試論如何提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性

摘要：近期南寧市政府城市建設(shè)部門出臺(tái)了有關(guān)在高層建筑、地鐵工程、跨江大橋、地下人防工程等必須使用優(yōu)質(zhì)混凝土的措施，這一措施的中心議題就是工程建設(shè)必須滿足耐久性要求。文章認(rèn)為僅在混凝土使用方面重視質(zhì)量是不夠的，應(yīng)從工程設(shè)計(jì)、材料質(zhì)量和施工等多方面、多渠道予以重視，并對(duì)此進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：混凝土結(jié)構(gòu)；耐久性；膨脹混凝土；預(yù)應(yīng)力；結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)；施工組織設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TU377 文章編號(hào)：1009-2374（2016）07-0094-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.048

1 優(yōu)化混凝土配合比

1.1 精選材料

1.1.1 水泥。品牌大廠旋窯PO42.5，水泥比表面積在300～350m?/kg之間。進(jìn)貨時(shí)應(yīng)分批存放，經(jīng)檢驗(yàn)合格后使用。

1.1.2 碎石。符合連續(xù)級(jí)配要求，粒徑5～25mm，最大粒徑不得大于40mm，壓碎值指標(biāo)應(yīng)小于10%，針片狀小于8%，含泥量小于0.5%。

1.1.3 砂。符合連續(xù)級(jí)配要求，細(xì)度模數(shù)3.0～2.3符合Ⅱ區(qū)顆粒級(jí)配，含泥量小于2%。不得使用海砂、山砂、以及石灰?guī)r屬性人工砂。

1.1.4 不低于Ⅱ級(jí)粉煤灰

1.1.5 礦粉。應(yīng)符合《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》（GB/T18064-200895）中S95級(jí)及以上級(jí)別要求。

1.1.6 外加劑。不得使用含有氯化物的化學(xué)外加劑。應(yīng)采用聚羧酸系列高效減水劑，固含量應(yīng)大于15%。

1.2 精選混凝土配合比

在優(yōu)化混凝土配合比方面，不僅是生產(chǎn)廠家要考慮成本需要，更重要的是保證3天、7天和28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，同時(shí)生產(chǎn)的混凝土要具有黏聚性、保水性和流動(dòng)性。有關(guān)C35配合比、28天強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)等見表2。

表2說(shuō)明：（1）執(zhí)行經(jīng)優(yōu)化的C35配合比生產(chǎn)混凝土，試塊28天強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差較小，按GB/T50107-2010標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定合格；（2）試塊強(qiáng)度分布圖表明強(qiáng)度大多在40～45MPa之間，強(qiáng)度值波動(dòng)較小，質(zhì)量非常穩(wěn)定。

2 混凝土摻UEA膨脹劑補(bǔ)償收縮

為了闡述膨脹混凝土中膨脹機(jī)理對(duì)工程結(jié)構(gòu)所起到的防水作用，本作者以南寧市匯春廣場(chǎng)工程地下室底板C35膨脹混凝土應(yīng)用為例，來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明。

2.1 膨脹劑、混凝土配合比、試塊強(qiáng)度

膨脹劑為采用南寧市橫縣水泥廠生產(chǎn)的AEA膨脹劑，其技術(shù)指標(biāo)以及摻和后的混凝土試塊強(qiáng)度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見表3和表4。

2.2 應(yīng)用結(jié)論

2.2.1 匯春廣場(chǎng)設(shè)計(jì)的泵送膨脹混凝土配合比經(jīng)施工證明是成功的，從統(tǒng)計(jì)資料表明，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗?jié)B等級(jí)均達(dá)到和超過(guò)設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量較好。

2.2.2 根據(jù)設(shè)計(jì)要求地下室結(jié)構(gòu)為具有補(bǔ)償收縮性能的膨脹混凝土，因此在地下室結(jié)構(gòu)和預(yù)設(shè)后澆帶都采用了摻AEA膨脹劑。工程竣工經(jīng)施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)和質(zhì)監(jiān)站共同驗(yàn)收，沒有發(fā)現(xiàn)裂紋，無(wú)滲漏現(xiàn)象。

2.2.3 抗?jié)B試塊的試驗(yàn)和工程抗?jié)B專門檢測(cè)結(jié)果，得出混凝土抗?jié)B等級(jí)均大于S6，滿足設(shè)計(jì)要求。

3 構(gòu)建鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度

3.1 擬用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)

3.1.1 先張法。先張法即先張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋、后澆筑混凝土的方法。先張法是將張拉后的預(yù)應(yīng)力鋼筋直接澆筑在混凝土內(nèi)，依靠預(yù)應(yīng)力鋼筋與周圍混凝土之間的黏結(jié)力來(lái)傳遞預(yù)應(yīng)力。先張法一般用于生產(chǎn)中小型預(yù)制構(gòu)件。

3.1.2 后張法。后張法是先澆筑混凝土構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度后，在構(gòu)件上張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋的方法。按照預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土的關(guān)系分為有黏結(jié)和無(wú)黏結(jié)兩類。

3.2 結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)加密配筋提高節(jié)點(diǎn)剛度

結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)加密配置鋼筋是提高結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)剛度的手段之一。筆者認(rèn)為，在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮在柱頭核心區(qū)及以上1000mm處（圖2）、在主次梁交接處（圖3）、在磚混結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱位于樓面以上1000mm處（圖4）、經(jīng)計(jì)算剪力較大的大梁支座附近加密配置箍筋。

3.2.1 柱頭核心區(qū)及以上1000mm處加密配置箍筋（圖2）。

3.2.2 主次梁交接處加密配置箍筋（圖3）。

3.2.3 磚混結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱位于樓面以上1000mm加密配置鋼筋（圖4）。

4 混凝土結(jié)構(gòu)施工措施與養(yǎng)護(hù)要求

4.1 留設(shè)施工后澆帶

有關(guān)施工后澆帶是在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)做的考慮，往往設(shè)計(jì)方面更多考慮的是沉降后澆帶和施工分區(qū)后澆帶。而大面積、大跨度結(jié)構(gòu)施工可能產(chǎn)生的混凝土收縮引發(fā)裂縫問(wèn)題，這就應(yīng)由施工方進(jìn)行研究考慮。

4.2 模板安裝

模板系統(tǒng)安裝應(yīng)是經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，經(jīng)總工程師組織審定的施工圖方案。模板安裝完成后應(yīng)由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人和主任工程師組織初審，通過(guò)后提交總工程師組織驗(yàn)收。模板系統(tǒng)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，有足夠的豎向和橫向剛度，確保施工混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)的穩(wěn)定性。

4.3 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎應(yīng)按符合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，但應(yīng)注意以下五個(gè)問(wèn)題：（1）次梁主筋應(yīng)擱置在主梁主筋上；（2）檐梁主筋應(yīng)擱置在挑梁主筋上；（3）樓板底面和上兩層鋼筋之間應(yīng)有撐筋；（4）鋼筋應(yīng)有保護(hù)層墊塊；（5）混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋置的管線應(yīng)有不損害結(jié)構(gòu)保護(hù)層的實(shí)際措施，如樓板內(nèi)線管要有墊塊保證管線居于板中間等。

4.4 施工順序

混凝土結(jié)構(gòu)施工應(yīng)遵循先澆筑柱子，后澆筑樓面梁板。樓面梁板施工要依照建筑物長(zhǎng)度方向從兩邊往中間均衡施工，以此確保模板系統(tǒng)的穩(wěn)定與施工安全，進(jìn)一步保證混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

4.5 混凝土澆筑方法

混凝土澆筑前應(yīng)關(guān)注混凝土的入模溫度，一般要求入模溫度應(yīng)不大于45℃。如個(gè)別工程有嚴(yán)格要求，則采取混凝土攪拌時(shí)有降溫措施。有關(guān)大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑時(shí)為降低水化熱影響，則按照事先做好的施工組織設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工。與此同時(shí)，混凝土澆筑方法應(yīng)有以下兩點(diǎn)要求：（1）確保澆筑的連續(xù)性，不出現(xiàn)冷縫或被迫留設(shè)施工縫；（2）較大體積或較寬較厚的混凝土工程施工要注意施工方法，比如分段分層法、斜面分層法等。

4.6 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土結(jié)構(gòu)澆筑完成看似大功告成，但經(jīng)驗(yàn)表明此看法欠妥。這個(gè)時(shí)段加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)是十分重要的，因?yàn)?0%的混凝土強(qiáng)度是在這個(gè)時(shí)期發(fā)展，水化熱高度集中，若不及時(shí)養(yǎng)護(hù)將造成不可設(shè)想的破壞后果。就如何養(yǎng)護(hù)提出以下要求：（1）工程底板采用覆蓋蓄水養(yǎng)護(hù)；（2）樓面采取覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)，并保持24小時(shí)濕潤(rùn)；（3）豎向構(gòu)件應(yīng)掛膜覆蓋養(yǎng)護(hù)；（4）應(yīng)持續(xù)養(yǎng)護(hù)不少于7天。

5 結(jié)語(yǔ)

為探討提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性，本文從四個(gè)方面進(jìn)行論述，進(jìn)一步闡釋圍繞做好這些工作是對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性有益的嘗試。為此，給出以下結(jié)論：（1）精選砂、石、水泥、外加劑等材料，就如同精選好的坯胎為培育良好的物種打下基礎(chǔ)；（2）使用膨脹混凝土是解決地下結(jié)構(gòu)防水和提高地下結(jié)構(gòu)耐久性的較好途徑之一；（3）優(yōu)化混凝土配合比，除取得混凝土優(yōu)良性能外，更重要的是混凝土的強(qiáng)度保證率有所提高以及混凝土致密性更好；（4）在混凝土中構(gòu)建預(yù)應(yīng)力達(dá)到了提高混凝土構(gòu)件的剛度，更是提高了結(jié)構(gòu)的抗裂性能，達(dá)到了延緩混凝土構(gòu)件開裂，增強(qiáng)耐久性的要求；（5）結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)加密配筋增加節(jié)點(diǎn)剛度，是提高結(jié)構(gòu)的抗震能力和減輕水平構(gòu)件在豎向荷載作用下產(chǎn)生徐變程度的較好選擇；（6）做好施工組織設(shè)計(jì)是工程能夠順利進(jìn)行施工的前提條件?；炷两Y(jié)構(gòu)做好養(yǎng)護(hù)既是保護(hù)施工成果，也是建筑物百年壽命的必然要求。

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作者簡(jiǎn)介：伍志濱（1965-），男，供職于廣西大都混凝土集團(tuán)有限公司，研究方向：工程管理施工技術(shù)。

（責(zé)任編輯：王 波）