高强混凝土的试验和施工工艺控制.pdf

文章编 号 ：1 0 0 7 0 4 6 X( 2 0 1 4 ) 0 2 0 0 3 6 0 4 生态建材 高强混凝土的试验和施工工艺控制 P r o c e s s C o n t r o l o f H i g h - S t r e n g t h C o n c r e t e T e s t i n g a n d C o n s t r u c t i o n 张 翎 ( 上海电力监理工程公司，上海 2 0 0 0 3 1 ) 摘要： 结合绥 中电厂二期工程主厂房高强混凝土的施工实践，对高强混凝土的原材料选择 、配合比设计、试验 改进优选 、运输高强混凝土以及施工工艺措施 的制定等方面作 了全面的论述。对满足高强混凝土设计所 需的强度要求；满足高强混凝土的观感清水混凝土的质量要求 ，应具有最佳施工性 ，生产施工各环节应 该采取的技术、工艺、监控措施等方面也作了详尽的总结分析和阐述。 关键 词 ： 高强度 混凝 土 ；试验 ；生产 ；d - r - ；工 艺控 制 中图 分 类 号 ：T U5 2 6 1 9 文献 标 志 码 ：A 0 前 言 绥中发电厂二期工程主厂房现浇框架部分结构设计采 用 C 6 0 高强度混凝土。 高强混凝土施工难度大，过程控制要求更严格，且绥 中发电厂二期工程对混凝土观感质量尚需达到清水混凝土 的质量要求。因此，需要在施工前针对这些具体要求进行 试验，并在试验基础上制定相应的保证混凝土质量的施工 工艺措施。 1 高强混凝土的试验 1 1 试验的目的 C 6 0高强混凝土试验的目的是混凝土强度要达到指标， 而且还应具有以下性能指标。 ( 1 ) 混凝土拌合物具备高流态、匀质性、填充性及良 好的可泵性。 ( 2 ) 观赏性要达到清水混凝土效果。 ( 3 ) 耐久性：有较高的密实度，适应沿海地区环境。 ( 4 ) 强度的增长：既满足施工的要求，后期强度能继 续增长。 1 2 原材料的选用 考虑原材料供应因素，以选择工程当地材料为主。 1 2 1水泥 3 6 COA ASH 2 2 01 4 首先选取河北冀东水泥厂及秦皇岛浅野水泥厂的 P O 4 2 5 R普通硅酸盐水泥作为试验用水泥，通过取样试验， 对 2 种水泥的物理性能进行了检测 ，见表 1 。 表 1 2种水泥的物理性能 产地细度 初凝时 终凝时 安定 稠度 3 d强度 MP a 2 8 d MP a 品牌 f nq min f nq mi n 性 1 2 2粗、细集料 细集料选用洁净的、颗粒接近圆形的天然中粗河砂， 细度模数为 2 6 3 2 ；同时要求砂的级配要好，5 m m和 5 m m和 0 3 1 m m 的数量减少，碎石的针片状含量降低，混凝土的和易性改 善，强度提高。分析配合比综合数据，强度、初始坍落度 可满足要求， 通过外加剂性能的调整基本满足施工性的要 求。 第四阶段：石矿厂家根据要求调换新的方孔石筛，石 子针片状明显减少，通过外加剂性能和石子级配的进一步 调整，并做多次样板试验。通过试验发现：由于混凝土生 产质量的波动，坍落度的变化，拆模后部分试验性混凝土 柱外观出现柱顶 2 0 3 0 c m浮浆、表面 5 m m气孔较多、 表面光洁度不够，存在区域性云状色差、水印和柱表面部 2 1 原材料检验 集料进场前进行目测初验，初验合格后进场。对其他 原材料， 在进场时核对质保书进行初检，确认合格后，按规 定取样送试验室。 2 2 原材料取样检验 水泥：按照 D B J 0 8 2 2 7 1 9 9 7 预拌混凝土生产技 术规程、G B 1 3 4 4 -1 9 9 9 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥、G B l 7 5 1 9 9 9 硅酸盐 水泥、普通硅酸盐水泥进行物料性能检验。参照生产厂 的质量证明资料，同时按试验室的水泥安定性复试结果， 合格后方可投入使用。 粗集料：按照J G J 5 3 一l 9 9 2 普通混凝土用碎石或卵 石质量标准及检验方法 进行颗粒级配检验、含泥量检验、 泥块含量检验 、针片状含量检验。 细集料：按照J G J 5 2 2 0 o 6 普通混凝土用砂质量标 准及检验方法进行颗粒级配检验、含泥量检验、泥块含 量检验。 外加剂：按照 G B 8 0 7 6 -2 0 0 8 混凝土 , t, J J tl 剂、 D B J 0 8 2 2 7 -1 9 9 2 预拌混凝土生产技术规程进行匀 质性试验。 掺合料：按照 G B T 1 8 0 4 6 -2 0 0 8 用于水泥和混凝 土中的粒化高炉矿渣粉、G B 1 5 9 6 -2 0 0 5 用于水泥和 混凝土中的粉煤灰进行掺合料性能试验。 2 2 0 1 4 粉煤灰 3 7 2 3 原材料管理 生产过程中，指定专人定期检查、测定各种原材料和 生产状态，特别是对原材料的进料、 储存、计量全方位监 控。设 C 6 0 混凝土集料专用堆场，做好砂石堆场的遮挡雨 水和积水排涝准备。 3 C 6 0混凝土生产质量控制 C 6 0混凝土塌落度易损失，泵送施工易堵泵，质量控 制和质量管理的核心除了保证其早期强度与2 8 d 强度外， 控制混凝土的可泵性、操作性( 流动性和凝结时间) 尤为重要。 生产 C 6 0 高强度混凝土，需保证拌机的称量精度，搅 拌必须均匀。 C 6 0混凝土水灰比较低，混凝土坍落度要求偏大 ( 一 般在 2 3 0 2 5 0 m m)。在低水灰比的情况下会变得相当敏 感，而对高强度混凝土设计时所留的强度富余度又不可能 太大，可供调节的余量较小，这就要求在整个施工过程中 必须注意各种条件 、因素的变化，并根据这些变化随时调 整配合比和各种工艺参数。 3 1 生产管理 试验室指派人员到现场，针对现场条件、外在因素的 变化，随时进行调整，以达到对搅拌站进行自控的目的。 生产过程中，试验人员定期检查、检测各种原材料和 生产状态，对拌和物性能进行测定，并按规定留取混凝土 强度试件。试件的数量应至少能满足提供早期及 2 8 d强 度检测的需要。 3 2 高强度混凝土拌制质量控制 保证混凝土搅拌充分，混凝土搅拌时间 1 8 0 s ；聚 羧酸高效缓凝减水剂采用后掺法；高强度泵送混凝土由于 复合胶凝材料的颗粒较细，粉料量较多，要充分拌匀，除 了适当延长时间外，必须采取分批投料、滞后加水等方法， 以解决搅拌时可能发生的胶凝材料结团、砂结块等问题； 对每车混凝土严格进行混凝土坍落度、扩展度试验，合格 后方可送工地浇筑。 3 3 计量要求 计量设备的精度满足 G B 1 0 1 7 2 -1 9 9 8 混凝土搅拌站 ( 楼 ) 技术条件的有关规定，并具有法定计量部门签发 的有效合格证。每次生产高强度泵送混凝土前，对计量设 备进行零点校核； 严格控制拌和水量。在开拌前精确测定砂、 石含水率，从拌和用水量中扣除。外加剂的含水量从拌和 用水量中扣除； 每次搅拌前对配合比、原材料的品种规格、 3 8 COAL ASH 2 2 01 4 称量计量值、搅拌程序进行核定无误后开机。搅拌中如有 交接班，亦应做好交接记录； 拌制高强度混凝土时，不得在 同一时间段内，使用同一台搅拌机拌制其他不同强度等级 的混凝土。 4 运输阶段质量控制 高强度混凝土的运输采用混凝土搅拌运输车。搅拌运 输车应保持清洁，装料前反转倒清筒体内积水、积浆，运输 过程中和卸料时不得往简体内注水，运输结束后及时清洗。 搅拌运输车在运输过程中， 保持简体按一定速度旋转。 运送至浇筑地点给混凝土泵喂料前，高速旋转搅拌筒 1 ra i n ， 使混凝土拌合均匀，然后卸料。 高强度混凝土拌合物黏度大、 凝结硬化快，受环境气 候影响敏感，坍落度损失快，施工难度较高，所以应合理 安排工艺和工序，计算各阶段所需时间，合理缩短混凝土 从搅拌到浇捣完毕的时间，控制混凝土施工温度和时间。 控制每车混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣时间在4 5 m i n 之内完成 ，不超过混凝土初凝时间。 5 高强度混凝土的泵送 在浇筑基础混凝土时，混凝土泵的停放位置应靠近浇 筑地点，以缩短泵送距离，降低泵送阻力；多台泵同时浇 筑时，应考虑各泵工作量均衡。在浇筑高层结构混凝土时， 混凝土泵施工现场布置的位置， 应考虑搅拌运输车进场和 出场方便、安全，并使泵机出I= 1 与垂直输送管之间有一定 长度的水平管，以抵消垂直管中混凝土自重造成的逆流压 力。 混凝土开始泵送时保持低速运转，待泵压和各部分工 作正常后，再提高运转速度，加大行程， 转入正常的泵送。 向下泵送混凝土时 ，配管的倾斜度 1 2 。，以防止 大流动度的高强度混凝土因自 重而产生向下的自流现象， 导致出现空穴而堵塞输送管。 当输送管被堵塞，采用正反泵排堵不能奏效而必须拆 卸堵塞部位的输送管时，必须在混凝土卸压后进行。排出 混凝土堵塞物，接管重新泵送前，须先排除管内空气，方 可拧紧接头。 正常泵送过程中保持泵送连续性。若混凝土供应不及 时， 放慢泵送速度以维持泵送的连续性。如停泵超过 1 5 ra i n ， 应每隔 4 5 m i n开泵一次，每次使泵正转和反转两个过 程，防止输送管内混凝土拌和物离析和堵塞。此时受料斗 中的混凝土应保持一定高度，否则将造成吸空和外喷。 冬期进行泵送混凝土施工时，可在混凝土泵或泵车处 设置屏障挡风， 并用麻袋、草包等包扎输送管进行保温。 高温季节泵送混凝土时，泵的受料斗与输送管可用湿 麻袋或草包包裹、覆盖，并经常喷洒冷水降温。 6 高强度混凝土浇筑及振捣工艺 拌车到现场后，装料筒应快速旋转 3 m i n 才能进行混 凝土浇筑； 控制混凝土坍落度范围在 2 2 0 2 4 0 m m，必须在 现场浇筑点每车测量 1 次； 框架柱混凝土浇筑须加串筒，串 筒下口距混凝土浇筑面的垂直距离不超过 5 0 0 m m，随混 凝土浇筑面上升串筒逐步向上提升；框架柱混凝土浇筑宜 分层，分层高度在 5 0 0 1 0 0 0 m m，每层混凝土的浇筑、 振 捣应连续进行，上层混凝土振捣必须插入下层混凝土中 1 0 0 m m 。每点振捣时间以混凝土表面无明显大气泡泛出且 表面浮浆高度控制在 1 0 0 m m以内为准，具体以样板试验 确定的时间为准。 7 工艺质量管理措施 对于现场问题及时会商解决； 拌站根据每次浇筑时的气候、 材料情况，负责对施工配比进行设计，并报项目部； 项目 部按照样板试验确定的各项工艺进行施工，对现场浇筑点 的混凝土质量措施进行交底、检查控制。 ( 2 ) 拌站对每批所进的原材料按规范要求作好进场 验收工作，根据原材料的质量情况和施工要求开具混凝土 配合比；试验人员应根据生产任务及时向拌机开机人员做 好技术交底。拌机开机人员严禁随意调整材料用量和搅拌 时间。 ( 3 ) 项 目部指定专人对混凝土浇筑过程进行跟踪控 制，监督一线人员严格按照设计的工艺施工。 8 结 论 通过对绥中电厂二期主厂房结构高强混凝土在生产、 施工前大量的原材料选择、配合比设计试验，在施工过程 中对混凝土配比的不断改进和优化，针对高强混凝土的特 性有了较全面的认识。通过对高强混凝土拌制工艺和施工 工艺的试验、总结，取得了明显的成效。绥中电厂二期高 强度混凝土的内在质量和清水混凝土观感质量都完全满足 设计要求和业主质量要求。 ( 1 ) 生产、施工各环节分别明确专人负责工艺控制。 收 稿日 期： 2 o 1 3 年9 月2 3 日 ! ! ! ! ! ! 卞 ( 上接第3 5 页) 4 4 加强能源消耗管理 预拌混凝土搅拌站可通过添置计量仪器实现对生产各 过程能耗的分项计量，采用能源审计的方法分析各过程的 节能潜力，并在此基础上实现对生产过程的持续节能降耗 改进。 ( 3 ) 上海市预拌混凝土单位产品的平均综合能耗为 0 4 9 5 k g c e m ，其中：平均综合电耗为2 2 7 7 k W h m ，平 均油耗为 0 1 7 5 L m 3 。另外，上海市预拌混凝土单方产品 平均还要消耗 0 1 7 4 m ， 的水。 ( 4 ) 上海市预拌混凝土搅拌站因规模不一、技术和管 理水平参差不齐，生产过程的能耗水平差异较大，有较大 节能降耗潜力。可通过合理选择生产设备、优化生产组织 流程、加强水资源的回收再利用和加强能源消耗管理等措 施来促进节能降耗。 参考文献 1 】张一北 中国混凝土行业的现状及发展趋势浅析【 J 】 混凝土， 2 0 0 6 ( 9 ) ： 6 9 7 4 【 2 王瑞瑶 关于上海预拌混凝土可持续发展的探讨 J 建筑施工， 2 0 0 4 ( 1 ) ： 7 9 8 1 【 3 】 上海混凝土行业协会 2 0 1 1 年1 1 2 上海混凝土市场报告 J 上海混 凝土， 2 0 1 2 ( 1 1 ) ： 8 【 4 】易莉 预拌混凝土能源消耗现状及节能潜力分析 J 混凝土， 2 0 1 2 ( 1 1 ) ： 8 7 9 3 作者简介：方倩倩 ( 1 9 8 8 一)， 女， 硕士研究生，主要从事固体废弃物 资源化利用方向的研究 通信地址 ：上海 申富路5 6 8 号 5 结 论 ( 1 ) 上海市预拌混凝土行业的市场规模约为 5 0 0 0 万 m 年，现有混凝土搅拌站2 0 0多家，搅拌站的年生产能 力为0 5 0 万 m ， 不等，总体呈现数量众多且生产规模大小 不一的特点。 ( 2) 预拌混凝土的生产主要包括原材料输送、称量、 搅拌和卸料等过程，生产过程主要涉及搅拌机、皮带机、 螺旋输送机和空压机等设备的电能消耗，叉车、铲车等耗 机械的燃油消耗，以及用于混凝土拌合、机械设备冲刷的 耗能工质水消耗。 收 稿日 期 ： 2 0 1 3 年 1 0 月 1 5 日 2 2 0 1 4 粉煤灰 3 9