炷潦且环N粘結(jié)性能良好的剛性體，它并不沿周邊對(duì)岸墻施加側(cè)向壓力，沉降降低了，維修費(fèi)用隨之減少，從而節(jié)省很多開(kāi)支。也可用來(lái)增進(jìn)路堤邊坡的穩(wěn)定性，用它取代邊坡的部分土壤，由于減輕了質(zhì)量，從而就降低了影響邊坡穩(wěn)定性的作用力。修建運(yùn)動(dòng)場(chǎng)和田徑跑道使用排水能力強(qiáng)的可滲性泡沫混凝土作為輕質(zhì)基礎(chǔ)，上面覆以礫石或人造草皮，作為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)用。泡沫混凝土的密度為800-900kg/m3。此類(lèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)可進(jìn)行曲棍球，足球及網(wǎng)球活動(dòng)?；蛘咴谂菽炷辽仙w上一層0.05m厚的多孔瀝青層及塑料層，則可作田徑跑道用。作夾芯構(gòu)件在預(yù)制鋼筋混凝土構(gòu)件時(shí)可采用泡沫混凝土作為內(nèi)芯，使其具有輕質(zhì)高強(qiáng)隔熱的良好性能。通常采用密度為400-600kg/m3的泡沫混凝土。用作復(fù)合墻板用泡沫混凝土制作成各種輕質(zhì)板材，在框架結(jié)構(gòu)中用作隔熱填充墻體或與薄鋼板制成復(fù)合墻板，泡沫混凝土的密度通常為600kg/m3左右。管線回填地下廢棄的油柜、管線（內(nèi)裝粗油、化學(xué)品）、污水管及其它空穴容易導(dǎo)致火災(zāi)或塌方，采用泡沫混凝土回填可解決這些后患，費(fèi)用也少。泡沫混凝土采用的密度取決于管子的直徑及地下水位，一般為600-1100kg/m3。貧混凝土填層由于使用可彎曲的軟管，泡沫混凝土具有很大的工作度及適應(yīng)性，因此它經(jīng)常用于貧混凝土填層。如對(duì)隔熱性要求不很高，采用密度為1200kg/m3左右的貧混凝土填層，平均厚度為0.05m；如對(duì)隔熱性要求很高，則采用密度為500kg/m3的貧混凝土填層，平均厚度為-0.