论高性能砼施工技术及质量控制措施

　　高性能砼与普通砼相比，其抗拉、抗弯、抗裂及耐磨、耐冲击、耐疲劳、任性等性能都有显著提高，满足了安全性、实用性和耐久性的要求。从而要有严格的质量要求。本文从高性能砼试配、拌制要求、施工方法、质量保证措施等方面，介绍了高强砼的施工技术及质量控制措施。
高性能砼是一种新型高技术砼，具有高强度， 高弹性模量， 变形小，耐久性、抗渗性好等优点，在高层建筑中的应用越来越广泛，本工程的部分剪力墙及框架柱砼强度等级为C60，属于高性能砼，如何做好高性能砼的配制与施工是确保工程质量的重点。结合国内实际情况和工艺特点，在坚持采用本地原材料和目前生产工艺的原则下，试验C60高性能砼，并采用合理的施工方法精心组织施工确保高性能砼达到要求。
一、高性能砼试配
1、 原材料的基本要求
　　1.1 水泥
　　水泥是砼的主要胶凝材料，水泥的抗压强度，抗折强度，安定性和凝结时间必须检验合格。隧道高性能砼优先使用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。硅酸盐水泥的主要特性为早期强度及后期强度均高，水化热较高，耐磨性、抗冻性均较高；但耐热性、耐水性和抗腐蚀能力较差。普通硅酸盐水泥是掺有少量活性材料的硅酸盐水泥，特性和适用范围，与硅酸盐水泥基本相同，但早期强度和水化热低于硅酸盐水泥。
　　1.2 骨料
　　高性能砼的工作性、强度和耐久性对骨料更加敏感。骨料是砼重要组成部分，在水泥砼混合物中的体积和重量均占据了水泥砼的70%以上，占有绝大多数，其几何特性、物理性能、化学成分等对砼早期的工作性能，硬化后的力学性能和耐久性能都存在不可忽视的影响。其影响因素有颗粒级配、含泥量、碱活性和有害物质含量等。
　　1）合格的颗粒级配可以降低砼的空隙率，提高密实度，提高砼强度；
　　2）含泥量过大，不应超过5%.超标1%就会使砼强度降低3MPa~5MPa，同样会降低含气量，影响砼耐久性；
　　3）碱活性超标，会造成砼中来自水泥、粉煤灰、减水剂中可溶性碱与骨料中某些组分之间发生碱集料反应，使砼膨胀开裂。经碱集料反应试验后，由砂配制的试件无裂缝，酥裂，胶体外溢等现象，在规定试验龄期的膨胀率应小于0.01%；
　　4）有害物质含量，会降低砼强度，硫酸盐和硫化物产生体积膨胀，引起应力，砼开裂，从而耐久性降低。
　　细骨料不宜使用山砂，不得使用海砂，应采用河砂；粗骨料必须使用多级配碎石，若使用卵石，必须是多个破碎面的卵碎石，且必须是多级配的。另外，经研究表明适量石粉能改善砼拌合物和易性，减少砼胶凝材料用量，适量的粉尘还能起到填充料的作用，对于提高砼强度有利，同时还能改善砼抗渗性能。但过高的石粉含量会引起砼收缩增大。≤铁路砼与砌体工程施工及验收规范≥（TB10210-97）中规定：配置C30砼时，石粉（小于0.08mm颗粒）含量不能大于10%.但实际工程当中人工砂石生产系统制造的远高于此标准， 经有关方面研究石粉含量介于16%~21%之间时，砼性能较优。
　　1.3 水
　　拌制砼用的水，应采用纯净的水，不得采用含有影响水泥正常凝结和硬化的油类、糖类等有害杂质的水。
　　1.4 外加剂
　　高性能砼主要就是掺加外加剂来改善砼工作性和耐久性。应使用高性能优良的外加剂。
　　首先，粉煤灰会对砼的工作性能有显著改善。1）粉煤灰是由大小不等的球状颗粒的玻璃体组成，表面光滑致密，在砼拌合物中能起到滚珠润滑作用；2）新拌砼中水泥颗粒易聚集成团，粉煤灰的掺入会有效分散水泥颗粒，使砼拌合更加均匀；3）替代水泥减少水泥用量，减少水的用量，从而降低水灰比，减少泌水和离析；4）具有良好的保水性，有利于泵送施工。良好的工作性可大大改善砼外观质量，也保证了内在质量。
　　其次，粉煤灰提高高性能砼耐久性。1）火山灰效应，粉煤灰取代部分水泥，不仅能降低砼有效含碱量，还能产生物理化学作用抑制碱-骨料反应。粉煤灰中含有的酸性氧化物和水泥水化产生Ca（OH）₂反应，使骨料周围的碱金属离子及氢氧根离子减少。从而削弱碱-骨料反应；2）提高砼的抗渗性，粉煤灰颗粒分布水泥之间，增加砼密实性，减少水泥用量，降低了水化热，从而即减少了砼本身的收缩和开裂，又提高了砼的抗侵蚀能力；3）掺加粉煤灰可以提高砼本身抗氯离子渗透性，砼密实性明显改善，电通量指标明显下降，防水砼要求粉煤灰惨量小于20%.
　　然而，粉煤灰砼应用与隧道衬砌存在凝结时间慢和早期强度低的问题。
　　另外，减水剂也是必不可少的。减水剂可以在保持一定强度的情况下，减少用水量。普通减水剂可以减少用水量5%~20%，增加砼密实性，提高砼强度和耐久性：使泌水率减少，有利于减少砼离析，改善砼工作性； 砼的引气量和强度是影响砼抗冻性的主要因素，砼强度越高，抗冻性越好；水灰比越小抗冻性越好。
　　经试验结果表明，聚羧酸减水剂在分子结构、减水率、泌水率、引气量、塌落度保留值、凝结时间差、收缩率方面较优。该减水剂的减水率大于20%.
 
　　
　2、试配的技术要求
　　高性能砼必须经试验室试配并经现场试验确认后，方可正式使用，超出的数值应根据砼强度标准差确定。
　　2.1在满足强度要求、耐久要求和工作性能的前提下，通过对集料、配合比的优化和优选，尽量减少水泥用量和用水量，配制出水化热低、收缩小、无裂缝，并能有良好的施工性能和耐久性优异高强、高性能砼，以减少砼的自收缩引起的体积变形，降低绝对温升，延缓水化热峰值，提高砼的抗裂性、密实性和耐久性等；
　　2.2配制强度必须大于设计要求的强度标准值，通常大一个等级，坍落度损失率不大于10%，120min后展开度不小于450mm.
　　2.3水胶比控制在0.25～0.42之间，水泥用量不宜大于450kg/ m3，砂率宜控制在34%～44%之间。
　　2.4合理掺入优质I级粉煤灰，延缓了砼凝结时间，降低水化热，解决砼粘聚性高、泵送阻力大的难题；
　　2.5通过采用高性能减水剂， 改善砼的和易性，使骨料悬浮于水泥浆体中，砼拌合物具有高流动性，而又不出现离析泌水现象，以保证砼在出机3h内坍落度损失率＜10％；
　　2.6粗骨料采用碎石，级配连续，细集料选用石英含量较高的圆形颗粒状优质天然中粗河砂。
　　3、实验室试验
　　为了保证砼的抗渗性和抗裂性能达到设计要求，需要对砼进行体积稳定性试验，氯离子渗透试验，碳化实验和碱活性实验等进一步检验砼性能， 再根据试验结果，合理确定施工配合比，在原材料有变化及季节变化时，需要及时调整配合比。
　　二、高性能砼拌制要求
　　针对本工程砼强度等级高，抗渗性要求高等特点，必须强化砼原材料的检验标准，加强砼搅拌过程的技术措施等要求。
　　1、原材料质量：严格控制原材料质量，对原材料供应源必须进行调查和预先进行抽样检测，原材料进场后要严格按规定要求进行抽样检查。
　　2、原材料称量：严格按配合比重量计量，控制计量偏差，水泥和掺合料±1%，水和外加剂±1%，粗、细骨料±2%.
　　3、搅拌站设备：应有精确的原材料自动称量系统和计算机自动控制系统，并能对原材料品质均匀性、配合比参数的变化等，通过人机对话进行监控、数据采集与分析；
　　4、搅拌时间：根据砼的强度等级以及其他性能要求，结合搅拌设备的要求确定合适的搅拌时间。
　　三、高性能砼施工方法
　　1、振动棒是使用：高性能砼因自身流动性较高，易于流动和密实，因此不需强力振捣，可选用低频振捣器。
　　2、墙体砼浇注和振捣：砼下料点要分散布置，浇注砼要连续进行，间隔时间不应超过2h.
　　3、框架柱砼浇注和振捣：若框架柱高度大于3m，浇注砼必须用串桶或溜槽，每层振捣时振捣棒要插入下层砼且深度不小于50mm， 振捣要均匀。
　　4、梁、顶板砼浇注和振捣：为了提高顶板砼表面观感，在顶板浇注时，采用3m长铝合金杠刮平；在顶板砼进行最后一遍压光时，应用毛刷将砼表面沿同一方向刷出顺纹，初凝时再进行二次压面。
　　5、楼梯砼浇注和振捣：砼浇注楼梯时应自下而上，先振捣平台板及楼梯板砼，达到踏步位置时，再与踏步砼一起浇注，接着连续向上推进，并一边推进一边用木抹子将表面抹平。
　　6、高强砼浇注时间的控制：由于高强砼的初凝时间较普通砼来得要快，因此要尽量控制好砼的初凝时间，高强砼的初凝时间不小于6个小时，其终凝时间应不大于10个小时。
　　7、高强砼对施工机械的要求
　　在高强砼的施工过程中，对砼的施工机械又有更严格的要求，如砼泵车、砼运输车辆等等，应保持最佳状态，保证高强砼施工的连续性，以减少砼施工中的冷缝的发生。
　　8、高性能砼养护
　　为保证砼具有优良的密实性和强度，要求对已浇注完的砼部位尽早保水养护，通过在砼上面架设带孔的塑料管，然后接通自来水连续浇水，通过隔气保温养护，降低砼水化热高峰时的温差，正常施工情况下砼拆模后，可涂刷养护剂，总养护时间不小于14天，可避免砼内部失水。
　　四、高性能砼质量保证措施
　　1、高性能砼在试配与施工前，各方应共同制定文件，规定质量控制措施，并明确专人监督实施情况；
　　2、合理布置泵管和安放泵车，泵送前用同砼配比的去石子砂浆润管，正确启动泵车，检查泵管连接、支撑是否牢固等；
　　3、施工时采用泵送砼，为保证砼连续浇注，要求在技术和生产组织上保证砼供应、输送和浇注的各环节效率协调一致，保证泵送工作连续进行。
4、收集施工过程中砼的性能数据，以帮助调整、改进设计配比和监督砼拌合生产过程。
　　5、针对商品砼站运距较远且地处交通复杂地带，为了解决C60级砼坍落度损失的问题（特别是高温季节尤为突出），保证砼正常施工，采取部分泵送剂在现场二次掺加的方案，现场二次掺用的泵送剂必须配成溶液使用，二次掺用量根据试验确定。
　　6、砼出站运送至现场卸料完毕的时间、试块的制取、养护和试验严格按国家标准的规定执行。
五、结束语
　　本工程高性能砼的生产过程，原材料和外加剂起着重要作用，直接决定砼的高性能，生产过程和后期养护质量检测都是影响高性能砼的因素，但是，高性能砼才刚刚兴起，许多方面还不够成熟，特别是外加剂还需要进一步研究。我们要根据高性能砼施工的规定，充分运用科学、合理的方法在施工上高标准、严要求，遵循不断进步、不断创新的理念，从高性能砼试配、拌制要求、施工方法、质量保证措施等方面进行严加控制，保证高性能砼达到“质量均匀、体积稳定、耐久、满足设计强度”的目标。
 
　　参考文献
　　[1]姚燕著。高性能砼的体积变化及裂缝控制。中国建筑工业出版社，2011年2月。
　　[2]刘娟红，宋少民。编著绿色高性能砼技术与工程应用。中国电力出版社，2011年1月。
　　[3]缪昌文著。高性能砼外加剂，化学工业出版社。2008年09月。

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