高強混凝土在建筑施工中的應用

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1 特點

　　滿足了高層建筑及特殊結(jié)構(gòu)的受力和使用要求，在高層建筑中可顯著減少結(jié)構(gòu)截面尺寸，增大了工程的使用面積與有效空間；加快施工進度，保證工程質(zhì)量以及節(jié)約用水、鋼材，工程成本低。高強混凝土是具有富配合比，低水灰比特點，而且高效減少劑，是配制高強混凝土必不可少的組成部分。由于高強混凝土的坍落度損失快，要求在施工中從攪拌運輸?shù)綕仓鳝h(huán)節(jié)要緊扣，在短時間內(nèi)完成。高強混凝土拌合物特點是粘性大，骨料不易離析，泌水量少。

　　2 適用范圍

　　高層建筑、大跨度建筑、構(gòu)造物以及高效預應力混凝土等。

　　3 工藝原理

　　高強混凝土是通過摻加高效減水劑、活性摻合料，選用優(yōu)質(zhì)材料、合理的配比和攪拌系統(tǒng)的計量精度、嚴格控制水灰比的用水量，外加劑量以及澆筑成型，養(yǎng)護等各個環(huán)節(jié)，達到高強的目的。

　　4 原材料：

　　4.1 水泥：應不低于525#的硅酸鹽水泥。其質(zhì)量必須符合GBJ175-85《硅酸鹽水泥，普通水泥》規(guī)定。水泥進場后，必須進行復驗，合格方可使用。

　　4.2 細骨料：中砂、細度模量2.65-3.0容量1420kg/m3左右。符合11區(qū)級配要求，其品質(zhì)符合IGJ52-79《普通混凝土用砂、質(zhì)量標準及檢驗方法》規(guī)定含泥量不得超過2%。

　　4.3 粗骨料：花崗巖碎石、石灰?guī)r碎石，規(guī)格為0.5-2cm，最大不超過3.2cm，質(zhì)地堅硬，外形接近正方形，針片顆粒狀不超過5%，壓碎指標9-12%，強度比與所配混凝土強度高20-50%，連續(xù)級配，含砂量不大于1%，各項技術(shù)指標符合JGJ53-79《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標準及檢驗方法》的規(guī)定。

　　4.4 F礦粉增強劑質(zhì)量應符合以下要求：F礦粉增強劑質(zhì)量不得低于6%；可溶性硅、鋁含量分別不低于8-10%與6-8%；細度控制0.08方孔篩的篩余量為1-3%。F礦粉技術(shù)特點：用內(nèi)滲10%地礦粉的高強混凝土強度與對比純水泥強度基本相同，但每立方米混凝土可節(jié)省水泥40-50kg左右。改善了工藝性能，保水性好，一小時內(nèi)無泌水現(xiàn)象。坍落度增大，滿足泵送混凝土施工要求。價格低，僅為水泥價的1/2-2/3。高效減水劑：質(zhì)量應符合GB8076-87《混凝土外加劑質(zhì)量標準》的規(guī)定。

　　4.5 高效減水劑：質(zhì)量應符合GB8076-87《混凝土外加劑質(zhì)量標準》的規(guī)定。

　　4.6 水：自來水。

　　5 配合比

　　高強混凝土的配合比必須滿足混的強度，耐久性要求以及施工工藝要求的和易性，可泵性，凝結(jié)時間、控制坍落度損失等。通過試配確定，并應通過現(xiàn)坍試驗合格后，才能正式使用。

　　5.1 試配強度。高強混凝土配制強度，根據(jù)GBJ107-87（混凝土強度檢驗評定標準）和《高強混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)程建議》（初稿）的規(guī)定，并考慮現(xiàn)場實施條件的差異和變化確定配合比，試配強度定為所需強度等級乘系數(shù)1.15。mfcu≥mfcuk+1.64580；其中mfcu-混凝土試配強度；mfcuk-混凝土強度等級；1.645-為保證率95%系數(shù)。80-根據(jù)情況取5N/mm2。

　　5.2 高強混凝土的水灰比控制在0.28-0.32范圍內(nèi)，不大于0.32，并隨強度等級提高而降低，對C60及其以上的混凝土，水灰比應不大于0.28，拌料的和易性宜通過外加高效減水劑和外加混合料進行調(diào)整，在滿足和易性的前提下盡量減少用水量，為改善工作度，如用NF高效減水劑時，用量以不超過水泥量的1.5-2%。

　　5.3 水泥用量宜用450-500kg/m3，對60Mpa及其以上的混凝土也不宜超過550kg/m3應通過外加礦物摻合料來控制和降低水泥量，尤其是外加硅粉可以較大幅度地減少水泥用量。高強混凝土必須采用優(yōu)質(zhì)水泥，其標號以525#以上。

　　5.4 砂率一般控制在26-32%，泵送時砂率應在32-36%范圍內(nèi)。

　　5.5 摻F礦粉混凝土配合比計算宜采用絕對體積法或假定容重法，先計算出不摻F礦粉的基準混凝土配合比，再用F礦粉置換基準混凝土配合比中水泥用量的10%左右代替水泥。

　　5.6 入模坍落度范圍根據(jù)運輸時間混凝土澆筑技術(shù)措施確定。其大小應通過高效減水劑摻量調(diào)整，坍落度的損失，通過摻載體流化劑或NF高效減水劑控制坍落度損失。

　　6 施工工藝

　　6.1 高強混凝土拌制：投料順序及攪拌工藝；嚴格控制施工配合比，原材料按重量計，要設(shè)置靈活，準確的磅砰，堅持車車過秤。定量允許偏差不應超過下列規(guī)定：水泥±2%；粗細骨料±3%；水、摻合料，高效減水劑±1%；高強混凝土攪拌時，應準確控制用水量，應仔細測定砂石中的含水量并從用水量中扣除，配料時采用自動稱量裝置和砂子含水量自動檢測儀器，自動調(diào)整攪拌用水。不得隨意加水；高效減水劑可用粉劑，也可制成溶液加入，并在實際加水時扣除溶液用水。攪拌時宜用滯水工藝最后一次加入減水劑；保證拌合均勻，制配高強混凝土要確保拌合均勻，它直接影響著混凝土的強度和質(zhì)量要采用強制式攪拌機拌和，特別注意確保攪拌時間充分，不少于60秒。

　　6.2 高強混凝土運輸與澆筑：快速施工。由于高強混凝土坍落度損失快，必須在盡可能短的時間內(nèi)施工完畢，這就要求在施工過程中精心指揮有嚴密的施工組織，從攪拌、運輸、澆筑幾個工序之間要協(xié)調(diào)作業(yè)，各個環(huán)節(jié)要緊扣，保證一小時內(nèi)完成；密實性對混凝土的強度至關(guān)重要。在施工過程中為保證混凝土的密實性，要采用高頻震搗器，根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面尺寸分層澆筑，分層震搗。澆筑混凝土卸料時，自由傾落高度不應大于2米；不同強度等級混凝土接處的施工宜先澆筑高強混凝土，然后再澆筑低等級混凝土，也可以同時澆筑。此時應特別注意，不應使低等級混凝土擴散到高混凝土的結(jié)構(gòu)部位中去。

　　6.3 養(yǎng)護：為免高強混凝土因早期失水而降低強度及由于內(nèi)外溫差過大造成表面裂縫，因此要加強養(yǎng)護。高強混凝土澆筑完畢后，在八小時內(nèi)加以覆蓋和澆水養(yǎng)生。澆水次數(shù)應維持混凝土結(jié)構(gòu)表面濕潤狀態(tài)。澆水養(yǎng)護日期不得少于14晝夜。冬施時間要延長拆模時間，采取保溫措施，不得遭受凍害損失。

　　7 機具

　　強制式攪拌機；JS500混凝土攪拌機生產(chǎn)率23-27m3/h；混凝土輸送泵：HBJ60拖式混凝土輸送泵，輸送能力排出壓力5.1Mpa，水平距離620米，垂直距離115米，最大輸送量58 m3/h；高頻震搗器：頻率8000-21000次/分。

　　8 勞動組織

　　泵送混凝土要多工種聯(lián)合作業(yè)。因此，要建立施工指揮體系，合理配備人員，統(tǒng)一協(xié)調(diào)有關(guān)泵送事宜。

　　9 質(zhì)量標準

　　9.1 高強混凝土的配制及施工，必須有嚴格的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證制度。針對具體的工程對象，事先必須有設(shè)計、生產(chǎn)和施工各方共同制定的書面文件，提出質(zhì)量控制和質(zhì)量保證的具體細則，規(guī)定各種表記載的內(nèi)容，并明確專人負責監(jiān)督檢查和施行。

　　9.2 高強混凝土施工前，施工單位必須對原材料性能，所配制手工勞動高強砼拌合物性能及砼硬功夫化性提出試驗結(jié)果報告，等設(shè)計單位或甲方監(jiān)理單位許可后，方可施工。

　　9.3 高強混凝土質(zhì)量檢查及驗收，可參照《鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范》GBJ204-83中的有關(guān)規(guī)定。檢查內(nèi)容，應包括澆筑過程的坍落度變化及凝結(jié)時間，當環(huán)境溫度與標準養(yǎng)護相差較大時，應同時留取在現(xiàn)場環(huán)境下養(yǎng)護的對比試件。標準養(yǎng)護的留取試塊宜比普通混凝土所要求的增加1-2倍，以測量早期及后期強度變化，測定抗壓極限強度的試件可用邊長為10cm立方體，對15cm邊長立方體強度的換算系數(shù)由50 Mpa到90 Mpa取0.95到0.91逐步遞減,中間取值可直線內(nèi)插。

　　9.4 對于大體積和大尺寸的高強混凝土工程或構(gòu)件,應監(jiān)測水化熱造成的溫升變化,并采取相應的防裂措施。

　　9.5 高強混凝土強度檢驗評定標準參照《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ107-87的有關(guān)規(guī)定。

　　10 經(jīng)濟效益

　　在高層建筑中應用高強混凝土，具有縮小構(gòu)件繼面的承重，增加強度，加快周轉(zhuǎn)，縮短工期等顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　參考文獻：

　　[1]陳本沛.混凝土結(jié)構(gòu)理論和應用研究的理論與發(fā)殿[M].大連理工大學出版社.1994。