论高性能砼施工技术及质量控制措施

张如山

摘要：普通砼虽然有高强度等特点，但是寿命短，为了正常使用维修费用高，已经不能满足要求。为了使砼结构满足安全性，实用性和耐久性等要求，提出了高性能砼的设计施工。

关键词：高性能砼；质量控制；砼施工；施工技术

Abstract: Although the ordinary concrete has high strength characteristics, but the short life can no longer meet the requirements in order to use high maintenance costs. In order to make the concrete structure meets the requirements of safety, practicality and durability, the design and construction of high-performance concrete.

Key words: high-performance concrete; quality control; Concrete Construction; Construction Technology

中图分类号：TV544+.92文献标识码：A 文章编号：

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，不应超過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，可避免砼內部失水。

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。