宋祥涛
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摘要:随着社会发展,人们的生活水平提高,对于节能环保、建筑的空间利用率、舒适度等提出更高要求,混凝土技术日新月异的进步,高强度混凝土越来越多的使用到民用建筑当中,对建筑设计院、混凝土搅拌站、项目施工管理、原材料等方面有了更高的挑战。针对这一时代的特性和目前的要求,结合笔者多年从事混凝土行业的经验,对高强度混凝土提出一些见解。
关键词:高强混凝土;质量问题;控制;措施
引言
一般情况下,高强混凝土是指抗压强度在60MPa以上的混凝土(highperfmanceconcrete,简称HPC)。与普通混凝土相比,高强混凝土成本高,但是由于其具备极高的高抗压能力、紧密性、抗变形性以及抗冻抗渗等优势,依然在高层、超高层建筑中普遍运用。然而,在实际运用中,由于高强混凝土的沉缩量较大,流动性较差,对水泥的需求量大,对原材料的标准高以及极易出现硬块等缺点,所以运用高强混凝土时,在制作与施工等方面存在较大问题。而能否确保高强混凝土的施工技术的准确性,会对高强混凝土的使用效果带来直接影响。由此可见,加大对高强混凝土施工技术的运用,以及对质量进行有效管控,是促进工程质量提升的关键之处。
1高强混凝土的特点
高强混凝土具有较强的刚度和强度,在超高层建筑剪力墙和梁柱结构中应用高强混凝土,能够增强其承载力,增强构件的整体延性。构件截面尺寸会由于高强混凝土的应用而减小,有助于控制结构自重。相较于普通混凝土而言,高强混凝土的耐久性较好,包括了抗冻性、抗渗性和耐磨性等等,有助于延长建筑的使用寿命。矿物掺合料在高强混凝土中的应用也较多,能够使其密实性得到增强,符合当前超高层建筑的建设要求。此外,由于其抗压强度较好,因此截面尺寸得到控制,降低了构件重量,有助于降低成本。相较于普通混凝土而言,采用高强混凝土能够在受弯构件和受压构件中节省材料10%~20%和30%~40%。
2高强混凝土概述
近些年,在建筑行业的发展中,高大结构不断涌现,混凝土材料开始朝着高强、高性能方向发展。从强度上定义高强混凝土,即抗压强度在C60及其以上的均属于高强混凝土,在大跨度、高耸及高层建筑施工中发挥重要作用,目前已经在全国范围得到推广应用。结合工程实践分析可得,高强混凝土可消耗大量工业废渣,节省水泥,符合节能、减排、环保和可持续发展的战略要求;同时,建筑施工中高强混凝土可有效缩小构件截面尺寸,减轻自重,具有较好的经济效益。高强混凝土是现代混凝土技术水平的代表和未来的发展方向之一,在强度、耐久性、经济性等方面表现均较为优异,具体如下:①高强度:高强混凝土强度等级在C60以上,高强度、高弹模特征明显;②高耐久性:高强混凝土密实性较好,与普通混凝土相比,在抗渗性、抗冻性方面表现较为优势的,耐久性好;③高流动性:高强混凝土加入一定的高效减水剂,坍落度为200~250mm,可实现泵送施工;④高体积稳定性:高强混凝土的配置减少了水泥用量,改善了混凝土级配,体积稳定性较好,可满足现代建筑高荷载、大跨度、超高层施工需求。结合高强混凝土相关实践经验分析,其也存在一些不足之处,需要在实际施工中予以关注,具体如下:①高强混凝土受压呈高度脆性,延性差,与普通强度混凝土受压的应变曲线相比存在较大区别;②高强混凝土粘结强度、抗拉/抗剪能力随着抗压强度上升而上升,但是其与抗压强度比值随着抗压强度上升而减少;③高强混凝土与普通混凝土交接的位置,存在水热化、收缩量差异,极易造成混凝土开裂,同时高强混凝土流动大,必须确保其不会渗入低强度等级混凝土;④高强混凝土配置、运输、施工要求均十分严格,且对原材料要求较高,各个生产、施工环节均需仔细规划、检查,做好质量管理尤其是温度控制工作。
3建筑施工中高强混凝土的应用要点
3.1配合比设计
配制强度级配应在1.15fcu以上,在C50和C60混凝土中分别为60MPa和70MPa,坍落度最高不能超过200mm,最低不能低于180mm[2]。0.35为水灰比的合理值,如果高强混凝土的强度较大则应该适当降低水灰比,如果在超高层建筑中应用C80以上高强混凝土,那么水灰比要控制在0.28以内。外界混合料和外加高效减水剂的运用,可以使和易性得到保障。超高层建筑施工中的坍落度损失,是影响高强混凝土配合比的关键因素,应该对搅拌出料和现场浇筑的坍落度进行合理设计。在施工中应该对拌合物的扩展度和坍落度进行严格检测,通常会借助于专门的坍落度筒。拌合物自由下落排空时间则通过倒置坍落度的方式检测,流速借助于L型流动仪检测。复合型外加剂的使用,是改善坍落度损失的关键方法,避免在拌料完成后再添加另外的水分。高效减水剂在应用中应该做好严格的检测,确保和水泥的良好相容效果,增进建立单位、建设单位和施工单位之间的沟通交流,确保相容性试验的科学性,通过流动度曲线确定合理的高效减水剂类型。
3.2高强混凝土的浇筑和振捣
在进行混凝土的浇筑时,下料的速度应当适中。通过两次振捣技术,既能避免由于塑性沉降而出现内部分层的问题,又能对由于沁水现象设置的连贯通道进行有效阻断,这不仅有利于促进骨料界面结构的优化,而且有效增大了其强度性能以及抗压性,有助于降低混凝土裂缝的出现频率。而在浇筑混凝土1~2h之后,通过进行二次复振,有利于混凝土强度增强5%~20%。此外,在二次浇筑的过程中,振捣棒应放置在前一次浇筑的表面上,从而促使两个浇筑层相连,自成一体,还要确保振捣棒在插入过程中保持垂直状态,通过快插慢拔的方式进行,同时还要加大对墙柱节点的振捣力度,从而尽可能排除混凝土内部的气泡。
3.3养护方面
在混凝土浇筑后拆模前,因高强度混凝土水化热较高,必须充分湿润模板,保证混凝土水化反应用水,避免出现“烧心”现象,从而影响工程质量。早期发现微小裂缝时,应及时清理混凝土表面,防止杂物进缝,使用水泥浆填充裂纹表面,加强覆盖与养护,可以控制混凝土裂缝不再生长、扩大,从而减少贯穿裂缝的产生。剪力墙结构可在24h后松开固定模板的螺栓,使混凝土和模板距离5mm,浇水养护,水温与混凝土温差不宜超过15℃。3d~5d拆模,避免在混凝土温峰时拆模,拆除模板后,浇水保湿养护到14d以上,应在墙两侧挂麻袋或草帘等覆盖物,避免阳光直照墙面。地下室外墙宜尽早回填土。应避免冷水直冲,从而出现温差裂缝,采用喷雾方式保证空气湿度90%以上。混凝土浇注完毕,待混凝土凝结后即须进行妥善的保温、保湿养护,尽量避免出现人员踩踏、过早载重、振动以及外力的扰动而导致混凝土质量问题。对于柱子,在拆除模板后,应随即缠裹塑料薄膜或涂刷养护液,保证混凝土表面水分不散失。
结语
综上所述,在大跨度、(超)高层建筑工程中,高强混凝土的运用越加常见,其具有高强度、高耐久性、高流动性等优势,可缩小截面尺寸、减少构件自重,满足建筑实际功能需求。在建筑工程建设中,需根据项目实际情况合理配制高强混凝土,做好混凝土浇筑、养护工作,保证混凝土质量可靠,切实满足工程要求。
参考文献
[1]李勇.超高层建筑施工中高强混凝土的质量控制[J].建筑工程技术与设计,2016(19):1884.
[2]钟小宝.高强混凝土技术在超高层建筑工程中的应用[J].福建建材,2016(5):49-51.
[3]钟小宝.高强混凝土技术在超高层建筑工程中的应用[J].福建建材,2016(5):49-51+21.