吳強(qiáng)

（興業(yè)華騰混凝土有限公司 廣西興業(yè) 537814）

探討高性能混凝土施工技術(shù)及其要點(diǎn)

吳強(qiáng)

（興業(yè)華騰混凝土有限公司 廣西興業(yè) 537814）

近些年來(lái)，我國(guó)建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的混凝土已無(wú)法滿(mǎn)足一些建筑物的要求，因此高性能混凝土受到越來(lái)越多的研究學(xué)者關(guān)注。然而，在建筑工程中，高性能混凝土施工技術(shù)有許多不足之處需要去完善，如果不能把這些問(wèn)題解決好，將會(huì)對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展帶來(lái)很大的阻礙。本文就高性能混凝土的特性、施工技術(shù)以及一些相關(guān)措施進(jìn)行闡述。

高性能混凝土；特性；施工技術(shù)；措施

引言

混凝土是現(xiàn)代土木工程中不可或缺的建筑材料。然而，普通混凝土在耐腐蝕、大跨度、大體積等工程要求中并不能滿(mǎn)足工程需求。因此，人們開(kāi)始研究具有高工作性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性的高性能混凝土。

作為一種新型混凝土，高性能混凝土的發(fā)展只經(jīng)歷了短短的三十多年，不同的國(guó)家對(duì)高性能混凝土都有著不同的定義。1990年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所和美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)舉辦了首屆高性能混凝土的討論會(huì)，會(huì)上將高性能混凝土定義為：高性能混凝土是采用嚴(yán)格的施工工藝，使用優(yōu)質(zhì)的材料配置成的具有某些性能要求的勻質(zhì)的混凝土。歐洲混凝土學(xué)會(huì)和國(guó)際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會(huì)則將高性能混凝土定義為水膠比低于0.40的混凝土。1992年，法國(guó)的Malier.Y.A認(rèn)為高性能混凝土具有高強(qiáng)度、高耐久性和良好的工作性等特點(diǎn)。1992年，日本岡村甫和小澤一雅指出，高性能混凝土應(yīng)該具有高工作性、低溫升、低干縮率、抗?jié)B性高等特點(diǎn)[1～2]。

1 高性能混凝土的特性

1.1 高性能混凝土的耐久性

高性能混凝土廣泛應(yīng)用在跨海大橋、海底隧道、海上采油平臺(tái)、地下工程等工程中，因此，耐久性是高性能混凝土的首要設(shè)計(jì)要求?；炷恋哪途眯允侵富炷恋挚弓h(huán)境中的水、氣體等侵蝕介質(zhì)侵入其中造成破壞劣化的能力?；炷恋牧踊ㄗ匀涣踊腿藶榱踊瘍煞矫?。自然劣化指的是混凝土在自然條件下受到溫度變化、雨水沖刷、凍融循環(huán)、干濕交替等作用發(fā)生破壞使混凝土發(fā)生剝落或疏松等現(xiàn)象。人為劣化指的是在混凝土的生產(chǎn)和使用過(guò)程中存在不合理的操作使得混凝土產(chǎn)生破壞，耐久性下降的現(xiàn)象，如在道路混凝土中，超載產(chǎn)生過(guò)大的壓力使混凝土開(kāi)裂，降低了混凝土的耐久性。

1.2 高性能混凝土的強(qiáng)度

20世紀(jì)末期，國(guó)內(nèi)外多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，高性能混凝土必須具有高強(qiáng)度（C50以上）。但是，從現(xiàn)在來(lái)說(shuō)，高強(qiáng)混凝土是高性能混凝土，但高性能混凝土并不一定是高強(qiáng)混凝土。如果要求高性能混凝土的強(qiáng)度必須大于C50，則會(huì)限制高性能混凝土的使用。例如在某些水工環(huán)境中或者大體積結(jié)構(gòu)中，對(duì)混凝土等級(jí)要求不高（C30已能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求），但對(duì)耐久性卻有很高的要求。因此，高性能混凝土應(yīng)該是包含各種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土[2]。另外，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)越高，就需要更多的膠凝材料，水化產(chǎn)生的熱量越多，同時(shí)，由于混凝土導(dǎo)熱性差，水化產(chǎn)生的大量熱量不能及時(shí)散去，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外部結(jié)構(gòu)的溫度，容易產(chǎn)生溫度裂縫[3～6]。

1.3 高性能混凝土的體積穩(wěn)定性

混凝土的體積穩(wěn)定性是指混凝土在水化過(guò)程中具有較低的水化熱，在硬化過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)因收縮、溫升等造成的開(kāi)裂?；炷恋捏w積穩(wěn)定性直接影響其結(jié)構(gòu)的受力性能，體積穩(wěn)定性不好的混凝土，在體積發(fā)生變形的過(guò)程中將產(chǎn)生裂縫而對(duì)結(jié)構(gòu)的安全產(chǎn)生不良影響?；炷恋捏w積穩(wěn)定性分為三種：①化學(xué)減縮，即混凝土在水化凝結(jié)過(guò)程中發(fā)生的變形，這種化學(xué)減縮在硬化前不會(huì)對(duì)硬化的混凝土的性質(zhì)造成影響，在硬化后則會(huì)形成孔隙而對(duì)混凝土的性質(zhì)造成影響；②溫度變形，即混凝土在溫度作用下的體積變形，其大小與混凝土的熱膨脹系數(shù)有關(guān)。降低溫升、提高混凝土的抗拉強(qiáng)度、使用熱膨脹系數(shù)低的集料如石灰?guī)r等則對(duì)減少混凝土的溫度變形和防止混凝土的開(kāi)裂有利；③干燥收縮，即混凝土在停止養(yǎng)護(hù)后，在空氣中失去內(nèi)部吸附水而發(fā)生的不可逆的收縮。水泥漿體的干縮則隨著相對(duì)濕度的降低而呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。

1.4 高性能混凝土的工作性

由于高性能混凝土多用于高層、大跨度、水下工程等特殊結(jié)構(gòu)中，因此，要求高性能混凝土具有易于澆注搗實(shí)而不離析的工作性能，以便完成混凝土的澆注[7～8]。

2 建筑工程中高性能混凝土的施工技術(shù)

2.1 工程實(shí)例

某市的垃圾廠焚燒發(fā)電項(xiàng)目，在建設(shè)過(guò)程中需要采取澆孔樁工藝，對(duì)位于地下且有水的環(huán)境中的樁基進(jìn)行澆注，采用強(qiáng)度為C35的自密實(shí)混凝土，混凝土的坍落度大于200mm，在澆注過(guò)程中，不需要對(duì)混凝土進(jìn)行振搗。

2.2 高性能混凝土的運(yùn)輸

一般情況下，攪拌車(chē)運(yùn)輸適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸混凝土。在運(yùn)輸過(guò)程中，必須要確?；炷敛浑x析、不漏漿、不泌水以及保證坍落度在一個(gè)合理的區(qū)間，從攪拌站到工地，混凝土必須要保持均勻性以及良好的工作性能，坍落度必須滿(mǎn)足要求。

在混凝土的運(yùn)輸過(guò)程中，必須合理安排混凝土的運(yùn)載次數(shù)以及縮短運(yùn)載時(shí)間，為了不影響混凝土的各項(xiàng)性能，必須要限定好從攪拌機(jī)卸出混凝土到混凝土澆筑完畢所用時(shí)間。如果外界環(huán)境特定，還需要對(duì)運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行隔熱保溫，以避免局部混凝土溫度受到季節(jié)環(huán)境的影響。

采用攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送混凝土?xí)r，在運(yùn)輸過(guò)程中讓運(yùn)輸車(chē)攪拌罐轉(zhuǎn)速控制在2～4r/min；當(dāng)攪拌運(yùn)輸車(chē)到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，再讓攪拌車(chē)的轉(zhuǎn)動(dòng)速率提高，并且維持旋轉(zhuǎn)30～60s后再將混凝土拌合物卸入泵車(chē)受料斗或混凝土料斗中。

當(dāng)采用混凝土泵輸送混凝土?xí)r，需要依據(jù)工程情況、最大泵送距離、最大輸出量等對(duì)泵的型號(hào)進(jìn)行選定。泵送能力強(qiáng)的大型泵送設(shè)備優(yōu)先選用，這樣可以使泵送混凝土的坍落度損失減小。

2.3 高性能混凝土的振搗

在混凝土的澆注環(huán)節(jié)，為保證工程的質(zhì)量，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行振搗處理，這是增加混凝土密實(shí)性的關(guān)鍵操作。對(duì)傳統(tǒng)的施工工藝而言，主要使用平板振動(dòng)器或插入式振動(dòng)器進(jìn)行振搗，該儀器通過(guò)機(jī)械振動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的振動(dòng)波，使得新拌混凝土鋪滿(mǎn)預(yù)制的模板。在振動(dòng)的過(guò)程中，混凝土實(shí)現(xiàn)二次均勻攪拌，將混凝土中的氣體排放出去，減少混凝土中的孔隙，改善混凝土的結(jié)構(gòu)，提高混凝土的密實(shí)性。

機(jī)械振動(dòng)的頻率范圍一般為5000～12000次/min，在此范圍內(nèi)所能引起起泡開(kāi)裂的直徑為0.07～0.9mm，而直徑更小的氣泡仍舊殘留在混凝土結(jié)構(gòu)之中。但是經(jīng)過(guò)專(zhuān)家的研究發(fā)現(xiàn)，影響混凝土穩(wěn)定性和耐久性的氣泡直徑要比其小得多，通?？蛇_(dá)到0.01mm。當(dāng)今的機(jī)械振動(dòng)根本達(dá)不到工程技術(shù)的要求，為消除小型氣泡對(duì)混凝土耐久性的影響，必須采用先進(jìn)的振動(dòng)頻率更高的振動(dòng)設(shè)備——超聲波振動(dòng)器或高頻振動(dòng)器。

當(dāng)采用不當(dāng)?shù)恼駬v方式振搗而使混凝土發(fā)生分層、離析、表面浮漿、麻面等質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，應(yīng)對(duì)混凝土進(jìn)行多次振搗或多次搓壓表面處理，能有效防止表層裂紋，從而保證混凝土的耐久性[9]。

3 高性能混凝土施工過(guò)程中的主要技術(shù)控制措施

3.1 適宜的機(jī)械振動(dòng)

在混凝土施工過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)輔以用適宜的機(jī)械振動(dòng)，這樣可以改善混凝土的流動(dòng)性，使混凝土處于更均勻的一個(gè)狀態(tài)，有利于排出混凝土內(nèi)部的氣體，減少混凝土的孔隙，改善混凝土的結(jié)構(gòu)。振搗的時(shí)間要依據(jù)高性能混凝土的特點(diǎn)作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，振搗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易造成混凝土離析分層，產(chǎn)生不利影響。

3.2 高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)

高性能混凝土水膠比小，早期養(yǎng)護(hù)十分重要。在養(yǎng)護(hù)時(shí)，必須對(duì)高性能混凝土進(jìn)行保溫和保濕。高性能混凝土中的膠凝材料在水化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱，如果混凝土的體積過(guò)大，內(nèi)部的熱量來(lái)不及散去，混凝土內(nèi)外部就會(huì)產(chǎn)生較大溫度差，產(chǎn)生裂縫，因此，新澆筑的大體積混凝土應(yīng)保證適當(dāng)?shù)臏囟?。在高性能混凝土水化硬化的過(guò)程中應(yīng)保證充足的水份，盡量保證環(huán)境的濕度大于90%，可采取如薄膜保濕、表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等有效措施防止混凝土水分的蒸發(fā)?；炷脸跄笄椅催_(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度值之前，嚴(yán)禁在混凝土表面進(jìn)行行走踐踏。

3.3 意外情況的處理

在混凝土澆筑前應(yīng)該及時(shí)了解天氣信息，盡量利用晴好天氣進(jìn)行施工，避開(kāi)雨雪天氣施工。澆筑混凝土?xí)r遇到下雨，立即用塑料布遮蓋，以防雨水對(duì)新澆注的混凝土沖刷，造成混凝土中的水泥漿體流失；防止下雨造成增加混凝土中的水分，改變了混凝土的水灰比，降低混凝土的強(qiáng)度?；炷翝仓?，未達(dá)到初凝時(shí)，如遇下雨也應(yīng)及時(shí)用塑料布遮蓋，防止雨淋[1]。

4 結(jié)語(yǔ)

高性能混凝土的出現(xiàn)是現(xiàn)代混凝土技術(shù)的革新，廣泛應(yīng)用在跨海大橋、海底隧道、海上采油平臺(tái)、地下工程等工程中。該技術(shù)提高了工程技術(shù)含量，加快了施工進(jìn)度，延長(zhǎng)了建筑物的壽命，為人們提供了高質(zhì)量的建筑。廣大水泥混凝土科技工作者也在實(shí)踐中不斷摸索，促進(jìn)高性能混凝土的發(fā)展，以進(jìn)一步發(fā)揮高性能混凝土的優(yōu)點(diǎn)。高性能混凝土必將在建筑施工中發(fā)揮更大的價(jià)值。

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1004-7344（2016）09-0322-02

2016-1-20