分析高性能混凝土在建筑工程中的应用及设计要点

2018-03-29

四川水泥 2018年8期

(广东南华工商职业学院建筑与艺术设计学院 510507)

0 引言

高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，它是在提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质的原材料，并在适当的质量控制下进行的。由于其工作高度、耐久性高、强度高、体积稳定等诸多优良特性，被认为是世界上最全面的混凝土性能，在建设工程中得到了广泛的应用。

1 高性能混凝土在建筑工程中的应用

1.1 高性能混凝土搅拌系统

A.使用强制混合器混合高性能混凝土。根据常规的实际操作，将进料按顺序混合，该方法的添加应由试验确定，采用后拌法减水剂。进料顺序:粗骨料、细骨料、喷雾加水→水泥→混合材料→剩余水→减水剂→出(每个步骤间隔30s).B.混凝土原材料按重量计算，允许偏差为:水泥和外加剂土1%、水和外加剂1%粗、细聚合2%.C.准备高性能混凝土必须准确控制用水量。应及时确定砂、石的含水量，并根据测量结果调整水耗量和砂石用量。严禁在搅拌后加水的机器，必要时可以适当添加减水剂。D.高性能混凝土混合料通过时间损耗迅速下降，通过时间损耗控制坍落度，除选用和水泥相容性高的高效减水剂外，还可在搅拌延迟的情况下加入一些高效减水剂或浇场搅拌机在调整减水剂外加剂。

1.2 高性能混凝土的运输

高性能混凝土的运输设备应根据混凝土施工的结构特点和工程规模和道路气候条件考虑。保持混凝土的均匀性，确保交货位置不分层，不离析，不渗漏泥浆，并具有所需的坍落度和气体含量等工作特性。运输设备采取隔热措施，防止局部混凝土温度升高或结冰。在运输过程中严禁在混凝土中加水。减少混凝土的数量和运输时间，确保混凝土实际使用性能不会受到各项因素的影响，尤其是要保证搅拌机卸料至混凝土浇筑整个流程处于标准时间范围内。混凝土的输送一般依靠混凝土泵来实现，应在混凝土搅拌后将60min在泵内完成，并在1/2初始凝固时间前泵，在第一次浇注完成后，由于各种原因导致超过15min，每个4-5min每次打开水泵一次，使水泵机器的运动方向呈正向负，同时启动料斗搅拌机，防止桶内混凝土离析。

1.3 高性能混凝土浇筑

浇筑前准备工作：A.按需配制混凝土泵、泵管、夹具、串、料斗、振子及刮刀等设备，并考虑故障检修时间，现场配备备用振动器和备用泵.B.确保在混凝土浇筑过程中不中断水和电照明.C.在浇注混凝土前彻底仔细地对这部分模板、钢、埋管、埋件、预留孔等进行检查，并做好隐蔽检验记录，为民用水电等专业签字手续。D.预付款2d提交混凝土的应用浇注到混凝土搅拌站，该申请表由工头仔细和准确地完成，项目技术人员负责检查和签署，同时，工头向项目实验室负责人发出了具体的浇筑通知，接到通知后，测试准备工作 E.混凝土施工在前半小时由项目技术总监、领班对施工管理人员、班组长和操作人员进行了全面而有针对性的技术披露，披露了内容包括主要施工方法、技术要点、工艺控制、质量标准、预防措施和成品保护。

混凝土浇筑施工：A.在混凝土进入模具之前，应使用专用设备来测量混凝土的温度、坍落度、气体含量、水胶比和出血率等性能;只有混合威严才能达到设计或配比混凝土的要求可以倒入模具中。B.混凝土浇筑的自由倾斜高度不得大于2m，当大于2m在这种情况下，混凝土应通过溜槽、弦简化和漏斗运输，以确保混凝土不出现分层离析.C.浇注混凝土应以分层和连续的方式进行，间隔时间小于 90min不应将施工缝保留在遗嘱上;新浇混凝土与相邻硬化混凝土或岩土介质的温差小于℃。D.混凝土振动可插入振动杆、附加板振子、表面板振子等振动设备。振动应避免碰撞模板，钢筋和嵌入式零件。在插入振子振动混凝土时，宜采用竖向振动模态进行振动。每个点的振动时间到表面的泥浆或不采取大气泡，一般不应超过30s，以避免过度振动。如果需要改变振动杆在混凝土搅拌中的水平位置，首先要拉出振动杆，然后将振动棒移到新位置，而振动棒不应放在搅拌材料窗扇上[1]。

1.4 高性能混凝土的维护

混凝土的标准固化条件为温度(20±3)℃，相对湿度仍然为90%上一时间28d。在实际工程中，不能保证标准养护条件，只有采取措施在经济和实际条件下达到最佳的养护效果。A.浇混凝土必须盖上保暖或防雨。完成后的整理工作或混凝土初始凝固后立即进行维护，首先采用蓄水维护方法，持续维护。混凝土浇筑前1～2d，应确保混凝土处于完全润湿状态，应严格遵守国家标准的养护年限.B.对于大面积板工程，当使用维护剂进行维护时，可将少量白色颜料混合在固化剂中，使白色固化剂的形成能反映太阳，减少吸热，抑制混凝土温升。C.如果在指定的维护时间完成后删除模具，则建议为曲面提供潮湿覆盖.D.大体积混凝土由于内部温度高，表面失水快，需要补充水分。微膨胀剂在阻尼条件下，仅具有补偿收缩的功能，减少了裂纹出现的可能性。

2 设计要点分析

混凝土的水泥用量由低水胶比控制。目的是降低混凝土的温升，提高硬化混凝土的体积稳定性，减少硬化混凝土的收缩裂缝。当水胶大时，混凝土会留下更多的孔隙，增加硬化混凝土的收缩。矿物细掺合料的使用是制备高性能混凝土的重要手段。其目的是抑制混凝土中碱骨料反应的危害。吴教授董正伟指出，混凝土性质特殊，就其成分来看，矿物精细外加剂是其中主要组成部分之一，能够从根本上改变常规土的性质。一般情况下降活性矿物精细外加剂添加至高性能混凝土中，以确保高性能混凝土配制的规范性与可靠性，可促进水泥水化形成的进一步转化。改进了硬化混凝土的孔隙结构，提高了混凝土的密实性。值得注意的是，矿物细掺合料的使用不是水泥的简单替代物。需结合实际水量多少来调整矿物细掺合料的实际用量。依据渗透率和负离子快速浸润标准出发，通过具体条件确定了矿物细掺合物的种类和含量。结果表明，当两个或两个以上的矿物细掺合物一起使用时，合成果实优于单个用途的总和，称为超叠加效应。

就高性能混凝土的组成情况来看，高性能外加剂为其使用性质的优化提供有效辅助，从而提高了高性能混凝土制造的可行性。制造成为可能，现在有了各种高性能混凝土外加剂的制造。虽然它们的性能还有待进一步提高，但在复合使用外加剂和外加剂以及混合使用外加剂和矿物精细外加剂方面也存在额外的影响。这两种减水剂是结合在一定比例的使用，为了使复合产品的作用相互制约，从而达到各自的优势，两种以上的外加剂的充分效果单独使用的总和对结果进行测试，找出最佳匹配材料和最佳配比。

在混凝土结构连续浇筑中，必须保证混凝土具有相同的坍落度。当混凝土的坍塌程度不一样时，混凝土在硬化过程中的收缩是不同的，两种混凝土在不同坍塌程度下存在较大的收缩裂缝[2]。对混凝土中碱骨料反应的研究结果表明引起混凝土中碱骨料反应的三个主要条件是使用了碱活性骨料、使用了高含碱量的水泥和混凝土结构所在处的环境中有水存在。水在结构使用环境中的存在是碱骨料反应发生的必要条件。采用复合矿物掺合料法可抑制碱骨料反应，同时也破坏了所要避免的条件。例如，室内使用的非接触水的结构可能不考虑碱骨料反应的危害，对于用于室外用途的混凝土结构，我们还可以用碱活性骨料配制钢管混凝土。由于水在环境中不易渗透入管，碱骨料反应不易发生，且碱活性成分的骨料也可用。这为我们合理利用高碱活性骨料找到了新的途径。