房建工程高強(qiáng)混凝土施工及質(zhì)量控實(shí)踐

文｜廣東省第四建筑工程有限公司 林勝波

前言

作為一種新型建筑材料,高強(qiáng)棍凝土具有密度大、孔隙率低、抗壓強(qiáng)度高、抗變形能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在橋梁工程、民用建筑尤其是高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中。由于高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度比普通混凝土高4～6倍 ，可使柱構(gòu)件截面尺寸有效減小，使柱網(wǎng)間距擴(kuò)大，能增大使用面積，深受建筑商和用戶青睞。

但高強(qiáng)混凝土在施工過程中，容易出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量通病，會引發(fā)結(jié)構(gòu)安全問題，縮短使用壽命。因此，需要做好施工質(zhì)量控制措施，有效控制裂縫等質(zhì)量隱患。

一、高混凝土質(zhì)量控制措施分析

在高強(qiáng)混凝土施工過程中，由于受到配合比設(shè)計(jì)、施工材料、天氣溫度和濕度、施工因素等多方面影響，容易出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題。需要采用多項(xiàng)控制措施，保證施工質(zhì)量。

1、正確選擇材料，設(shè)計(jì)配合比要準(zhǔn)確

針對水泥產(chǎn)生的水化熱是導(dǎo)致混凝土升溫的主要因素，因此，要選擇具有水化熱較低、有較長凝結(jié)時(shí)間的水泥。

設(shè)計(jì)配合比中，盡可能減小水泥用量，水泥品種選擇上，應(yīng)選擇等級在52.5或以的普通硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥。

2、混凝土的運(yùn)輸。

通常高強(qiáng)混凝土完成拌制到運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場澆筑需要一定時(shí)間和距離，如運(yùn)送時(shí)間過長時(shí)，會影響其澆筑質(zhì)量。因此，要對運(yùn)輸距離和時(shí)間進(jìn)行合理安排，卸料要及時(shí)，按已制定的澆筑方案進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑要連續(xù)進(jìn)行。

二、高強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量控制

1、要安排專人，負(fù)責(zé)對送到施工場地的混凝土進(jìn)行檢查，包括攪拌記錄、強(qiáng)度、配合比、用于施工的項(xiàng)目和部位等信息，確為符合要求后才進(jìn)行后續(xù)檢查工作。

2、采用泵送混凝土施工技術(shù)。

進(jìn)行高強(qiáng)混凝土施工，由于用到大量水泥，使其粘聚性增大，泵送高強(qiáng)混凝土對出站到澆筑點(diǎn)的時(shí)間、塌落度、擴(kuò)展度、溫度都有較高的要求。泵送前要對檢查有關(guān)指標(biāo)和性能，確認(rèn)符合要求后才能開展作業(yè)。防止因?yàn)槿?，?dǎo)致混凝土不能進(jìn)行連續(xù)澆筑出現(xiàn)施工冷縫、混凝土內(nèi)砂石不均勻等問題。

3、泵送混凝土?xí)r，要控制塌落度的高度，避免澆筑時(shí)出現(xiàn)離析問題，要分層澆筑混凝土，并保證低于500mm的厚度。

4、如因卸料過長等原因造成混凝土塌落度等指標(biāo)滿足不了泵送條件時(shí)，要棄用混凝土，嚴(yán)格在施工現(xiàn)場通過人工加水處理后使用。

5、高強(qiáng)混凝土具有較大粘聚性，振棒振搗時(shí)間要適度加長，加密振搗間距，充分排出混凝土內(nèi)氣泡，保證其密實(shí)度達(dá)到施工要求。

6、泵送高強(qiáng)混凝土?xí)r坍落度較大，混凝土需要經(jīng)過較長時(shí)間振搗才能密實(shí)，表層容易產(chǎn)生浮漿，澆筑豎向構(gòu)件時(shí)，要對面層浮漿進(jìn)行處理，可在澆筑混凝土作業(yè)完成后，待其終凝前把面層浮漿清除。

三、高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度性能檢測

1、在施工現(xiàn)場先對混凝土終凝時(shí)間進(jìn)行測定，以便能掌握混凝土連接澆筑的時(shí)間。

2、與一般混凝土相比，高強(qiáng)混凝土具有較大變異性，對其抗壓試件的取樣次數(shù)也相應(yīng)比普通混凝土要高。

3、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件和同條件養(yǎng)護(hù)試件應(yīng)同時(shí)留設(shè)。

4、對高強(qiáng)混凝土實(shí)體進(jìn)行抽芯檢測時(shí)，應(yīng)指由檢測經(jīng)驗(yàn)豐富的試驗(yàn)人員負(fù)責(zé)，制定專項(xiàng)檢測方案，采用先進(jìn)的抽芯機(jī)械設(shè)備，精心制作芯件，保證其測得的數(shù)據(jù)，是混凝土強(qiáng)度的真實(shí)反映。

上述質(zhì)量控制措施具有較強(qiáng)操作性，應(yīng)用到實(shí)際工程高強(qiáng)混凝土施工中，能取得較好的質(zhì)量效果。

四、工程概況

某辦公大樓，建筑層數(shù)為32層，為框-筒結(jié)構(gòu)形式，建筑總高度為101.79m。經(jīng)認(rèn)真分析研究，確定在17層(70.7m)以下豎向構(gòu)件均采用高強(qiáng)混凝土，強(qiáng)度等級為C60?？偸┕ち繛?298立方米。

施工采用商品高強(qiáng)混凝土材料，從出品地點(diǎn)到施工地點(diǎn)運(yùn)輸需要約1小時(shí)，泵送高度超過70m。

由于施工處于冬季，時(shí)間約為4個(gè)月，從當(dāng)年的11月到次年的月。共進(jìn)行了17次施工，施工條件為2～18℃。

1 配合比試配與設(shè)計(jì)確定

為實(shí)現(xiàn)工期要求，要設(shè)計(jì)配合比時(shí)，要解決以下難題：

強(qiáng)度高、流動(dòng)性大、低水化熱。經(jīng)過反復(fù)試配, 最后確定配合比。具體見表1。

上述配比的確定，是嚴(yán)格挑選原材料后，多次試配試驗(yàn)而得的，本配合比最大特點(diǎn)是水泥用量減小，水泥用量小會導(dǎo)到混凝土早期強(qiáng)度升幅稍慢，減少水化熱量，降低收縮裂縫發(fā)生機(jī)率；在混凝土中加入適度粉煤灰，代替部分水泥，也有利于控制早期裂縫出現(xiàn)。

表1 混凝土配比

2 混凝土施工

2.1 泵送

為能按時(shí)完成施工任務(wù)，在施工現(xiàn)場采用3臺拖泵進(jìn)行工作，垂直運(yùn)輸距離為320m。為保證澆搗混凝土能連續(xù)進(jìn)行，我們布置了3臺布料器，（工作半徑達(dá)到13m）,滿足施工需要；泵送混凝土的管道均采用高壓管進(jìn)行，規(guī)格為φ125mm,接口處采用密封處理，避免管道接口處出現(xiàn)漏氣、漏漿, 損失壓力。

布置泵管時(shí)，要保證泵的水平管長要超過30m，對穿過樓層的管道，要用鋼件固定，避免在泵送過程中過分震動(dòng)。

施工期間，要在現(xiàn)場安裝臨時(shí)外加劑注射裝置，防止因意外因素致使混凝土坍落度出現(xiàn)較大損失時(shí), 可在現(xiàn)場及時(shí)增加外加劑用量，為達(dá)到泵送要求，泵送前混凝土運(yùn)輸車要加速攪拌1min；混凝土要有良好的和易性、坍落度較大，但值得注意的是，當(dāng)泵程增高時(shí)，僅僅只加大混凝土坍落度，是不利于泵送施工，本工程在綜合分析了各種因素后，將混凝土泵坍落度控制在23～25cm之間。

2.2 高強(qiáng)混凝土澆筑

澆筑高強(qiáng)混凝土?xí)r要密切關(guān)注泵壓的變動(dòng)情況，如泵壓處于18MPa以下時(shí)，表明情正常，否則，說明入模的混凝土坍落度存在損失較大問題，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以保證位于鋼筋密集處的混凝土，能澆筑密實(shí)。

澆筑過程中，要控制混凝土下落距離，以小于6m為合適，防止出現(xiàn)離析，在柱墻等位置應(yīng)設(shè)置串筒。

對首層超過9m以上高度的柱墻件構(gòu)，要分2次完成施工，一次的施工到4.5m的高度。

表2

高強(qiáng)混凝土組成材料中，采用的水泥、礦粉的顆粒直徑不大，容易出現(xiàn)混合質(zhì)量差的情況,要加強(qiáng)振搗作業(yè)的控制。

結(jié)合本工程結(jié)構(gòu)要求，每個(gè)工作面內(nèi)，安排8臺振搗器進(jìn)行振搗，振搗過程中要做到快插慢拔, 確保密實(shí)。

2.3 養(yǎng)護(hù)

隨著混凝土膠凝材料持續(xù)水化，其強(qiáng)度根據(jù)齡期增長而不斷提高，水化速度受到外部條件包括濕度和溫度的制約。

因此，做好高強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作，使其強(qiáng)度增長，避免因溫差原因?qū)е庐a(chǎn)生裂縫。

高強(qiáng)混凝土在實(shí)際施工過程中，應(yīng)用木質(zhì)厚夾板，避免采用一般的鋼模板，因?yàn)殇撃０迦菀资蛡鳠幔^易引發(fā)混凝土構(gòu)件產(chǎn)生收縮裂縫。

如施工期處于冬季時(shí)，防止出現(xiàn)較大溫差，要用雙層木夾板。

通過實(shí)驗(yàn)得知，本工程所確定的配合比計(jì)算，在溫度處在10～20℃時(shí)，其水化放熱在 2d 左右出現(xiàn)高峰值，在確?；炷脸跄龝r(shí)間超過 5d 后，方可拆除模板。拆除模板后，需要對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。本工程養(yǎng)護(hù)措施為：采用成品養(yǎng)護(hù)液，均勻噴涂在混凝土上，噴涂2道進(jìn)行。第1道噴涂作業(yè)完成后，要待其干燥后再進(jìn)行第 2道噴涂,二者噴涂時(shí)間要間隔1h以上，噴涂時(shí)要分別根據(jù)水平、垂直方向交叉進(jìn)行。

3 應(yīng)用成果分析

高強(qiáng)混凝土施工任務(wù)完成后，要檢驗(yàn)其構(gòu)件質(zhì)量，驗(yàn)證所用的施工技術(shù)和控制措施最否正確，質(zhì)量是符達(dá)標(biāo)。

本工程在完成C60 高強(qiáng)混凝土施工任務(wù)后，分別采用不同的方法對檢測構(gòu)件強(qiáng)度，檢測方法和檢測結(jié)果見表2。

根據(jù)監(jiān)測構(gòu)件混凝土水化熱,得出其變化曲線。

相關(guān)數(shù)據(jù)表明，實(shí)際構(gòu)件均達(dá)到C60的強(qiáng)度值，達(dá)到施工要求；但受到振搗和養(yǎng)護(hù)等因素影響，實(shí)際構(gòu)件強(qiáng)度稍低于標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊。

在工程進(jìn)行配合比試驗(yàn)期間，曾對絕熱溫升進(jìn)行計(jì)算，初步估算混凝土水化放熱量為 120176kJ/立方米,絕熱溫升達(dá)到56.4℃左右。

施工結(jié)束后，為檢驗(yàn)實(shí)際溫升情況，在結(jié)構(gòu)中選取其中較大體積的柱內(nèi)，布設(shè)測溫點(diǎn)（見圖1），跟蹤溫度變化情況。

柱的高度為5m，截面寬度為1.6m×1.2m，在柱距離地面2.5m處，設(shè)置測溫點(diǎn)。

根據(jù)測溫?cái)?shù)據(jù)顯示，在混凝土入模約40h 左右時(shí)，其內(nèi)部溫度最高升至70.2℃，最大溫差達(dá)到20.6℃，在超過120h后，二者呈緩慢變化,此階段拆除模板較為合適。

五、總結(jié)與感悟

上述辦公樓項(xiàng)目，應(yīng)用C60高強(qiáng)混凝土施工，結(jié)果表明，構(gòu)件達(dá)到了預(yù)期的強(qiáng)度和質(zhì)量要求，混凝土表面完整，基本沒有出現(xiàn)裂縫,施工取得了良好效果。

通過本工程實(shí)踐表明，在應(yīng)用高強(qiáng)混凝土施工時(shí)，只要制定準(zhǔn)確的配合比，制定科學(xué)合理的施工方案，精心組織施工，并做好混凝土施工過程中泵送、澆搗以及養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵工序的控制，保證施工質(zhì)量，充分體現(xiàn)高強(qiáng)混凝土在房建工程應(yīng)用的優(yōu)越性。

圖1 測溫點(diǎn)布置圖