論配合比設(shè)計(jì)對(duì)百年混凝土施工質(zhì)量的影響及對(duì)策

1引言百年混凝土這一概念是基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)而提出的一種新型混凝土，與傳統(tǒng)混凝土的主要區(qū)別在于其強(qiáng)度高，體積穩(wěn)定性良好，在施工過(guò)程中具有易澆筑、不易離析的特點(diǎn)。而混凝土配合比設(shè)計(jì)是建筑工程施工中不可或缺的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到整個(gè)工程的施工質(zhì)量，一般情況下，百年混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要求施工人員需根據(jù)混凝土材料的性質(zhì)及工程的具體要求，確定各種材料的用量，以有效提高百年混凝土的耐久性。2百年混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本原則在對(duì)百年混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)各種材料的用量以及比例進(jìn)行嚴(yán)格的控制，且還需遵循以下幾個(gè)方面的基本原則：（1）提高配置強(qiáng)度由于百年混凝土的強(qiáng)度往往會(huì)受到多方面因素的共同影響，在生產(chǎn)過(guò)程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都會(huì)對(duì)于混凝土的最終強(qiáng)度造成影響，故在對(duì)其配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要考慮一定的富裕系數(shù)來(lái)提高混凝土的配置強(qiáng)度；（2）采用較小的水膠比由于在對(duì)混凝土進(jìn)行制備的過(guò)程中，較高的膠凝材料用量和較低的用水量是一個(gè)重要的前提，而這樣就會(huì)使得水膠比降低，但在對(duì)百年混凝土的水膠比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，也需要將其控制在一定的范圍內(nèi)；（3）合理選用砂率由于砂率會(huì)對(duì)百年混凝土的工作性能造成重要影響，在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要依據(jù)粗骨料的空隙率、顆粒級(jí)配以及膠凝材料的用量來(lái)對(duì)砂率進(jìn)行控制；（4）考慮外加劑與水泥的適應(yīng)性在對(duì)百年混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，添加外加劑及礦物摻合料的主要目的在于改善其某一項(xiàng)性能指標(biāo)，但基本上每一種外加劑和水泥之間都存在適應(yīng)性問(wèn)題，而且若外加劑和水泥不相適應(yīng)，會(huì)對(duì)混凝土的使用性能造成負(fù)面影響。比如若減水劑與水泥產(chǎn)生不適應(yīng)的情況，可能會(huì)使水泥流動(dòng)性降低以及造成拌合物板結(jié)發(fā)熱等問(wèn)題，故在對(duì)百年混凝土的配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到外加劑和水泥的適應(yīng)性問(wèn)題，避免所使用的外加劑和水泥出現(xiàn)不適應(yīng)的情況。3百年混凝土原材料及配合比的優(yōu)化3.1混凝土原材料優(yōu)化（1）水泥主要影響水泥穩(wěn)定性的因素有水泥中氧化鎂、三氧化硫、堿的含量，故在選擇混凝土?xí)r應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)所需水泥具體的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇，保證水泥的化學(xué)成分符合標(biāo)準(zhǔn)；（2）骨料骨料對(duì)于混凝土穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在其含泥量、泥塊含量、有機(jī)物、硫化物、硫酸鹽和堿含量。骨料中的含泥量過(guò)多，會(huì)將骨料中的泥土帶入混凝土中，降低了混凝土的強(qiáng)度；由于骨料的主要成分是二氧化硅，會(huì)與混凝土中的水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生硅酸鹽，破壞混凝土的成分，導(dǎo)致混凝土膨脹而降低其耐久性。故在選擇骨料時(shí)，需進(jìn)行嚴(yán)格的科學(xué)檢測(cè)，保證骨料中的各種成分?jǐn)?shù)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；（3）外加劑外加劑具有減水率高、工作性能好、氯離子含量和堿含量低、低收縮性的優(yōu)點(diǎn)。減少率高有利于提高混凝土的密實(shí)性，在不改變混凝土配合比的情況下，能夠有效降低混凝土的水灰比，提高混凝土的強(qiáng)度；外加劑的低收縮性能夠避免混凝土的收縮變形，這對(duì)于一些溫度較低地區(qū)的建筑施工起到很重要的保護(hù)作用；（4）礦物摻合料一般在混凝土中添加的礦物摻合料主要是粉煤灰和礦渣粉。其中粉煤灰中的活性礦物成分能夠與水泥中的氫氧化鈣發(fā)生水化反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，這些化學(xué)成分能夠填充到混凝土的縫隙中，降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密實(shí)性；礦渣粉具有良好的低收縮性，能夠避免混凝土收縮，進(jìn)而提高混凝土的耐久性。3.2混凝土配合比的優(yōu)化為了提高混凝土的耐久性，需要制定科學(xué)的配合比，將水泥、骨料、水、外加劑以礦物摻合料按照一定的比例進(jìn)行合理的調(diào)配。在制定混凝土的配合比時(shí)要考慮氯離子、硫酸鹽對(duì)于混凝土的影響：對(duì)于氯離子，根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含氣量4.0~5.0%的混凝土，是混凝土抵抗氯離子侵入的最佳比例，故應(yīng)在配置混凝土?xí)r適當(dāng)添加引氣劑，這種引氣劑能夠產(chǎn)生很多細(xì)小的氣室，進(jìn)而阻止氯離子的進(jìn)入，避免混凝土被氯離子侵蝕；對(duì)于硫酸鹽，適當(dāng)?shù)膿饺敕勖夯夷軌蛱娲?，減少硫酸鹽和氫氧化鈣的反應(yīng)，生成難以溶解的硫酸鈣，避免混凝土膨脹而破壞了結(jié)構(gòu)，降低其耐久性。充分考慮到影響混凝土耐久性、強(qiáng)度的不良因素，需在設(shè)計(jì)階段充分掌握現(xiàn)場(chǎng)施工工藝對(duì)混凝土拌和物性能、工期對(duì)混凝土強(qiáng)度的要求，大量工程實(shí)踐表明，合理選定混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)，能夠有效的提高百年混凝土的耐久性。4實(shí)例分析4.1實(shí)例概況某體育場(chǎng)總建筑面積30038m2；建筑高度37.96m（可開啟屋蓋鋼結(jié)構(gòu)最高點(diǎn)），看臺(tái)最高點(diǎn)標(biāo)高20.455m；其中T1決賽館建筑面積為27448m2，室外二層平臺(tái)建筑面積約為2632m2；T1決賽館為特級(jí)特大型體育建筑，地上3層，地下1層。主體育場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限100年，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料要求為：基礎(chǔ)底板和承臺(tái)、地下室擋土外墻均為C35P8，后澆帶等級(jí)為C40P8；基礎(chǔ)底板和承臺(tái)、地下室擋土外墻為C30P8；地下室頂板、樓層和看臺(tái)梁板、樓梯、車道均為C30。4.2百年混凝土耐久性指標(biāo)控制本建筑工程百年混凝土耐久性指標(biāo)控制如表1所示。

4.3百年混凝土施工質(zhì)量的控制4.3.1混凝土泵送的控制（1）混凝土泵啟動(dòng)后，應(yīng)先泵送適量的水以濕潤(rùn)混凝土泵的料斗活塞及輸送管的內(nèi)壁等直接與混凝土接觸部分；（2）可采用泵送水泥漿、泵送1：2水泥砂漿等措施對(duì)混凝土泵和輸送管內(nèi)壁進(jìn)行潤(rùn)滑；同時(shí)也應(yīng)對(duì)泵送水進(jìn)行檢查，確?；炷帘煤洼斔凸苤袩o(wú)異物；（3）若混凝土泵出現(xiàn)不是由堵塞而造成的停機(jī)事故時(shí)，可采用以下措施進(jìn)行處理：混凝土泵應(yīng)卸料清洗后重新泵送，或利用臂架將混凝土入料斗，進(jìn)行慢速間歇循環(huán)泵送；固定式混凝土泵，可利用混凝土攪拌運(yùn)輸車內(nèi)的料，進(jìn)行慢速的間歇泵送，或利用料斗內(nèi)的料進(jìn)行間歇反泵和正泵。4.3.2保護(hù)層厚度的控制（1）保護(hù)層厚度采用混凝土墊塊，墊塊的尺寸和形狀需滿足保護(hù)層厚度和定位的允差要求；墊塊的強(qiáng)度應(yīng)高于構(gòu)件本體混凝土；構(gòu)件側(cè)面和底面的墊塊應(yīng)至少保證每立方米有4個(gè)，綁扎墊塊和鋼筋的鐵絲頭不得伸入保護(hù)層內(nèi)；（2）在施工過(guò)程中，由于施工荷載的增加以及施工人員的連續(xù)作業(yè)，容易出現(xiàn)腳踏鋼筋變形、上部受力筋保護(hù)層變大等問(wèn)題，故在施工中要嚴(yán)格按照規(guī)范要求科學(xué)操作，特別是在現(xiàn)澆與振搗過(guò)程中更要規(guī)范操作。4.3.3混凝土低溫入模的控制夏季采用低溫水或冰水?dāng)嚢杌炷?，?duì)骨料噴冷水霧或冷氣進(jìn)行預(yù)冷，或?qū)橇线M(jìn)行覆蓋或設(shè)置遮陽(yáng)裝置避免日光直曬，運(yùn)輸工具如具備條件也應(yīng)具備相應(yīng)的避陽(yáng)設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。4.3.4后澆帶的處理在進(jìn)行后澆帶澆筑施工前，應(yīng)將混凝土施工縫進(jìn)行剔除處理，而后用清水將其沖洗干凈，同時(shí)全面清除鋼筋表面的浮銹，待后澆帶充分濕潤(rùn)后方可進(jìn)行混凝土施工；后澆帶混凝土可采用高一等級(jí)的微膨脹混凝土，同時(shí)并采用混凝土膨脹劑來(lái)提高后澆帶混凝土的抗?jié)B性能及抗收縮能力；一般情況下，微膨脹混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)周期為30d，前15d采用蓄水養(yǎng)護(hù)，后15d采用薄膜覆蓋澆