高性能混凝土在住宅建筑中的應(yīng)用研究

摘要：為了提升住宅建筑的結(jié)構(gòu)性能和耐久性，深入研究高性能混凝土在住宅建筑中的應(yīng)用。介紹高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)，詳細(xì)分析混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗與養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，并探討了模板安裝與拆除的注意事項(xiàng)。基于某工程案例，對高性能混凝土的性能進(jìn)行測試，研究結(jié)果表明：高性能混凝土在住宅建筑中的應(yīng)用，能有效提高建筑的強(qiáng)度、耐久性和抗裂性等整體性能。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土；強(qiáng)度；抗裂性；耐久性

0" "引言

高性能混凝土具有優(yōu)良的施工性能和體積穩(wěn)定性，能夠滿足高層、大型住宅建筑的施工需求，同時(shí)有利于降低建筑自身質(zhì)量，提高建筑的整體性能[1-2]。為推進(jìn)高性能混凝土在市場內(nèi)的應(yīng)用，本文介紹高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)，詳細(xì)分析混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗與養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，并探討了模板安裝與拆除的注意事項(xiàng)。同時(shí)，對高性能混凝土的性能進(jìn)行全面測試。

1" "高性能混凝土施工要點(diǎn)

1.1" "混凝土原材料選擇

為滿足工程施工需求，開展施工前，需做好對混凝土原材料的選擇，進(jìn)行高性能混凝土的制備。通常應(yīng)按照表1進(jìn)行混凝土原材料的選擇。

1.2" "混凝土配合比設(shè)計(jì)

完成原材料的準(zhǔn)備后，確定混凝土制備中的配合比。高性能混凝土制備配合比如表2所示。配合比設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮原材料的性能、施工條件、使用環(huán)境等因素，以確保混凝土的性能滿足要求。

1.3" "混凝土制備

1.3.1" "原材料含水量檢測

為確?；炷列阅艿姆€(wěn)定，需要在拌和之前，對大、小集料的含水量進(jìn)行精確測量。由于氣候變化可能對集料含水率產(chǎn)生影響，因此需進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控[3]。

1.3.2" "攪拌設(shè)備選取

混凝土攪拌過程應(yīng)選取先進(jìn)的攪拌設(shè)備，如水平軸式、行星式和逆向強(qiáng)迫式混合機(jī)等，并配備電子計(jì)量系統(tǒng)，以確保原料計(jì)量的準(zhǔn)確性。

1.3.3" "混凝土制備要點(diǎn)

采用強(qiáng)制攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間要求較長，一般在5～7min以上，以保證混凝土的均勻性。根據(jù)工程具體需求，可以采用分層投料法進(jìn)行攪拌，以進(jìn)一步保證混凝土的均勻性[4]。為確保制備的混凝土可以達(dá)到工程施工需求標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)如圖1所示的混凝土質(zhì)量控制方案。

在混凝土制備過程中，原材料需按照施工配合比進(jìn)行精確稱取，以確保混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。對于膠凝材料（如水泥、摻合料等）的計(jì)量，允許的最大偏差應(yīng)控制在±2%以內(nèi)。而拌和用水的計(jì)量精度則要求達(dá)到±1%。

1.3.4" "高溫與低溫天氣質(zhì)量管控

在冬季進(jìn)行混凝土拌和時(shí)，必須進(jìn)行細(xì)致的熱力計(jì)算，并通過試驗(yàn)確定水、集料的最大溫升，以確保澆注時(shí)的溫度保持在5～30℃的理想范圍內(nèi)。冬季調(diào)節(jié)摻合料溫度時(shí)，優(yōu)先推薦采用加熱水的方式進(jìn)行預(yù)熱。但需注意水溫不宜超過80℃，以防對混凝土質(zhì)量造成不良影響[5]。

可根據(jù)熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律）進(jìn)行熱量計(jì)算，其基本表達(dá)式 為：

Q=VU+AW" " " " " " " " （1）

式中：Q代表熱量，VU代表系統(tǒng)的內(nèi)能變化，A代表功熱當(dāng)量，W代表物體的膨脹功。

在夏季高溫天氣攪拌混凝土?xí)r，需在骨料堆場設(shè)置遮陽棚，以阻擋太陽直射。夏季使用低溫水進(jìn)行攪拌，盡量選擇夜間或氣溫較低的時(shí)段進(jìn)行攪拌作業(yè)。這些措施有助于確?；炷猎谶M(jìn)入模具時(shí)溫度維持在5～30℃的適宜范圍內(nèi)，從而保證混凝土的質(zhì)量和性能。

1.4" "混凝土運(yùn)輸

混凝土運(yùn)輸路面應(yīng)平整，以確保混凝土在運(yùn)輸過程中的均勻性。運(yùn)至澆筑現(xiàn)場時(shí)，應(yīng)確保混凝土無分層、無離析、無漏漿現(xiàn)象，并保持其工作特性如塌落度、含氣量等符合標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)在運(yùn)輸過程中，應(yīng)嚴(yán)格禁止向混凝土中添加水分，以避免水分蒸發(fā)對混凝土質(zhì)量造成影響。應(yīng)盡可能縮短混凝土從攪拌機(jī)卸料至澆注完成的時(shí)間，以確?；炷猎谶\(yùn)輸過程中其各項(xiàng)性質(zhì)不受影響[6]。

1.5" "混凝土澆筑、振搗與養(yǎng)護(hù)

1.5.1" "澆筑與振搗

在澆注混凝土之前，對保護(hù)層的位置、數(shù)量以及緊固狀況進(jìn)行嚴(yán)格的核查至關(guān)重要。為確保質(zhì)量，特別指派專責(zé)人員進(jìn)行多次復(fù)檢，以保證保護(hù)層的厚度和尺寸均符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

在澆筑過程中，為確保澆筑質(zhì)量與效率雙優(yōu)，以下幾點(diǎn)關(guān)鍵要點(diǎn)及注意事項(xiàng)必須嚴(yán)格遵守。首要要選擇合適的振動設(shè)備，并確保在振搗過程中避免與模板、鋼筋和預(yù)埋件發(fā)生碰撞。其次，根據(jù)既定的施工方案與操作規(guī)范，確?；炷翝仓r(shí)的振搗作業(yè)均勻且密實(shí)，杜絕隨意增加振點(diǎn)密度或遺漏振搗區(qū)域[7]。

1.5.2" "養(yǎng)護(hù)

通常按照圖2所示流程完成對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)?；炷两K凝后持續(xù)保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)滿足表3所示要求。

在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，必須重視隔熱處理，以防止外界環(huán)境（如強(qiáng)烈陽光照射或氣溫急劇變化）引起的表面溫度大幅度波動。特別要注意控制混凝土核心與表面的溫差，通常這一溫差應(yīng)保持在20℃以內(nèi)。對于斷面形狀復(fù)雜的混凝土，溫差應(yīng)控制在15℃以內(nèi)[8]。

1.6" "模板安裝與拆除

1.6.1" "模板安裝

模板的安裝與拆除是混凝土施工中的關(guān)鍵步驟，需要精細(xì)操作以確保施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。安裝時(shí)，模板的尺寸偏差應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求和具體制梁條件，設(shè)定預(yù)留的壓縮量和反拱。

此外，端部模板預(yù)留孔與設(shè)計(jì)偏差不得超過3mm，后張梁預(yù)留管線、張拉梁預(yù)應(yīng)力筋和鋼筋的布置，也必須符合特定規(guī)定，其中管線的錨固距離不應(yīng)超過500mm。

1.6.2" "模板拆除

在拆除模板時(shí)，混凝土的強(qiáng)度必須滿足設(shè)計(jì)要求。若設(shè)計(jì)未明確規(guī)定，則必須遵循以下原則：當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa以上，且脫模時(shí)側(cè)面模具的邊緣和邊緣部分不受損傷時(shí)，方可拆除側(cè)模。

此外，在拆除模具時(shí)，還需考慮混凝土的溫度，避免在水泥水化熱導(dǎo)致的高溫下脫模，以免混凝土與空氣接觸后快速冷卻產(chǎn)生裂縫。在混凝土內(nèi)部開始冷卻且溫度達(dá)到最高值之前，不應(yīng)進(jìn)行模具拆除，也不應(yīng)進(jìn)行冷水養(yǎng)護(hù)。

2" "性能測試

按照上述規(guī)范，完成高性能混凝土的施工后，對施工成果進(jìn)行性能測試，以檢驗(yàn)高性能混凝土是否能在應(yīng)用中達(dá)到預(yù)期的效果。

2.1" "強(qiáng)度檢驗(yàn)方法

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，在住宅建筑的作業(yè)面上合理選擇測點(diǎn)。測點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)的受力情況、關(guān)鍵部位以及可能存在的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。測點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)足夠，以確保能夠全面反映建筑結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度情況。在選擇測點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使用專業(yè)的測量工具和設(shè)備，如測距儀、激光定位儀等，以確保測點(diǎn)的準(zhǔn)確性和可靠性。

選用鉆芯取樣法進(jìn)行工程質(zhì)量驗(yàn)收，在預(yù)設(shè)芯點(diǎn)位置上安裝鉆孔設(shè)備，確保鉆機(jī)穩(wěn)定并垂直對準(zhǔn)取樣位置。安裝合適直徑的空心鉆頭，啟動鉆機(jī)并緩緩壓下鉆桿，使鉆頭逐步進(jìn)鉆。同時(shí)，應(yīng)確保有冷卻水流出，以冷卻鉆頭和混凝土，防止過熱。當(dāng)鉆到預(yù)定深度時(shí)，停止鉆進(jìn)，取出芯樣對其進(jìn)行編號。

2.2" "測試結(jié)果分析

通過以上步驟，獲取到具有代表性的混凝土芯樣，對其進(jìn)行強(qiáng)度檢測和分析，再對檢測結(jié)果進(jìn)行匯總分析。某住宅高性能混凝土芯樣強(qiáng)度檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)如圖3所示。從圖3可以看出，隨機(jī)選擇混凝土芯樣強(qiáng)度均＞50MPa，可以達(dá)到C50標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)高于普通混凝土的抗壓強(qiáng)度，說明通過優(yōu)化配合比、科學(xué)施工，高性能混凝土抗壓強(qiáng)度得到了顯著提升。

3" "結(jié)束語

高性能混凝土具有優(yōu)良的施工性能和體積穩(wěn)定性，能夠滿足高層、大型住宅建筑的施工需求，同時(shí)有利于減輕建筑自重，提高建筑的整體性能。使用高性能混凝土，可有效降低裂縫的數(shù)量和寬度，提高結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性。本文介紹高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)，詳細(xì)分析混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗與養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，并探討了模板安裝與拆除的注意事項(xiàng)。

本文基于某工程案例，對高性能混凝土的性能進(jìn)行測試。測試結(jié)果說明：隨機(jī)選擇混凝土芯樣強(qiáng)度均＞50MPa，可以達(dá)到C50標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)高于普通混凝土的抗壓強(qiáng)度，說明通過優(yōu)化配合比、科學(xué)施工，高性能混凝土抗壓強(qiáng)度得到了顯著提升。

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