高強(qiáng)混凝土在建筑施工中的應(yīng)用探討

摘 要：在建筑施工中，如何科學(xué)合理的應(yīng)用高強(qiáng)混凝土技術(shù)具有重要的研究?jī)r(jià)值。本文對(duì)高強(qiáng)混凝土的特點(diǎn)及其適用范圍進(jìn)行了論述，從原材料和施工操作兩方面分析研究了高強(qiáng)混凝土技術(shù)在建筑施工中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)混凝土；建筑施工；工藝；應(yīng)用

1 高強(qiáng)混凝土的涵義

近年來(lái)，我國(guó)高層建筑工程越來(lái)越多，高強(qiáng)混凝土施工技術(shù)被廣泛采用。所謂高強(qiáng)混凝土，即為選用優(yōu)質(zhì)水泥、優(yōu)質(zhì)骨料、較低水灰比，在一定密實(shí)作用下制作且強(qiáng)度不低于C50的混凝土。高強(qiáng)混凝土的采用滿足了高層建筑及特殊結(jié)構(gòu)的受力和使用要求，顯著減少了結(jié)構(gòu)截面尺寸，增大了工程的使用面積與有效空間，并加快了施工進(jìn)度，節(jié)約了工程成本，為工程質(zhì)量提供了可靠保障。因此，如何控制好高強(qiáng)混凝土施工質(zhì)量，加強(qiáng)高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用技術(shù)就成為了大家共同關(guān)注的問(wèn)題。

2 高強(qiáng)混凝土的特點(diǎn)

高強(qiáng)混凝土作為一種新的建筑材料，以其密度大、孔隙率低、抗壓強(qiáng)度高、抗變形能力強(qiáng)的優(yōu)越性，在高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)以及某些特殊結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土坍落度損失快，這就要求從攪拌運(yùn)輸?shù)綕仓鱾€(gè)環(huán)節(jié)要緊緊相扣，在較短時(shí)間內(nèi)完成。高強(qiáng)混凝土拌合物特點(diǎn)是粘性大，骨料不易離析，泌水量少。

高強(qiáng)混凝土的適用范圍。目前，高強(qiáng)混凝土主要的應(yīng)用場(chǎng)合有高層建筑、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)、大跨屋蓋以及處于侵蝕環(huán)境下的建筑物或構(gòu)筑物。

2.1 高層建筑中采用高強(qiáng)混凝土可以大幅度縮小底層混凝土柱子的截面尺寸，擴(kuò)大柱網(wǎng)間距及結(jié)構(gòu)空間，增大建筑使用面積。上下柱子采用不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土有利于統(tǒng)一柱子尺寸和模板規(guī)格，方便施工，可以節(jié)約周轉(zhuǎn)耗材的投入，并可利用高強(qiáng)混凝土的早強(qiáng)特點(diǎn)加快施工進(jìn)度。同時(shí)，高強(qiáng)混凝土還因徐變小，彈性模量高，可以減少柱子的壓縮量和增加結(jié)構(gòu)剛度，這對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)是非常重要的。

2.2 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中采用高強(qiáng)混凝土，因其徐變小，彈性模量高，從而可以減少預(yù)應(yīng)力鋼筋的應(yīng)力損失，減小構(gòu)件截面尺寸并減輕自重。

2.3采用高強(qiáng)混凝土對(duì)大跨屋蓋的空間結(jié)構(gòu)十分有利，可以顯著降低結(jié)構(gòu)的重量，因?yàn)榇罂缥萆w的自重占到全部設(shè)計(jì)荷載中的絕大部分。

2.4 高強(qiáng)混凝土有較強(qiáng)的抵抗化學(xué)物質(zhì)腐蝕能力，并且耐久性優(yōu)良，因此，某些貯存化學(xué)物品的倉(cāng)庫(kù)、周圍大氣中含有較多鹽份的工程建筑物以及直接受到侵蝕性物質(zhì)作用或機(jī)械磨損的廠房和車庫(kù)等地面構(gòu)件均宣采用高強(qiáng)混凝土。

3 高強(qiáng)混凝土的施工工藝。

原材料水泥宜選用不低于42.5等級(jí)的普通硅酸鹽水泥。水泥進(jìn)場(chǎng)后，必須進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，合格方可使用。

3.1 粗骨料。粗骨料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬，級(jí)配良好的石灰?guī)r、花崗巖、輝綠巖等碎石或碎卵石。粗骨料的性能對(duì)高強(qiáng)混凝土的彈性模量及抗壓強(qiáng)度起到?jīng)Q定性的作用，如果粗骨料的強(qiáng)度不足。其它提高混凝土強(qiáng)度的手段都將起不到任何作用。骨料母體巖石的立方體抗壓強(qiáng)度應(yīng)比所配制的混凝土強(qiáng)度高20%以上，僅當(dāng)有足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及可靠的強(qiáng)度保證率時(shí)，方可采用卵石配制。

3.2 細(xì)骨料。細(xì)骨料宜選用質(zhì)地堅(jiān)硬，級(jí)配良好的河砂或人工砂。高強(qiáng)混凝土對(duì)細(xì)骨料的要求比較一般，但其中的粘土及云母含量應(yīng)盡量的低。粘土不但降低強(qiáng)度，并使拌料的需水量增加。

3.3 化學(xué)外加劑。化學(xué)外加劑主要有高效減水劑及緩凝劑等。正確挑選和使用高效減水劑是配制高強(qiáng)混凝土的關(guān)鍵，需要參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)確認(rèn)。高效減水劑在正確使用的條件下能夠改善水泥的水化條件和提高混凝土的密實(shí)性，因此對(duì)強(qiáng)度、抗?jié)B性以及防止鋼筋銹蝕都很有利。但是過(guò)量使用高效減水劑卻會(huì)對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生損害。使用高效減水劑經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題就是坍落度隨時(shí)間迅速損失，通常解決的辦法是采用與緩凝劑復(fù)合的高效減水劑。

3.4 配合比。水泥強(qiáng)度和水灰比是影響混凝土抗壓強(qiáng)度的主要因素，因此，要控制好混凝土質(zhì)量，最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比這兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。在配合比設(shè)計(jì)中，要根據(jù)施工工藝要求的拌合物工作性和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，在充分考慮施工運(yùn)輸和環(huán)境溫度等條件下進(jìn)行高強(qiáng)混凝土配合比試配。

3.4.1 水灰比一般宜小于0.35，對(duì)于80~100MPa混凝土宜小于0.30，對(duì)于以上混凝土宜小于0.26，更高強(qiáng)度時(shí)取0.22左右。

3.4.2 水泥用量一般宜為400~500kg／m3，對(duì)于80MPa以上混凝土可達(dá)500kg／m3，更高強(qiáng)度時(shí)也不宜超過(guò)550kg／m3，此時(shí)應(yīng)通過(guò)外加礦物摻合料來(lái)控制和降低水泥用量。

3.4.3 摻F礦粉混凝土配合比計(jì)算時(shí)宜采用假定容重法或絕對(duì)體積法，先計(jì)算出不摻F礦粉的基準(zhǔn)混凝土配合比，再用F礦粉置換基準(zhǔn)混凝土配合比中水泥用量的10%左右代替。

3.4.4 高強(qiáng)混凝土砂率宜為28%~34%，當(dāng)采用泵送工藝時(shí)，可為34%~44%。

4 高強(qiáng)混凝土的操作工藝。

4.1 高強(qiáng)混凝土的拌制。嚴(yán)格控制投料順序及攪拌工藝，嚴(yán)格控制施工配合比，原材料按重量計(jì)，要設(shè)置靈活，準(zhǔn)確的磅砰，堅(jiān)持車車過(guò)秤。定量允許偏差不應(yīng)超過(guò)下列規(guī)定：粗細(xì)骨料±3%：水泥±2%：水、高效減水劑、摻合料±1%。配料時(shí)采用自動(dòng)稱量裝置和砂子含水量自動(dòng)檢測(cè)儀器，自動(dòng)調(diào)整攪拌用水，不得隨意加水。高效減水劑可用粉劑，也可制成溶液加入，并在實(shí)際加水時(shí)扣除溶液用水。攪拌時(shí)應(yīng)準(zhǔn)確控制用水量，仔細(xì)測(cè)定砂石中的含水量并從用水量中扣除，宣用滯水工藝最后一次加入減水劑。制配高強(qiáng)混凝土要確保拌合均勻，因?yàn)樗苯佑绊懼炷恋膹?qiáng)度和質(zhì)量，要采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和，特別注意攪拌時(shí)間不少于60s，確保攪拌充分。

4.2 高強(qiáng)混凝土的運(yùn)輸與澆筑。由于高強(qiáng)混凝土坍落度損失快，因此必須在盡可能短的時(shí)間內(nèi)施工完畢，這就要求在施工過(guò)程中精心指揮。必須有嚴(yán)密的施工組織，協(xié)調(diào)作業(yè)從攪拌、運(yùn)輸?shù)綕仓讉€(gè)工序，各個(gè)環(huán)節(jié)要緊緊相扣，保證1h內(nèi)完成。混凝土卸料時(shí)，自由傾落高度不應(yīng)大于2m.在施工過(guò)程中為保證混凝土的密實(shí)性，應(yīng)采用高頻震搗器，根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面尺寸分層澆筑，分層震搗。不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土的施工宜先澆筑高強(qiáng)混凝土，然后再澆筑低等級(jí)混凝土，也可以同時(shí)澆筑。此時(shí)應(yīng)特別注意，不應(yīng)使低等級(jí)混凝土擴(kuò)散到商混凝土的結(jié)構(gòu)部位中去。

4.3 高強(qiáng)混凝土的保溫與養(yǎng)護(hù)。為了減少混凝土內(nèi)外溫差，延緩收縮和散熱時(shí)間，必須采取保溫措施，這樣可使混凝土在緩慢的散熱過(guò)程中獲得必要的強(qiáng)度來(lái)抵抗溫度應(yīng)力，同時(shí)可降低變形變化的速度，充分發(fā)揮材料的徐變松弛特性，從而有效地削減約束應(yīng)力，使其小于該齡期抗拉強(qiáng)度，防止內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致出現(xiàn)溫度裂縫。

5 結(jié)語(yǔ)

使用高強(qiáng)混凝土，必須做好施工過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)督與管理，從設(shè)計(jì)、施工到監(jiān)理各方都應(yīng)密切配合，認(rèn)真研究分析，采取得力措施，保證建筑施工質(zhì)量。