注冊建筑師技術(shù)交流:水工建筑混凝土施工技術(shù)
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工民建中的民用住宅、辦公樓(梁、板、拄、基礎(chǔ)),水工建筑中的廠房(基礎(chǔ)、梁、板、柱)。大壩、隧洞襯砌、渡槽、、橋梁等工程建筑物的結(jié)構(gòu)安全和防滲等絕大多數(shù)由混凝土和鋼筋混凝土承擔(dān),因此混凝土的質(zhì)量在工程建筑物中顯得尤其重要?;炷潦┕さ墓に囁?、施工隊伍的素質(zhì)、原材料的質(zhì)量等因素給混凝土施工的質(zhì)量控制帶來一定困難。
本人參考資料及結(jié)合在小浪底工程混凝土施工的質(zhì)量控制經(jīng)驗,就如何搞好混凝土的質(zhì)量控制論述如下:
一、原材料的質(zhì)量控制:
原材料的質(zhì)量及其波動,對混凝土質(zhì)量及施工工藝有很大影響。如水泥強度的波動,將直接影響混凝土的強度;各級石子超遜徑顆粒含量的變化,導(dǎo)致混凝土級配的改變,并將影響新拌混凝土的和易性,骨料含水量的變化,對混凝土的水灰比影響極大。為了保證混凝土的質(zhì)量,在生產(chǎn)過程中,一定要對混凝土的原材料進(jìn)行質(zhì)量檢驗,全部符合技術(shù)性能指標(biāo)方可應(yīng)用。骨料中含有害物質(zhì),超過規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi),則會妨礙水泥水化,降低混凝土的強度,削弱骨料與水泥石的粘結(jié),能與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生有害的膨脹的物質(zhì)。如果粘土、淤泥在砂中超過3%,碎石、卵石中超過2%,則這些極細(xì)粒材料在集料表面形成包裹層,妨礙集料與水泥石的粘結(jié)。它們或者以松散的顆粒出現(xiàn),大大地增加了需水量。如使用有機雜質(zhì)的沼澤水,海水等拌制混凝土,則會在混凝土表面形成鹽霜。對混凝土集料來說,影響配合比組成變異而導(dǎo)致混凝土強度過大波動的主要原因是含水率,含泥量的變化和石子含粉量的影響。在混凝土生產(chǎn)過程中,對原材料的質(zhì)量控制,除經(jīng)常性的檢測外,還要求質(zhì)量控制人員隨時掌握其含量的變化規(guī)律,并擬定相應(yīng)的對策措施。如砂石的含泥量超出標(biāo)準(zhǔn)要求時,及時反饋給生產(chǎn)部門,及時篩選并采取能保證混凝土的其它有效措施。砂子含水率,通過干炒法,及時根據(jù)測定的含水率來調(diào)整混凝土配合比中的實際用水量和集料用量。對于相同標(biāo)號之間水泥活性的變異,是通過膠砂強度試驗的快速測定,根據(jù)水泥活性結(jié)果予以調(diào)整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指標(biāo)必需達(dá)到規(guī)范要求。
二、科學(xué)配制混凝土是保證質(zhì)量的先決條件
1、混凝土施工配合比的換算
試驗室所確定的配合比,其各級骨料不含有超遜徑顆粒,且以飽和面干狀態(tài)。但施工時,各級骨料中常含有一定量超遜徑顆粒,而且其含水量常超過飽和面干狀態(tài)。因此應(yīng)根據(jù)實測骨料超遜徑含量及砂石表面含水率,將試驗室配合比換算為施工配合比。其目的在于準(zhǔn)確的實現(xiàn)試驗室配合比,而不是改變試驗室配合比。
調(diào)整量=(該級超徑量與遜徑量之和)(次一級超徑量+上一級遜徑量)
2、混凝土施工配合比的調(diào)整
試驗室所確定的混凝土配合比,其和易性不一定能與實際施工條件完全適合,或當(dāng)施工設(shè)備、運輸方法或運輸距離,施工氣候等條件發(fā)生變化時,所要求的混凝土坍落度也隨之改變。為保證混凝土和易性符合施工要求,需將混凝土含水率及用水量做適當(dāng)調(diào)整(保持水灰比不變)。
3、混凝土配合比,需滿足工程技術(shù)性能及施工工藝的要求,才能保證混凝土順利施工 及達(dá)到工程要求的強度等性能。
水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般為35cm,配筋率超過1%的鋼筋混凝土配制坍落度一般為79cm,對于橋梁施工中的箱梁采用泵送施工 ,混凝土配制坍落度一般為1014cm,初凝時間在4小時以上,強度為45Mpa的緩凝早強混凝土;灌注樁要求配制強度為35Mpa,凝結(jié)時間在10小時以上,坍落度一般為1822cm的大坍落度超緩凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土達(dá)到上述工程技術(shù)性能是困難的,為改善混凝土性能,提高混凝土強度,達(dá)到工程各部位對混凝土各種性能的要求,在混凝土中摻入不同類型的外加劑,改善混凝土性能的科學(xué)配制,優(yōu)化混凝土的配合比,在施工中效果明顯。
灌注樁用混凝土,按通常的配制方法,當(dāng)水泥用量為420kg/m3(水灰比為 0.56)時,混凝土的強度才能達(dá)到35Mpa,但由于坍落度(1822cm)過大,均質(zhì)性差,和易性不好,凝結(jié)時間也達(dá)不到緩凝10h,以上的超大型緩凝要求。在配制混凝土中摻入1%的減水劑優(yōu)化配合比。水泥用量每1m3混凝土可節(jié)省40公斤左右,而且在坍落度達(dá)到1822cm情況下,均質(zhì)性、和易性良好,凝結(jié)時間也可以緩凝到10h以上。優(yōu)化配合比后的混凝土和易性、緩凝作用良好,在灌注樁混凝土施工中消除了卡管或斷樁等事故,保證了順利施工。并且混凝土的7天強度也比通常不摻外加劑配制的混凝土提高20%左右。
可見,科學(xué)配制混凝土,早期強度明顯提高,加快模板周轉(zhuǎn),加快施工速度,其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)綜合效益十分顯著。
三、抓好工地試驗室的工作
混凝土質(zhì)量控制的好壞與試驗室的工作是分不開的。首先使用的原材料要符合要求,特別是砂、石材料變異性較大,試驗室人員必需按照技術(shù)規(guī)范的要求,經(jīng)常取樣進(jìn)行檢驗,不符合要求的材料杜絕使用。試驗室必需根據(jù)工程結(jié)構(gòu)各部位對混凝土性能的要求進(jìn)行各項試驗,提出性能好,成本低的混凝土配合比。水灰比是影響混凝土強度的一個主要因素,所以,每天工地進(jìn)行混凝土攪拌前,試驗室必需檢驗砂、石料的含水量,調(diào)整混凝土的用水量,以控制混凝土的水灰比,施工中當(dāng)混凝土坍落度大于規(guī)定的范圍時,不準(zhǔn)入倉澆筑。因為若配制混凝土的原材料質(zhì)量得到控制,稱量準(zhǔn)確,則坍落度變化大的原因必然是混凝土中水量的增多,這樣則水灰比變化大,必然導(dǎo)致混凝土強度的降低。所以在混凝土澆筑過程中工地試驗室人員一定要經(jīng)常進(jìn)行混凝土坍落度的檢驗,坍落度符合要求才能入倉。
四、 混凝土試件合格,結(jié)構(gòu)物混凝土不一定全部合格
合同文件中技術(shù)規(guī)范規(guī)定,混凝土的質(zhì)量是依靠混凝土試件的強度來評定,并代表結(jié)構(gòu)物混凝土的強度,這是認(rèn)為在正常施工情況下,實際工程結(jié)構(gòu)物混凝土強度可以表現(xiàn)出混凝土試件強度特性。但應(yīng)當(dāng)指出,當(dāng)結(jié)構(gòu)物混凝土澆筑成型不夠密實,或有缺陷時,試件強度的代表性就要隨著降低,因為試件體形很小,容易澆筑成型和養(yǎng)護(hù)振實。但在澆筑結(jié)構(gòu)物的混凝土?xí)r,特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)物形狀及配筋情況復(fù)雜,混凝土運輸入倉條件,氣溫變化較大和施工很不方便時,就很難把結(jié)構(gòu)物各部位的混凝土澆筑成如同試件的質(zhì)量一樣,如在一座橋墩的施工過程中,橋墩混凝土設(shè)計強度為C25,原材料檢驗無問題,承包商在按規(guī)定取樣試件28d的強度均達(dá)到了27.0一28.0Mpa,按照合同技術(shù)規(guī)范要求達(dá)到了合格要求,但在工程師鉆芯取樣時混凝土的強度只達(dá)到了19.0Mpa,不能滿足合同要求,造成了工程返工重新澆筑。因此,結(jié)構(gòu)物的混凝土質(zhì)量只依靠試件強度保證是不夠的,還必需對結(jié)構(gòu)物的混凝土施工全過程進(jìn)行妥善控制,特別是對澆筑振實成型過程尤需嚴(yán)格控制。對于成品采取回彈法,射釘法,拉拔法等輔助手段進(jìn)行必要及時的檢查,對關(guān)鍵部位的結(jié)構(gòu)物,有必要進(jìn)行鉆芯取樣檢查試驗,以確?;炷两Y(jié)構(gòu)物的質(zhì)量。
五、和易性是決定混凝土質(zhì)量的主要因素
和易性是混凝土拌和物的流動性,粘聚性,保水性等多種性能的綜合表述。當(dāng)混凝土拌和和易性不良時,則混凝土可能振搗不實或發(fā)生離析現(xiàn)象,產(chǎn)生質(zhì)量缺陷?;炷恋暮鸵仔粤己?,混凝土易振實,且不發(fā)生離析,能夠獲得均質(zhì)密實良好的混凝土澆筑質(zhì)量。通常一些人配制混凝土選用低水量、低坍落度,強調(diào)以振實工藝來保障混凝土質(zhì)量,其實這樣易產(chǎn)生蜂窩,孔洞等質(zhì)量缺陷。實踐表明,和易性良好的混凝土才便于振實,且應(yīng)具有大些的流動性或可塑性,以利于澆筑振實,且應(yīng)具有較好的粘聚性和保水性,以免產(chǎn)生離析,泌水現(xiàn)象?,F(xiàn)在通過摻高效減水劑來提高混凝土的和易性。