淺談高性能混凝土施工的質量控制

摘要：由于普通混凝土所使用的主要原材料和高性能混凝土一樣，但高性能混凝土由于使用了高效減水劑、礦物摻合料并以較低水灰比設計，因此將普通混凝土的組成和結構與高性能混凝土的組成與結構進行比較，就能較好地體現出高性能混凝土組成及結構特點。本文主要探討高性能混凝土施工的質量控制。

關鍵詞：高性能；混凝土；施工；質量控制

1 引言

國內外工程技術界都認為，規定鋼筋混凝土結構的最大裂縫寬度主要是為了保證鋼筋不產生銹蝕。在高性能混凝土工程施工中，由于水泥水化熱引起的混凝土澆筑內部溫度和溫度應力劇烈變化，從而導致混凝土發生裂縫。因此，控制混凝土澆筑塊體因水化熱引起的溫升、混凝土澆筑塊體的內外溫差及降溫速度，防止混凝土出現有害的溫度裂縫(包括混凝土收縮)是其施工技術的關鍵問題[1]。混凝土裂縫的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且還會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化、降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力。

2 高性能混凝土施工存在的問題

經過對廠房結構一些微觀檢測，得出結構破壞的主要原因如下：

2.1 混凝土的碳化

由于混凝土屬于強堿性物質，加之其很容易與空氣中的進行化學反應，發生碳化。混凝土的碳化既降低了混凝土的堿度又使得鋼筋表層的鈍化膜消失，這直接引起了鋼筋的銹蝕；經過觀察發現碳化可以導致混凝土的收縮，伴隨著產生裂紋，使得混凝土的腐蝕速率加快。經過實驗，發現碳化僅存在與混凝土表層，內層并沒有發生碳化，其碳化深度為5cm。

2.2 大量硫酸根離子侵蝕

此車間生產硫酸銨以及硫酸，所以存在有大量腐蝕性離子，它們可以使混凝土內部的水化產物溶解析出，它們具有很強的滲透性，通過空隙滲入混凝土內部，與水泥的水化產物如水化鋁酸鹽、氫氧化鈣等發生反應，生成膨脹產物，同時吸水膨脹，因此將會有大量裂縫的產生同時混凝土結構的解體。通過取樣試驗我們可以知道，硫酸根離子滲透到了混凝土的中部和表層，但內部沒有發現，內部混凝土結構完好，因此我們推斷出硫酸根離子的滲透深度已達大概10cm左右，而碳化深度只有5cm，其大于碳化深度。因此，混凝土結構破壞中雖然碳化存在，但這并不是破壞的主要原因，總結起來破壞的重要原因是硫酸根離子的侵蝕。

2.3 鋼筋的銹蝕

因為混凝土保護層大面積剝落，鋼筋外露，這就更加加速了其腐蝕的程度，并且水中含有大量的腐蝕性離子，這為鋼筋的電化腐蝕提供了條件，受到腐蝕的鋼筋會生成膨脹物進一步加劇了混凝土的開裂。也使得外部硫酸根離子和水更容易滲入混凝土結構內部，進行化學反應，對結構造成損壞。

2.4 環境溫度的影響

在生產車間這種環境下，現場溫度普遍較高，通常達到了50度左右，這將會大大加快碳化反應和腐蝕性離子滲入侵蝕反應的速度。

經過現場勘測，試驗分析，確定高性能混凝土結構損壞關鍵是硫酸根離子和水通過空隙滲入混凝土內部，與水泥的水化產物如水化鋁酸鹽、氫氧化鈣等發生反應，生成膨脹產物，同時吸水膨脹，因此將會有大量裂縫的產生同時混凝土結構的解體。通過取樣試驗我們可以知道，硫酸根離子滲透到了混凝土的中部和表層，但內部沒有發現，內部混凝土結構完好，因此我們推斷出硫酸根離子的滲透深度已達大概10cm左右，而碳化深度只有5cm，其大于碳化深度。因此，混凝土結構破壞中雖然碳化存在，但這并不是破壞的主要原因，總結起來破壞的重要原因是硫酸根離子的侵蝕。通過腐蝕機理分析得出行之有效的修補措施，經過修補，該車間可以繼續使用。

3 高性能混凝土施工的質量控制

造成混凝土結構過早劣化的原因是界面微裂縫和空隙，要改善混凝土材料的勻質性，減少或避免混凝土的早期開裂，才能有效的獲得延長結構服務壽命的整體效果。因此認為混凝土結構耐久性的問題離不開原材料和環境等特定條件的研究，這已經成為研究混凝土結構耐久性的根本問題[2]。混凝土材料的施工過程是產品質量的保證，耐久性再好的混凝土如果沒有先進的施工技術以及科學的施工質量管理，是不可能實現其應有的功能的，因此，施工過程對于混凝土耐久性起著至關重要的作用。

3.1 嚴格控制水灰比，保證水泥質量

首先，為滿足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而導致混凝土的孔隙率很高，約占水泥石總體積的%25到%40，特別是其中毛細孔占相當大部分，毛細孔是水分、各種侵蝕介質、氧氣、二氧化碳及其他有害物質進入混凝土內部的通道，引起混凝土耐久性的不足。其次，水泥石中的水化物穩定性不足。在水化物中還有數量很大的游離石灰，它的強度極低，穩定性極差，在侵蝕條件下，是首先遭到侵蝕的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必須減少或消除這些穩定性低的組分，特別是游離石灰。

3.2 選擇質量優良、砂石級配良好的骨料

拌制混凝土應優先選擇質地優良的粗、中砂，這樣不但能節約水泥，提高混凝土強度，而且配制的混凝土工作性好，建成的建筑物耐久性好。拌和混凝土前，必須用地下水沖洗干凈碎石，黃砂要過篩，同時根據骨料含水率隨時調整配合比，以減少含泥量和有害雜質，防止含泥量、含水率過大，而增大混凝土的收縮、降低其抗拉性能，不利于抗裂。

3.3 減水劑的使用

摻入高效減水劑在保證混凝土拌和物所需流動性的同時，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細管孔隙率大幅度降低。達到密實混凝土的效果。

3.4 混凝土的運輸及振搗控制

防止混凝土離析和漏漿，對混凝土的運輸要求道路要整平，運輸工具不漏漿，并以最短的時間運至倉面。溜管的使用：混凝土墩墻施工高度達到4m以上時，要采用溜管下料，使混凝土自由下落高度不超過1.5m。混凝土平倉：混凝土應隨澆隨平不得采用振搗器平倉[3]。為切實保證混凝土的密實性，振搗方法應該垂直插入，快插慢拔四不靠。掌握適宜的振搗時間，時間過長，出現過振，石子下沉、水泥漿上浮，會發生分層、泌水、離析現象，同時對模板有更高的要求；時間過短，骨料還沒有靠攏緊密，不能將水和多余的空氣排出，達不到密實的目的。

3.5 混凝土的養護

在混凝土澆筑后的抹面壓平工作中，應禁止向混凝土表面撒水，應防止過度操作影響混凝土表層的質量。混凝土的養護工作應在混凝土澆筑完成后12h內立即采取措施。當混凝土表面不便澆水或不便使用塑料薄膜養護時，可以采用混凝土養護劑，又稱為混凝土表面保水劑，是一種噴涂在混凝土表面能有效阻止水分蒸發的混凝土外加劑。具有養護效果好、施工速度快的效果。

通過上文的劣化機理分析我們得出，此工程結構的損壞主要是由于外界硫酸根等有害離子腐蝕和水因素導致，所以解決問題的關鍵是如何阻止外界離子和水滲入混凝土內部，這就需要優化混凝土的孔隙結構同時降低混凝土的孔隙率，這是提高混凝土抗腐蝕能力最有效的方法。所以要解決的問題主要包括三個方面。一是降低混凝土中水泥水化產物中主要為氫氧化鈣和水化鋁酸鹽等容易受到腐蝕的礦物的含量；二是改善混凝土孔隙特征和孔隙率，其一通過摻入添加劑來改善混凝土孔隙特征，其二摻入聚合物填充孔隙；三是混凝土內部孔隙呈現憎水性能添加劑的使用，防止含有硫酸根等有害離子和水滲入到混凝土內部。同時需要添加一種聚合物使其達到加強新老混凝土結合的作用，為了提高混凝土抗裂性，加入阻裂纖維來滿足抗裂和修補的需要。

參考文獻

[1]王宗昌編著.建筑及節能保溫實用技術[M].中國電力出版社，2008.8

[2]王建福，賈濤.海外炎熱氣候條件下混凝土質量控制要點[J].混凝土與水泥制品，2010.8：122-123

[3]段鳳英.對現澆混凝土結構施工的質量控制之我見[J].改革與開放，2009.05：130-131