王清龍 秦亞東
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就高性能混凝土而言,一般要求具有:在嚴酷環境下使用壽命長久,高早期強度,高韌性,高長期力學性能,易于澆注和壓實而不離析,體積穩定等性能。良好的質量控制是高性能混凝土得以廣泛應用的基礎。為了便于攪拌、運輸、澆筑、密實和成型,必須使拌和物具有良好的工作性和均勻性,從而得到優質的混凝土。
混凝土的質量控制分為初步控制、生產控制和合格控制等內容。所謂混凝土質量控制,就是在施工各環節中所進行的有效的、有組織的技術活動,其目的就是提高混凝土質量,降低其成本,將質量和經濟性統一起來。
混凝土質量的合格控制。合格控制就是通常所說的合格評定或驗收,即除切實做好初步控制和生產控制外,根據規定的質量驗收標準,還應在交付使用前,進行合格控制。
混凝土質量的初步控制包括了混凝土配合比的設計、確定與控制,混凝土組成材料的質量檢驗與控制,混凝土生產過程中所用的計量、攪拌、運輸設備的檢驗、標定與保養等內容。也稱為混凝土質量的前期控制。根據規定的控制標準,為了保持生產過程中混凝土的穩定性,混凝土質量的生產控制及在混凝土的生產過程中,需要及時對配料、計量、攪拌、運輸、澆筑以至養護等一系列工藝過程控制。及時糾正偏差,對混凝土性能進行經常性的檢驗。
高性能混凝土質量簡單地說,是一個綜合性的指標。在選材、制備、合格評定等方面,并不需要特殊的生產和施工工藝,應采用更為嚴格的、有科學依據的、可靠適用的質量控制方法和控制程序。對耐久性有突出的要求,在性能上有許多特殊要求的混凝土,主要表現在:高性能混凝土要求混凝土具有較高的耐久性已不再像普通混凝土那樣,將強度作為最重要的評定指標,而是以耐久性為主要設計目標。
由于高性能混凝土在使用環境、使用性能等方面有更全面、更具體的要求,必須進行嚴格的質量控制和生產管理。比如通過試驗手段,測定高性能混凝土實際質量特性,對兩者之間的差異采取相應的改進措施,并把所測得的特性與相應的標準或規范進行比較。但高性能混凝土對于生產工藝各環節中影響混凝土性能的許多因素,不應再沿襲傳統的普通混凝土的質量判定體系。與普通混凝土相比,從總體目標上講,高性能混凝土的質量控制應當系統化、具體化和綜合化。
所謂系統化,是指要建立完備的、連貫的、準確的質量控制系統,對高性能混凝土的生產制備過程進行有效的控制。
所謂具體化是采取相應的管理措施,使生產的混凝土能夠真正實現高性能混凝土的特定性能。根據具體的工程情況、施工條件、環境條件和材料特性,采用有針對性的評價和控制體系。
所謂綜合化是指在高性能混凝土的生產過程中,要注重強度、耐久性以及工作度等各種性能之間的平衡關系,對其質量進行評價、分析和控制時,考察在它們共同作用下,以及它們各自對混凝土質量的影響程度,根據混凝土所表現的質量狀況,對高性能混凝土的質量進行綜合判定。
要達到上述目標,可從質量合格的原材料、合理經濟的配合比、先進而嚴格的施工技術與管理3個方面進行混凝土的質量控制。
對高性能混凝土而言,原材料的選擇、檢測及管理是構成混凝土原材料質量控制的基本元素。應充分了解各組成材料的質量要求、質量檢驗方法及質量判定方法等,了解原材料的各種性質、作用,以便合理選擇原材料,有效地控制各組成材料的質量。
混凝土配合比是生產混凝土的重要技術參數,應進行嚴格的混凝土流變性能檢測、強度檢測、抗滲性和抗凍性檢測。這些是混凝土質量控制中的重要控制環節。高性能混凝土的配合比設計可以參照普通混凝土的配合比設計。
高性能混凝土的配合比設計應充分考慮以下幾個方面:混凝土的耐久性能、工程所處的環境、結構的斷面尺寸及鋼筋的配置情況,混凝土結構設計要求的強度等級,以選定適當品種、標號的水泥,確定適宜的混凝土拌和物的稠度。選定適當的集料、摻合料,以及外加劑等材料,同時還應考慮混凝土的攪拌、運輸及振搗等施工條件。
材料選擇與配合比設計正確,加料順序正確、拌和徹底、均勻,運輸與搬運過程混凝土拌和物不離析、振搗密實、養護充分等均是保證高性能混凝土質量的重要因素。高性能混凝土的耐久性在很大程度上決定于施工質量是否優良。
在高性能混凝土施工過程中除要求高效減水劑具有良好的控制塌落度損失性能外,高性能混凝土可以應用普通混凝土的施工設備進行施工,原材料質量變化的檢查次數要增加,應保證新拌混凝土具有良好的施工性能。配料計量誤差要在允許的范圍之內,混凝土的拌和要徹底均勻。HPC通常需要較大的如10~20cm的塌落度。HPC特別強調的一個方面就是應具有適宜的和易性,以利撓筑,保證滿意的澆筑質量。如果塌落度損失過大將不利于混凝土的澆筑、密實和均勻化。因此應盡量減小因混凝土塌落度損失而影響結構整體質量。但由于HPC膠凝材料用量較大,水灰比較小,混凝土塌落度損失較快,拌和物比較粘稠,因此,還應特別注意施工組織安排。相比普通混凝土,HPC對材料和環境等因素更為敏感,因此,現行標準和規范中的許多規定對高性能混凝土的合格控制不盡適合。
根據混凝土成分和環境條件的不同,在澆筑后24~48h到達最高溫度,由于高強和高性能混凝土均有較高的水泥水化溫升,所以HPC施工一般應持續保護幾小時,以避免冷擊。拆模后不宜立即移走模板,不應過早拆模,同時應進行外界潮濕養護,保證混凝土充分水化。正確的抹面和水養護是獲得不透水表面的重要步驟,對于低水灰比的HPC,要注重從外部環境中補充水分,需要保持內部水分不蒸發,提高混凝土的綜合性能。
高性能混凝土的合格控制基本上可以遵循現行普通混凝土的規范,為了保證混凝土的實際質量達到規定的合格質量水平,根據規定的質量驗收標準,進行混凝土的合格控制,即通常所說的合格評定或驗收。高性能混凝土性能在本質上和普通混凝土沒有很大的差異,除做好上述質量控制外,其質量合格控制,主要是指混凝土強度的合格控制。盡管高性能混凝土是一種現代技術意義上的混凝土,但其基本的原材料仍是水泥、砂、石和水,其生產和施工工藝過程在宏觀上仍然一致。
隨著混凝土技術的發展,高性能混凝土是追求高耐久、高強度和高工作性的混凝土。高性能混凝土已具有許多優良性能,我們需要建立更完備、更科學、更容易保證高性能混凝土質量,相對于在長期生產和科研中建立起來的普通混凝土質量控制系統,更加容易操作的高性能混凝土質量控制系統。
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