浅谈高性能砼施工技术及质量控制措施
论文关键词:高性能砼 质量控制 砼施工 施工技术
论文摘要:高性能砼在高层建筑中应用越来越广泛,在施工中很容易出现各种质量问题;本文从高性能砼试配、拌制要求、施工方法、质量保证措施等方面,介绍了高强砼的施工技术及质量控制措施。
高性能砼是一种新型高技术砼,具有高强度, 高弹性模量, 变形小,耐久性、抗渗性好等优点,在高层建筑中的应用越来越广泛,本工程的部分剪力墙及框架柱砼强度等级为C60,属于高性能砼,如何做好高性能砼的配制与施工是确保工程质量的重点。结合国内实际情况和工艺特点,在坚持采用本地原材料和目前生产工艺的原则下,试验C60高性能砼,并采用合理的施工方法精心组织施工确保高性能砼达到要求。
1、C60高性能砼试配
⑴高性能砼原材料质量要求
①水泥:为了降低水化热、提高砼的和易性、减少泌水性、减少砼的早期收缩裂缝和减少砼的干缩及徐变, 应选用非早强型(非R型)普通硅酸盐、低碱、低水化热水泥,强度等级为52.5。
②粗骨料:选用质地坚硬、级配良好的以石灰岩等石质为主的机制碎卵石,且采用二级破碎的5-20mm粒级的粗骨料,针片状含量等指标应符合规范要求。
③细骨料:应选择质地坚硬、级配良好的中砂,细度模数控制在4.2~2.8范围内, 砂硬度高,级配曲线合理,含泥量不应超过2%;
④掺合料:考虑使用“三掺”技术,掺合料宜采用细掺料(需要比水泥熟料具有更大的细度和更好的颗粒级配),为保证砼性能需掺加一定量具有较好活性的硅粉、粉煤灰和磨细矿粉,硅粉中的极细颗粒具有良好的微填充效应,可以使砼的孔结构充分致密,从而保障砼的强度和耐久性,磨细矿粉应细度细、烧失量低。
⑤外加剂:为了减少用水量,改善砼的流动性和密实性,选用聚羧酸系高效减水剂, 其能满足配制一般要求的高性能砼,且掺量少;
⑵试配的技术要求
高性能砼必须经试验室试配并经现场试验确认后,方可正式使用,超出的数值应根据砼强度标准差确定。
①在满足强度要求、耐久要求和工作性能的前提下,通过对集料、配合比的优化和优选,尽量减少水泥用量和用水量,配制出水化热低、收缩小、无裂缝,并能有良好的施工性能和耐久性优异高强、高性能砼,以减少砼的自收缩引起的体积变形,降低绝对温升,延缓水化热峰值,提高砼的抗裂性、密实性和耐久性等;
②配制强度必须大于设计要求的强度标准值,通常大一个等级,坍落度损失率不大于10%,120min后展开度不小于450mm。
③水胶比控制在0.25~0.42之间,水泥用量不宜大于450kg/ m3,砂率宜控制在34%~44%之间。
④合理掺入优质I级粉煤灰,延缓了砼凝结时间,降低水化热,解决砼粘聚性高、泵送阻力大的难题;
⑤通过采用高性能减水剂, 改善砼的和易性,使骨料悬浮于水泥浆体中,砼拌合物具有高流动性,而又不出现离析泌水现象,以保证砼在出机3h内坍落度损失率<10%;
⑥粗骨料采用碎石,级配连续,细集料选用石英含量较高的圆形颗粒状优质天然中粗河砂。
⑶实验室试验
为了保证砼的抗渗性和抗裂性能达到设计要求,需要对砼进行体积稳定性试验,氯离子渗透试验,碳化实验和碱活性实验等进一步检验砼性能, 再根据试验结果,合理确定施工配合比,在原材料有变化及季节变化时,需要及时调整配合比。
2 高性能砼的拌制要求
针对本工程砼强度等级高,抗渗性要求高等特点,必须强化砼原材料的检验标准,加强砼搅拌过程的技术措施等要求。
⑴原材料质量:严格控制原材料质量,对原材料供应源必须进行调查和预先进行抽样检测,原材料进场后要严格按规定要求进行抽样检查。
⑵原材料称量:严格按配合比重量计量,控制计量偏差,水泥和掺合料±1%,水和外加剂±1%,粗、细骨料±2%。
⑶搅拌站设备:应有精确的原材料自动称量系统和计算机自动控制系统,并能对原材料品质均匀性、配合比参数的变化等,通过人机对话进行监控、数据采集与分析;
⑷搅拌时间:根据砼的强度等级以及其他性能要求,结合搅拌设备的要求确定合适的搅拌时间。
3、高性能砼施工方法
⑴振动棒是使用:高性能砼因自身流动性较高,易于流动和密实,因此不需强力振捣,可选用低频振捣器。 ⑵墙体砼浇注和振捣:砼下料点要分散布置,浇注砼要连续进行,间隔时间不应超过2h。
⑶框架柱砼浇注和振捣:若框架柱高度大于3m,浇注砼必须用串桶或溜槽,每层振捣时振捣棒要插入下层砼且深度不小于50mm, 振捣要均匀。
⑷梁、顶板砼浇注和振捣:为了提高顶板砼表面观感,在顶板浇注时,采用3m长铝合金杠刮平;在顶板砼进行最后一遍压光时,应用毛刷将砼表面沿同一方向刷出顺纹,初凝时再进行二次压面。
⑸楼梯砼浇注和振捣:砼浇注楼梯时应自下而上,先振捣平台板及楼梯板砼,达到踏步位置时,再与踏步砼一起浇注,接着连续向上推进,并一边推进一边用木抹子将表面抹平。
⑹高强砼浇注时间的控制:由于高强砼的初凝时间较普通砼来得要快,因此要尽量控制好砼的初凝时间,高强砼的初凝时间不小于6个小时,其终凝时间应不大于10个小时。
⑺高强砼对施工机械的要求
在高强砼的施工过程中,对砼的施工机械又有更严格的要求,如砼泵车、砼运输车辆等等,应保持最佳状态,保证高强砼施工的连续性,以减少砼施工中的冷缝的发生。
⑻高性能砼养护
为保证砼具有优良的密实性和强度,要求对已浇注完的砼部位尽早保水养护,通过在砼上面架设带孔的塑料管,然后接通自来水连续浇水,通过隔气保温养护,降低砼水化热高峰时的温差,正常施工情况下砼拆模后,可涂刷养护剂,总养护时间不小于14天,可避免砼内部失水。
4、高性能砼质量保证措施
⑴高性能砼在试配与施工前,各方应共同制定文件,规定质量控制措施,并明确专人监督实施情况;
⑵合理布置泵管和安放泵车,泵送前用同砼配比的去石子砂浆润管,正确启动泵车,检查泵管连接、支撑是否牢固等;
⑶施工时采用泵送砼,为保证砼连续浇注,要求在技术和生产组织上保证砼供应、输送和浇注的各环节效率协调一致,保证泵送工作连续进行。
⑷收集施工过程中砼的性能数据,以帮助调整、改进设计配比和监督砼拌合生产过程。
⑸针对商品砼站运距较远且地处交通复杂地带,为了解决C60级砼坍落度损失的问题(特别是高温季节尤为突出),保证砼正常施工,采取部分泵送剂在现场二次掺加的方案,现场二次掺用的泵送剂必须配成溶液使用,二次掺用量根据试验确定。
⑹砼出站运送至现场卸料完毕的时间、试块的制取、养护和试验严格按国家标准的规定执行。
5、结束语
本工程根据高性能砼施工的规定,充分运用科学、合理的方法在施工上高标准、严要求,遵循不断进步、不断创新的理念,从高性能砼试配、拌制要求、施工方法、质量保证措施等方面进行严加控制,保证高性能砼达到“质量均匀、体积稳定、耐久、满足设计强度”的目标。
参考文献
[1]姚燕著.高性能砼的体积变化及裂缝控制.中国建筑工业出版社,2011年2月.
[2]刘娟红,宋少民.编著绿色高性能砼技术与工程应用.中国电力出版社,2011年1月.
[3]缪昌文著.高性能砼外加剂,化学工业出版社.2008年09月.
毕业论文~大体积混凝土施工 班级: 学号: 姓名:
目录
一、施工方案的合理选择……………………………………………………1
二、连续浇捣混凝土时在拌合及运输方面应采取的措施…………………………….2
三、在施工过程中钢筋工程及模板工程的质量控制………………………………..2
四、外加剂的合理选择………………………………………………………………..6
五.高温条件下的混凝土浇筑质量……………………………………………………6
大体积混凝土施工中的质量控制
摘要:大体积混凝土的施工技术要求较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证大体积混凝土顺利施工。
关键词:大体积混凝土 施工方案 高温条件 钢筋模板
一、施工浇筑方案的选择:
大体积混凝土的施工技术要求比较高,特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。因此需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证大体积混凝土顺利施工。
1、 材料选择
本工程采用商品混凝土浇筑。对主要材料要求如下:
(1)水泥:考虑普通水泥水化热较高,特别是应用到大体积混凝土中,大量水泥水化热不易散发,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝,因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥,标号为525#,通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能,提高混凝土的抗渗能力。
(2)粗骨料:采用碎石,粒径5-25mm,含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时可以减少用水量及水泥用量,从而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
(3)细骨料:采用中砂,平均粒径大于0.5mm,含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土收缩。
(4)粉煤灰:由于混凝土的浇筑方式为泵送,为了改善混凝土的和易性便于泵送,考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求,采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时,其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利,但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低,对混凝土抗渗抗裂不利,因此粉煤灰的掺量控制在10以内,采用外掺法,即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
。
2、混凝土配合比
(1)混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土,因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求,提前做好混凝土试配。
(2)混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
(3)粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况,以满足施工的要求。
二、连续浇捣混凝土时在拌合及运输方面应采取的措施
1、混凝土浇筑
(1)混凝土采用商品混凝土,用混凝土运输车运到现场,每区采用2台混凝土输送泵送筑。
(2)混凝土浇筑时应采用“分区定点、一个坡度、循序推进、一次到顶”的浇筑工艺。钢筋泵车布料杆的长度,划定浇筑区域,每台泵车负责本区域混凝土浇筑。浇筑时先在一个部位进行,直至达到设计标高,混凝土形成扇形向前流动,然后在其坡面上连续浇筑,循序推进。这种浇筑方法能较好的适应泵送工艺,使每车混凝土都浇筑在前一车混凝土形成的坡面上,确保每层混凝土之间的浇筑间歇时间不超过规定的时间。同时可解决频繁移动泵管的间题,也便于浇筑完的部位进行覆盖和保温。
(3)混凝土浇筑时在每台泵车的出灰口处配置1~2台振捣器,因为混凝土的坍落度比较大,在1.5米厚的底板内可斜向流淌1米远左右,2台振捣器主要负责下部斜坡流淌处振捣密实,另外2~4台振捣器主要负责顶部混凝土振捣。
(4)由于混凝土坍落度比较大,会在表面钢筋下部产生水分,或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝,在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。
(5)现场按每浇筑100立方米(或一个台班)制作3组试块,1组压7d强度,1组压28d强度归技术档案资料用;l组作仍14d强度备用。
三、在施工过程中钢筋工程及模板工程的质量控制
根据平面控制网,在防水保护层上放出轴线和基础墙、柱位置线;每跨至少两点用红油漆标注。
顶板混凝土浇筑完成,支设竖向模板前,在板上放出该层平面控制轴线。待竖向钢筋绑扎完成后,在每层竖向筋上部标出标高控制点。
1、机具准备
1)、剥肋滚压直螺纹机械连接机具由该项技术提供单位配备。
高峰期钢筋施工时至少保证5台钢筋剥肋滚压直螺纹机,其技术参数如下表示:
设备型号 GHG40型
滚丝头型号 40型
可加工范围 16~40
整机质量(kg) 590
2)限位挡铁:对钢筋的夹持位置进行限位,型号划分与钢筋规格相同。
3)螺纹环规:用于检验钢筋丝头的专用量具。
4)力矩扳手
力矩扳手精度为±5%
5)辅助机具
砂轮切割机:用于钢筋端面整平
用于检验钢筋丝头的专用量具
6)、钢筋焊接机具
电焊机、控制箱、焊接夹具、焊剂罐等
焊接电流:焊接电源400~450A;
施工手续
现场钢筋工人员必须佩戴上岗证,焊工必须有岗位资格证(有效)参加钢筋机械接头加工人员必须进行技术培训,经考试合格后方可执证上岗。未经培训人员严禁操作设备。
钢筋连接及锚固要求
A.竖向钢筋D≥18mm,采用电焊压力焊;横向D≥18mm采用机械连接;D<18mm用搭接。
B.相关要求
(1)钢筋锚固必须符合GB5001-2002的规定,提供参考值如表:
名称部位
锚固长度 末端弯钩长度
d<25 d≥25
基础DL 35d ≥10d
底板 35d 40d ≥10d
墙柱插筋 直接插至底板下表面 ≥10d
(2)钢筋搭接长度必须符合GB50010-2002或按GB50204-2002附录B:纵向受力钢筋的最小搭接长度
(3)机械连接
接头按加工标准,见4.1.2D项所述
钢筋的加工
钢筋加工的形状、尺寸必须符合设计要求:
A.钢筋调直
采用冷拉方法进行钢筋调直,I级钢筋冷拉率为4%,由于钢筋加工区场地有限,钢筋冷拉长度为27m,冷拉后为28.08m;钢筋冷拉采用两端地锚承力,标尺测伸长,并记录每根钢筋冷拉值。
B.钢筋弯曲
1)钢筋弯钩或弯折:I级钢筋末端做180°弯钩,其圆弧弯曲直径2.5d(d为钢筋直径),平直部分长度为3d;Ⅱ级钢筋做90°或135°弯折时,其弯曲直径为4d。
2)箍筋末端的弯钩:I级钢筋弯钩的弯曲直径≥受力钢筋直径或箍筋直径的2.5倍,弯钩平直长度为箍筋直径的10倍,弯钩角度45°/135°。
C.焊接接头
1)施焊前检查设备、电源,随时处于正常状态,严禁超荷工作;
2)钢筋安装之前,焊接部位和电极钳口接触的(150mm区段)钢筋表面的锈斑、油污、杂物等,应清除干净,钢筋端部若有弯折、扭曲,应予以矫直或切除,但不得锤击矫直。
3)选择焊接参数
主要参数为:焊接电流,焊接电压和焊接通电时间(参见施工工艺标准)。焊剂应存放于干燥的库房内,防止受潮。如受潮,便用前须经250~300℃烘焙2小时,并进行记录。
D.机械连接
钢筋端面整平→剥肋滚压螺纹→丝头质量检查→带帽保护→丝头质量抽检→存放待用。
b.操作要点
钢筋端面平头:采用砂轮切割机平头(严禁气割),保证钢筋端面与母材轴线垂直。
剥肋滚压螺纹:使用钢筋滚压直螺纹机,将待加工钢筋加工成直螺纹;
丝头质量检查:对加工的丝头进行质量检验(按以上丝头设计表);
带帽保护:用专用的钢筋丝头塑料保护帽进行保护,防止螺纹损伤;
丝头定量抽检:项目部质检部组织自检,
存放待用:按规格型号及类型进行分类码放。
钢筋绑扎及安装
(1) 底板、基础梁钢筋
防水保护层上放线,基础标高放线→搭设梁脚手架→南北向梁上铁放置、绑扎→东西向梁上钢筋放置、绑扎→放南北向梁箍筋→放置三道柱箍→东西向板梁钢筋下铁放置、绑孔→南北向板梁下铁放置、绑扎→放置底板、基础梁垫块→拆除基础梁脚手架→调整基础梁位置→墙柱插筋放线→放置墙柱插筋并临时固定→放置三道墙体水平筋→底板上铁标高放线→放置马凳→南北向底板上铁放置、绑扎→东西向底板上铁放置、绑孔→调整、固定墙柱插筋。
a.底板、基础梁钢筋排列顺序为:东西向筋上铁在上,下铁在下;南北向钢筋在东西向钢筋中间;若基础梁上下铁不只一排,东西向筋与南北向钢筋交错布置;
b.底板钢筋的弯钩,下排均朝上,上排均朝下;
c.钢筋网的绑扎:所有钢筋交错点均绑扎,而且必须牢固;同一水平直线上相邻绑扎成“八”字型,朝向混凝土内部,同一直线上相临绑扣露头部分朝向正反交错;
d.箍筋接头(弯钩叠合处)沿受力方向错开布置,箍筋转角与受力筋交叉点均应扎牢,绑扎箍筋时绑扣相互间应呈“八”字形
本工程主要是防护墙及顶板的支模及混凝土的浇筑,要确保混凝土的密实度防止射线泄漏, 防护墙、顶板模板在施工中的稳定性做到不变形、胀板。其它辅助用房按常规工程施工方法便可。
⑴ 模板安装及支撑工程
本工程防护墙厚度有0.5m 、2.5m,高度3.8m、4.3m,为了保证工程需要,采用支模方法如下:模板采用20mm 厚竹胶合板、横档用80× 80 枋木间距400mm,拉丝及内撑均用Ф 16钢螺丝两用/ 梅花状0.80 × 0.80m 一道作为墙体拉结、墙体高度在2.0 米以上拉丝间距可墙大至1.20 × 1.20m 一道,立档采用宽160mm 槽钢、间距600,经计算防护墙体的侧压力在高3.5 米以下为16.5T/m2,因此,斜支撑需用200mm 槽钢间距为1200。立柱水平拉杆用40 × 40 角钢、十字交叉拉结。同时,在墙体转角位置由于拉丝不能固定,立档及斜撑槽钢按外侧壁的间距加密一倍安装。
为保证F 轴防护墙外侧模板的平整、垂直,除了在墙体用钢螺栓拉结外,在地梁上预埋Ф 16a1200 钢筋,作水平拉结,防止斜撑滑移。 ⑵ 顶板模板有支撑
本工程的顶板厚度不同, 梁部X 机房厚500,60CO 机房1000、直加机房2500,经计算,直加机房顶板的最大荷载重是65800N/m 2, 因此, 对模板、杉木支撑的要求很高, 为保证其模板的稳定生刚性, 采用支模如下。
模板为20mm 竹胶合板,下用80 × 80 枋木拼密。
模枋条用工字钢1 2 # , 固定在支顶上。
支顶用Ф 108 无缝钢管。间距800mm。顶板厚度为0.5 — 1.0 米的支撑,间距可增大到1 米。
为确保整体稳定性, 防护墙、枯板部分的模板均采用满堂红支顶一次成型,互成连整体 外加剂:设计无具体要求,通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验,每立方米混凝土2kg,减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能,商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位
4.外加剂的合理选择
外加剂:设计无具体要求,通过分析比较及过去在其它工程上的使用经验,每立方米混凝土2kg,减水剂可降低水化热峰值,对混凝土收缩有补偿功能,可提高混凝土的抗裂性。具体外加剂的用量及使用性能,商品混凝土站在浇筑前应报告送达施工单位
(1)选择水泥。选用杭州水泥厂水化热较低的#425矿渣硅酸盐水泥。其早期的水化热与同龄期的普通硅酸盐水泥相比,3d的水化热约可低30%。
(2)掺加磨细粉煤灰。在每立方米混凝土中掺加粉煤灰75kg,改善了混凝土的粘聚性和可泵性 ,还可节约水泥50kg。根据有关试验资料表明,每立方米混凝土的水泥用量每增减10kg,其水化热引起混凝土的温度相应升降1~1.2℃,因此可使混凝土内部温度降低5~6℃。 (3)选用优质外加剂。为达到既能减水缓凝,又使坍落度损失小的要求,经比较,最后选用了上海产效果明显优于木钙的E.A—2型缓凝减水剂,可减少拌和用水10%左右,相应也减少了水泥用量,降低了混凝土水化热。
(4)充分利用混凝土后期强度。实践证明,掺优质粉煤灰混凝土后期强度较高,在一定掺量范围内60d强度比29d约可增长20%左右。同时按《粉煤灰混凝土应用技术规范(GBJ 146— 90 )》,地下室内工程宜用60d龄期强度的规定。为了进一步控制温升,减少温度应力,根据结构实际承受荷载情况,征得设计单位同意,将原设计混凝土28d龄期C30改为60d龄期C30(即用28d龄期C25代替设计强度),这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少50kg,混凝土温度相应随之降低5~6℃。
5.高温条件下的混凝土浇筑质量
1.,考虑高温和远距离运送造机坍落度18±2cm, 水泥用量控制在370kg/m.3以下。由于降低水泥用量可降低混凝土温度16~18℃。 成的坍落度损失较大,取出
2. 用原材料降温控制混凝土出机温度
根据由搅拌前混凝土原材料总热量与搅拌后混凝土总热量相等的原理,可求得混凝土的出机温度T,说明混凝土的出机温度与原材料的温度成正比,为此对原材料采取降温措施:①将堆场石子连续浇水,使其温度自浇水前的56℃降至浇水后的29℃ ,且可预先吸足水分,减少混凝土坍落度损失;②黄砂在钱塘江码头起水时,利用江水淋水冷却,使之降温。③虽混凝土中水的用量较少,但它的比热最大,故在搅拌混凝土用的3只贮水池内加入冰块,使水温由31℃降到24℃,总共用去冰块75t。这样一来,经计算出机温度T为32.8℃,37次实测的平均实测值33.2℃,送达现场的实测温度为34.60℃,从而使入模温度大为降低。
3 保持连续均衡供应控制混凝土浇筑温度
(1)为了紧密配合施工进度,确保混凝土的连续均匀供应,经过周密的计算和准备,安排南星桥和六堡两个搅拌站同时搅拌,配备了18辆6m.3搅拌车和两只移动泵,在三天四夜里始终保持了稳定的供应强度,基本上做到了泵车不等搅拌车,搅拌车不等泵车,未发生过一次由于相互等待而造成堵泵现象。
(2)本工程基坑挖深8.7m,坑内实测最高气温达62℃,为避免太阳直接暴晒,温度过高,造成浇筑困难,采取在整个坑顶搭盖凉棚,并安设了通风散热设施,使坑内浇筑温度大幅度降低,接近自然气温,不仅控制了最高温升,而且改善了工人劳动条件,得以顺利浇筑。 3)为不使混凝土输送管道温度过高,在管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆盖草包并反复淋水、降温。
(4)考虑混凝土的水平分层浇筑装拆管道过于频繁,施工组织工作难于实施,故采取斜面分层浇筑,错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热,但上下层之间严格控制,不得超过混凝土初凝时间,不得出现施工“冷缝”。由于泵送混凝土的浆体较多,在浇筑平仓后用直尺刮平。约间隔1~2h,用木蟹打压两次,以免出现表面收水裂缝。
4 加强混凝土保湿保温养护
混凝土抹压后,当人踩在上面无明显脚印时,随即用塑料薄膜覆盖严实,不使透风漏气、水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草包保湿保温养护,以减少混凝土表面的热扩散 , 延长散热时间,减少混凝土内外温差。经实测混凝土3天内表面温度在48~55℃之间,且很少发现混凝土表面有裂缝情况。
5 通过监控及时掌握混凝土温度动态变化
(1)温度监控的最终目的是为了掌握混凝土内部的实际最高温升值和混凝土中心至表面的温度梯度,保证规范要求的内部与表面的温差小于25℃及降温速率。
(2)温度是直接关系整个混凝土基础质量的关键。为了客观反映混凝土温度状况,进行原材料温度 、出机温度、入模温度、自然温度、覆盖养护温度、混凝土内部温度、棚内温度等7个项目的测试,便于及时调整温控措施。
(3)主楼基础的混凝土温度按不同平面部位和深度共布置了25个测点(图1),由专人负责连续测温一周,每间隔2h测一次,比规范规定每8h测2次的频度要大些。
效果及结论
(1)混凝土强度按《混凝土强度检验与评定标准(GBJ 107-87)》进行了测试,有关结果 如表1,属合格。
(2)由于采用了“双掺技术”(缓凝减水剂和磨细粉煤灰),延缓了凝结时间,减少了坍落度损失,改善了混凝土和易性和可泵性。使得混凝土在高温、远距离运送条件下仍能顺利泵送 ,也未发生堵泵。
(3)混凝土出机温度和入模温度共实测37次,原材料温度测试20次,混凝土内外温度连续测一周,混凝土中心最高温度出现在浇注后的3~4d之间,与文献介绍的一致。内外温差仅为1 5℃,且低于规范规定不得大于25℃的要求。
(4)经各有关单位的严格检查和近年来的使用,未发现有害裂缝(仅表面有个别收水裂缝)。 混凝土密实平整光洁,无蜂窝麻面
水泥混凝土和易性是,水泥混凝土混合料在施工过程中的流动性和不易离析、易于捣实等综合性质。 对于影响混凝土和易性的主要因素有: 一、水泥数量与稠度的影响 混凝土拌合物在自重或外界振动动力的作用下要产生流动,必须克服其内在的阻力,拌合物内在阻力主要来自两个方面,一为骨料间的摩擦力,一为水泥浆的粘聚力,骨料间摩擦力的大小主要取决于骨料颗粒表面水泥浆层的厚度,亦水泥浆的数量。水泥浆的粘聚力大小主要取决于浆的干稀程度,亦即水泥浆的稠度。 混凝土拌合物在保持水灰比不变的情况下,水泥浆用量越多,包裹在骨料颗粒表面的浆层就越厚,润滑作用越好,使骨料间摩擦力减小,混凝土拌合物易于流动,于是流动性就大。反之则小。但若水泥浆量过多,这时骨料用量必然减少,就会出现流浆及泌水现象,而且好多消耗水泥。若水泥浆量过少,致使不能填满骨料间的空隙或不够包裹所有骨料表面时,则拌合物会产生崩塌现象,粘聚性变差,由此可知,混凝土拌合物水泥浆用量不能太少,但也不能过多,应以满足拌合物流动性要求为度。 在保持混凝土水泥用量不变得情况下,减少拌合用水量,水泥浆变稠,水泥浆的粘聚力增大,使粘聚性和保水性良好,而流动性变小。增加用水量则情况相反。当混凝土加水过少时,即水灰比过低,不仅流动性太小,粘聚性也因混凝土发涩而变差,在一定施工条件下难以成型密实。但若加水过多,水灰比过大,水泥浆过稀,这时拌合物虽流动性大,但将产生严重的分层离析和泌水现象,并且严重影响混凝土的强度和耐久性。因此,绝不可以单纯以加水的方法来增加流动性。而应采取在保持水灰比不变的条件下,以增加水泥浆量的办法来调整拌合物的流动性。 以上讨论可以明确,无论是水泥数量的影响,还是水泥稠度的影响,实际都是水的影响。因此,影响混凝土拌合物和易性的决定性因素是其拌合用水量的多少。 二、砂率的影响 砂率是指混凝土中砂的质量占砂、石总质量的百分比。 砂率是表示混凝土中砂子与石子二者的组合关系,砂率的变动,会使骨料的总表面积空隙率发生很大的变化,因此对混凝土拌合物的和易性有显著的影响。当砂率过大时,骨料的总表面积和空隙率均增大,当混凝土中水泥浆量一定的情况下,骨料颗粒表面积将相对减薄,拌合物就显得干稠,流动性就变小,如果保持流动性不变,则需增加水泥浆,就要多耗水泥,反之,若砂率过小,拌合物中显得石子多而砂子过少,形成的砂浆量不足以包裹石子表面,并不能填满石子间空隙,在石子间没有足够砂浆润滑层时,不但会降低混凝土拌合物的流动性,而且会严重影响其粘聚性和保水性,使混凝土产生骨料离析、水泥浆流失,甚至出现崩散现象。 由上可知,在配置混凝土时,砂率不能过大,也不能太小,因该选用合理的砂率值。 所谓合理砂率是指在用水量及水泥用量一定的情况下,能使混凝土拌合物获得最大的流动性,且能保持粘聚性及保水性能良好的砂率值。 三、组成材料性质的影响 (1)水泥品种的影响 在水泥用量和用水量一定的情况下,采用矿渣水泥或火山灰水泥拌制的混凝土拌合物,其流动性比用普通水泥时小,这是因为前者水泥的密度较小,所以在相同水泥用量时,它们的绝对体积较大,因此在相同用水量情况下,混凝土就显得较稠,若要二者达到相同的塌落度,前者每立方米混凝土的用水量必须增加一些,另外,矿渣水泥拌制的混凝土拌合物泌水性较大。 (2)骨料性质的影响 骨料性质指混凝土所用骨料的品种、级配、颗粒粗细及表面形状等。在混凝土骨料用量一定的情况下,采用卵石和河沙拌制的混凝土拌合物,其流动性比碎石和山砂拌制的好:用级配好的骨料拌制的混凝土拌合物和水性好,用细砂拌制的混凝土拌合物的流动性较差,但粘聚性和保水性好。 (3)外加剂的影响 混凝土拌合物掺入减水剂或引气剂,流动性明显提高,引气剂还可以有效的改善混凝土拌合物的粘聚性和保水性,二者还分别对硬化混凝土的强度与耐久性起着十分有利的作用。 四、拌合物存放时间及环境温度的影响 搅拌拌制的混凝土拌合物,随着时间的延长会变得越来越干稠,塌落度将逐渐减小,这是由于拌合物中的一些水分逐渐被骨料吸收,一部分被蒸发,以及水泥的水化与凝聚结构的逐渐形成等作用所致。 混凝土拌合物的和易性还受温度的影响,随着环境温度的升高,混凝土的塌落度损失的更快,因为这时的水分蒸发及水泥的化学反应将进行的更快。 和易性。混凝土的主要性质是和易性。和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。影响和易性的因素主要有以下几方面。1)用水量;2)水灰比;3)砂率;4)其他影响因素:水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等。 (2)普通混凝土结构的力学性质。1)混凝土的抗压强度和强度等级。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪,其中以抗压强度为最高,所以混凝土主要用来抗压。2)普通混凝土受压破坏特点。混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。混凝土受荷载之前,粗骨料与水泥石界面上实际已存在细小裂缝。。3)影响混凝土强度的因素。影响混凝土强度的因素主要有: (A)水泥强度和水灰比。(B)龄期。(C)养护温度和湿度。(D)施工质量,施工质量是影响混凝土强度的基本因素。4)提高混凝土强度的措施。提高混凝土强度的措施有:采用高强度等级水泥、采用干硬性混凝土拌合物、采用湿热处理(蒸汽养护和蒸压养护)、改进施TT艺、加强搅拌和振捣(采用混凝 土拌合用水磁化、混凝土裹石搅拌法等新技术)、加入外加剂(如加入减水剂和早强剂等)。 (3)普通混凝土的变形性质。1)化学收缩。2)干湿变形。3)温度变形。4)荷载作用下的混凝土变形。混凝土变形分为弹性变形和塑性变形。徐变是指混凝土在持续荷载作用下,随时间增长的变形称为徐变。徐变变形,初期增长较快,然后逐渐减慢,一般持续2~3年才逐渐趋于稳定。 然而怎么提高混凝土和易性呢?一下有几种施工过程中经常用到的方法: 1。当塌落度值比设计要求值小或大时,在水灰比不变的情况下,增加或减少水泥浆量,或在保持砂率不变的情况下,按比例减少或增加粗细骨料用量。 2。选用最佳砂率。 3。改善砂石级配。 4。尽量减少较粗的砂石。 5。增加水泥浆量。 6。使用外加剂(减水剂、塑化剂)。 所以。。。。。 以上资料仅供参考,,,
材料专业毕业论文开题报告
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论文题目: 高聚物对水泥抗蚀性能的影响
1、国内外研究现状、水平及存在的问题:
随着建筑科技的进步与发展,一种新型化学建材正悄悄的却又以飞快的速度在中国建筑界得到应用和发展,这就是聚合物水泥基复合材料。聚合物水泥基复合材料通常按其化学构成大致分为两类,一类是以聚合物为基、水泥作为填充料组合成的,最常见的如目前大量应用于工程防水的“聚合物水泥防水涂料”;另一类是以水泥为基,以聚合物单体或数种聚合物对水泥进行改性而组合成的材料,如各种聚合物水泥混凝土及各种聚合物水泥砂浆等[1]。原则上讲,聚合物水泥是聚合物改性水泥,它保持了水泥水化物的一系列优点,并用聚合物的优点弥补了水泥制品的不足。因此,聚合物水泥显示出了较大的抗压、抗冲击、抗穿刺能力及耐磨性,优良的抗渗性、抗腐蚀性及抗老化性,适当的弹性模量,而不需要刻意追求高的断裂延伸率[2]。
1923 年克莱森(Cresson)首次申请了有关聚合物硬化水泥体系的专利。他把天然橡胶乳液作为填料加入道路路面建筑材料中。1924年,Lefebure申请了用天然橡胶乳液使水泥砂浆及水泥混凝土改性的专利,第一次提出了用聚合物对水泥砂浆及混凝土进行改性的概念。从此,拉开了混凝土中添加聚合物的历史性序幕。1932年,Band第一个提出了利用人造橡胶改性水泥砂浆及水泥混凝土,也获得了专利。20世纪40 年代,人们先后尝试了用合成聚合物乳胶改性,以及把聚乙烯乙酸酯也用于改性的方法。50年代,这一领域的研究与尝试开始受到各国材料界专家学者的重视,并获得了很多项研究成果,许多成果在工程上也都得到了广泛的应用。60-70年代, 人们开始研究用液态和固态的聚合物,诸如聚合物单体、树脂、聚合物乳胶粉等对水泥砂浆及水泥混凝土进行改性。80年代,各国都投入了大量的人力、物力、财力,对混凝土改性进行了研究,随着科研成果的不断出现,这一领域也得到了极大的推动,研究水平得到了极大的提升。美国是世界上聚合物水泥基复合材料研究开发的先行国家,最早于50年代就开始了对其进行实际应用的尝试。
由于我国在聚合物水泥基复合材料方面的研究起步比较晚,所以,至今还没有出台相关方面的行业标准与测试方法。多数学者认为聚合物水泥基材料的增强机理主要是由于剔除了粗骨料,降低了细集料的粒径,从而提高匀质性,使集料所得集配曲线为非连续性的;另外聚合物在水泥浆内部聚结成网络结构,起到了很好的阻裂增韧作用。近年来,人们逐渐开始从微观结构方面对聚合物改性水泥基材料进行研究,认为聚合物颗粒的分散和聚合物薄膜的形成是聚合物水泥改性的主要原因。研究认为聚合物从两方面影响了改性水泥浆的结构: (1)混合后一部分聚合物粒子吸附在水泥颗粒表面,形成薄膜;(2)另一部分聚合物分散在孔中的液相中,当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后,聚合物在孔中形成薄膜[3]。此外,关于聚合物在改性水泥砂浆中的分布,目前还存在一些异议。 按照著名的Ohama[4] 模型,聚合物均匀分散在水相中,随着水泥水化,水分减少,聚合物逐渐凝聚成膜,因而聚合物主要存在于改性砂浆的孔隙中。 Su[5] 等对新拌改性水泥浆水相成分的分析表明,在拌合开始就有相当多的聚合物被吸附在水泥颗粒表面,他们还发现,拌合初期被吸附在水泥颗粒表面的聚合物的量与聚合物乳液种类和乳液掺量有关。 通过含氯聚合物改性砂浆的EDAX 分析表明,在聚合物改性砂浆中,水泥浆体与骨料之间的界面上聚合物的含量较高。 Ollit rault-Fichet 等的研究也说明,聚合物颗粒最初会被水泥颗粒吸附,并最终被包埋在水化水泥的颗粒之中[6]。
在实际工程中,硅酸盐水泥易在酸和酸盐溶液中遭受侵蚀是因为:(1)硅酸盐水泥中含有大量的氢氧化钙及高碱性的水化C-S-H 凝胶、水化铝酸钙等水化产物,酸溶液中的H+与Ca(OH)2发生中和反应,使水泥石碱度急剧降低,进而造成高碱性水化硅酸钙和水化硫铝酸钙等水化产物分解,转变成低碱性水化产物,最后变成无胶结能力的SiO2·nH2O 及Al(OH)3等;(2)硫酸盐溶液中的硫酸根能和水泥石中的Ca(OH)2及水化铝酸钙等[7]发生化学反应,生成有膨胀性的石膏和钙矾石晶体,当这些结晶体在水泥石毛细孔隙中逐渐积累和长大,产生孔内应力,当应力大于临界破坏应力时,造成水泥试样破坏。由于水泥石本身也不密实,有很多毛细孔通道,使砂浆产生渗透性,使得水泥的使用性能下降。同时,侵蚀性介质容易进入其内部,以致由其配制的砂浆易受到腐蚀,导致水泥材料的耐久性下降。普通水泥砂浆不饱满、不密实,不能有效地形成具有防水抗渗作用的整体不透水层。它也存在抗压强度低、耐腐蚀能力不高等缺陷,其使用范围也受到了很大的局限。
而聚合物改性水泥由于聚合物及活性成分的掺入,改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能,扩大了其应用范围。对水泥性能的改善主要体现在如下几个方面:
(1) 活性作用 聚合物乳液中有表面活性剂,能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,从而减少了水泥的毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实度和抗渗透能力。
(2) 桥键作用 聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2+、Al3 + 、Fe2 + 等离子进行交换, 形成特殊的桥键,在水泥颗粒周围发生物理、化学吸附,成连续相,具有高度均一性,降低了整体的弹性模量,改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态,使得承受变形能力增加,产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙,由于聚合物的桥键作用,也可限制裂缝的发展。
(3) 充填作用 聚合物乳液迅速凝结,形成坚韧、致密的薄膜,填充于水泥颗粒之间,与水泥水化产物形成连续相填充了孔隙,隔断了与外界联系的通道[8]。从而阻止了腐蚀性介质进入水泥石内部,提高了抗腐蚀和抗渗能力。
孙炎[9]曾研究冷混合沥青混凝土,用于道路工程;聚合物改性砂浆用于钢筋混凝土结构的永久模板,结果证明它们都可以更好地防止氯离子渗透和更好地抗碳化作用,从而提高钢筋混凝土结构的耐久性,掺加有硬沥青的钢桥面也具有更高的抗腐蚀性能[10]。鉴于此我们可以通过在水泥中掺杂沥青和石腊,来改善水泥的内部结构并填充其内部孔隙,从而提高水泥的抗蚀性,解决水泥抗蚀性较差的问题。
2、选题的目的、意义:
在我国,尤其是西部地区的盐碱地、盐湖区以及地下水中普遍存在着硫酸盐对水泥混凝土的侵蚀。在某些特种工业设施中,还存在有硫酸和硫酸盐的混合腐蚀以及H2S、CO2腐蚀等。从一些实例中我们可以看出,破坏水泥混凝土的主要原因一般都不是机械应力, 而是多种腐蚀或者是自身内部发生化学反应。这就引起了人们对水泥混凝土的耐久性能的讨论。因此,研究水泥的抗腐蚀性能不仅对建筑材料具有至关重要的作用,而且会对提高各种工程建筑的耐久性能有重大的经济价值和使用价值。关于聚合物对水泥砂浆改性的主要途径是在其中加入能起到改性作用的聚合物。从前人的研究中可看到,聚合物水泥基复合材料都显著高于普通混凝土的`力学性能,比如抗折强度、抗压强度、粘结强度等都得到了极大的提高。与普通硅酸盐材料相比,聚合物水泥基复合材料有着自身的优势见表1。
表1 聚合物水泥基复合材料与普通混凝土的比较 性能
材料 普通混凝土 PCC
W/C 0.4~0.6 0.1~0.16
断裂 1 50~60
冲击 5 80
密度 3.1~3.2 2.5
抗拉强度 0.2~0.4 2~3
抗折强度 5~7 150~200
抗压强度 40~50 200~300
此外,聚合物水泥基复合材料还具有良好的耐化学腐蚀、抗渗性、低温下的抗裂性等。这就使得聚合物改性水泥基复合材料在一定范围内部分取代了钢铁、高分子材料(像MDF 水泥基复合材料制作的唱片、轮胎都是具体的实例)[11]。它能提高水泥石的抗腐蚀能力主要是因为聚合物的添加提高了提高水泥石的密实度。混凝土结构正常情况下可以存在至少30年,但如果存在源于生物的硫酸腐蚀不过短短几年就会被破坏掉[12]。修复或完全取代这种腐蚀结构越来越有必要,但这种修复代价昂贵一直不能满足社会。然而通过沥青或石蜡对水泥进行改性,可大大提高水泥的抗蚀性,这无疑会节约了资源,减少了不必要的浪费,为社会积累更多的财富。
3、实施方案及主要研究手段:
3.1、实验方案
3.1.1、原材料的准备;
(1) 沥青粉的研制
制得分别过200目和300目筛的沥青粉,并适量添加矿物掺合料来减小沥青粉的粒度。
(2) 石蜡粉的研制
通过在石蜡中添加矿物掺合料来粉磨石蜡,并制得掺有石蜡的粉末。
3.1.2、正交实验
(1) 因素水平表
因素 水平 用量(V%) 粒度(目) 温度(℃)
1 2(0.2) 100 100
2 4(0.4) 200 120
3 6(0.6) 300 150
(2) 根据正交表L9(34)列出以下几组实验:
序号 用量(V%) 粒度(目) 温度(℃)
指标
腐蚀前 抗压强度
(MPa) 抗Na2SO4腐蚀强度 (MPa) 抗Na2CO3腐蚀强度(MPa)
1 2(0.2) 100 100 2
2(0.2)
200
120
6
3 2(0.2) 300 150 4 4(0.4) 100 120 5 4(0.4) 200 150 6 4(0.4) 300 100 7 6(0.6) 100 150 8 6(0.6) 200 100 9
6(0.6)
300
120
注:括号内为石蜡的用量
3.1.3、以硅酸盐水泥为基体,按以上正交方案分别掺加沥青、石蜡成型,每种高聚物与水泥的复合分别作空白样,3天强度测试样,腐蚀样。分别测定抗压强度,抗硫酸盐及碳酸盐侵蚀的能力。
3.1.4、在把水泥块放入腐蚀液中前和从腐蚀液中取出,分别称取其质量,查看其质量损失。
3.1.5、每一个过程留样分别作物相分析和微观分析,进行腐蚀机理分析。
3.1.6、通过各组实验试样的对比,确定聚合物在水泥中的最优抗蚀配比。
3.2、研究手段
(1)用扫描电镜观察沥青、石蜡改性水泥的微观形貌,以及硫酸盐、碳酸盐腐蚀后的微观形貌。
(2)用X射线衍射仪分析沥青、石蜡改性水泥的物相组成。
(3)用压汞仪测试水泥试样的孔结构;
(4)利用粒度分析仪测试各添加物的粒径。
4、选题的创新之处:
目前已有许多聚合物乳液(如苯丙乳液、纯丙乳液、乙丙乳液等) 用于水泥砂浆的改性,而采用沥青和石腊这两种聚合物对水泥砂浆进行改性的研究却相对较少。实验利用沥青和石腊高分子的熔胀性,在水泥水化过程中,沥青和石腊受外界刺激产生一定的熔胀从而填充水泥石的内部孔隙,提高水泥的密实度,达到提高水泥抗蚀性的目的。
5、预期研究成果:
沥青、石蜡与水泥混合成型后,一部分沥青、石蜡颗粒填充在水泥孔隙里,另一部分沥青、石蜡颗粒在一定外界条件影响下分散在孔中的液相中,当自由水完全被水化和蒸发消耗掉后形成膜。这两方面共同作用大大提高了水泥的密实度并阻止了腐蚀液与水泥浆体的接触,从而使水泥的抗蚀性能得到改善。
参考文献:
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浅谈钢纤维混凝土路面施工技术与质量控制措施论文
摘要: 笔者结合钢纤维混凝土路面施工技术实践,浅谈钢纤维混凝土路面施工技术与质量控制措施。
关键词: 施工技术与质量控制措施
钢纤维混凝土是将钢纤维掺入到普通混凝土中制得的一种复合型混凝土,是一种新型路用材料。钢纤维混凝土路面在动荷载下具有良好的抗冲击力、抗弯、抗拉、耐磨性能,疲劳寿命长,并具有良好的阻止和抑制因温度应力引起裂缝产生与扩展的能力。此外钢纤维混凝土的抗冻性能良好。在普通混凝土中掺入一定剂量的钢纤维,可以明显减薄路面结构层厚度,改善路用性能,节约成本。
一、钢纤维混凝土原材料的选择及配合比设计
(一)水泥
一般可采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。水泥的技术指标要求:
(1)氧化镁含量:≤5%
(2)三氧化硫含量:≤3.5%
(3)细度指标:80μm方孔筛余>10%
(4)初凝时间不得早于45min
(5)终凝时间不得迟于10h。因钢纤维混凝土路面特殊的工作条件、厚度小,故路面混凝土应尽可能采用强度高、干缩性小、抗磨性及抗冻性好的水泥。
(二)集料
粗骨料(粒径大于7mm),宜采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、表面粗糙,近立方体颗粒的碎石,最大粒径不宜大于20mm和钢纤维长度的2/3.(钢纤维长度一般为3-4cm),含泥量不大于1%,细长、扁平颗粒及风化石、针片状含量不大于10%,不宜采用石灰岩碎石,必要时应将含有土颗粒的碎石用水冲洗。
细集料(粒径小于5mm)宜采用天然中粗砂或机制砂,沙粒必须坚硬、洁净、干燥、无杂质、颗粒均匀,细度模数为2.0-3.0,含泥量不大于3%,含泥量超过标准的砂必须过筛。细集料的洁净程度,天然砂以不小于0.075mm含量的百分比表示,机制砂以砂当量或亚甲蓝值表示,其质量必须满足规范要求。
(三)水和外掺剂
同普通混凝土一样,无污染的自然水或自来水,混凝土用水量约为130-180kg/m3,为保证混凝土具有足够的强度和密实度,水灰比宜为0.4-0.55,水灰比低时,混凝土和易性差,可增加减水剂或塑化剂,为使路面提早开放交通,可在混凝土中掺加适量早强剂,为提高混凝土的和易性、抗冻性,可掺入适量加气剂。
(四)钢纤维类型及尺寸
采用的钢纤维为碳钢纤维,路面用钢纤维宜用:熔抽型、剪切性。其抗拉强度应不低于550Mpa,纤维直径一般为0.4-0.7mm,长度一般为直径的50-70倍。
(五)配合比设计
钢纤维混凝土的配合比是指钢纤维混凝土中各组成材料之间的比例关系。其设计的基本目的是将其组成的材料(包括钢纤维、水泥、水、粗细骨料及外加剂等)合理配合,使所设计配置的钢纤维混凝土满足结构设计和质量验收的强度要求,在路面工程的实际运用中,钢纤维混凝土的配合比设计应直接基于钢纤维混凝土的性能与使用进行设计,即在使用钢纤维混凝土配合比设计中,以钢纤维混凝土的抗折强度作为配合比设计指标,寻求制约钢纤维混凝土抗折强度的主要因素,如钢纤维掺入量,钢纤维长径比,水泥标号与水灰比之间的比例关系,通过上述因素的调整,控制钢纤维的抗折强度。
钢纤维混凝土配合比设计时,必须满足路面设计要求的拌和性能及硬化后的性能、钢纤维混凝土路面结构的`设计要求决定,通常为抗压强度、抗折强度、弯曲韧度等,通常路面结构设计时以抗折强度、抗压强度为主要强度指标,为提高钢纤维混凝土的韧性,应尽可能选用与混凝土基体粘结强度较高的钢纤维。路面钢纤维混凝土配合比的强度试验,应根据路面等级和工程要求分别进行抗压与抗折试验。
二、施工技术
(一)拌和
拌和是保证钢纤维混凝土在混凝土基体中均匀分布的重要环节,因此,钢纤维混凝土路面施工须采用机械搅拌,一般采用强制式或反锥式搅拌机,为保证钢纤维混凝土搅拌均匀,防止钢纤维结团,采取先干后湿的工艺。其投料顺序为:砂—钢纤维—石子—水泥的顺序投料。首先在搅拌机里干拌1-2min,在加水湿拌2min左右。总搅拌时间控制在6min内。搅拌时间过长会形成纤维结团,且每次的搅拌量控制在搅拌机容量的1/3以下。
(二)运料
钢纤维混凝土运输采用自卸运输车,由于钢纤维混凝土在运输过程中受到振动,使钢纤维下沉、坍落度和含气量都会有损失,影响钢纤维混凝土的均匀性,因此,应尽量缩短运送的时间和距离,运输中要防止钢纤维混凝土受污染,运输的最长时间以试验提供的水泥初凝时间并给予施工留有足够的操作时间为限。 (三)浇筑
当混合料运送至指定地点后,一般直接倒入安装好模板的路槽内,并用人工找平,落料时应避免同一处大堆落下,在规定的连续施工区段内,必须连续进行,不能中断,否则会造成钢纤维沿接缝隙表面排列,不能产生增强作用,易产生裂缝。
(四)振捣
钢纤维混凝土的振捣机具宜用平板振捣器。若板厚在0.2m以内可一次摊铺成型,振动时间一般以表面振出砂浆、混合料不再下沉为度,严禁漏振,再用两端置于外侧模板的振动梁,沿摊铺方向振动压平,振动过程中,多余混合料被刮出,低凹处应随时补足,最后用置于两侧模板上的无缝钢管滚筒,沿纵向滚压提浆,以确保路面的平整度。
(五)表面处理
为防止钢纤维外露或竖直伸出表面,以保证车辆及行人安全,在整平前可用凸棱的金属压滚或其它方法,将竖起或外露的钢纤维压入后再整平,抹面和压纹时也不得将钢纤维带出,抹平的表面应在初凝前进行压纹和拉毛,压纹和拉毛工具,宜使用压滚和刷子,不得使用竹扫帚。路面切缝宜采用割缝机割出要求深度的槽口,割槽时间不宜过早或过迟,在钢纤维抹面后12-48小时左右,抗压强度达到5-10Mpa作为切缝时间。
(六)养生
钢纤维混凝土与普通混凝土一样,应及时养生。当混凝土抹面2小时后,当其表面具有一定硬度,用手指轻压不出现痕迹时,可以开始养生。可采用草袋、麻袋或湿砂(约20-30mm)覆盖于混凝土表面,每天均匀洒水数次,使其保持潮湿状态,养护不得低于7天。也可用不透水的薄膜粘附于表面,从而阻止混凝土中水分蒸发,以保证钢纤维混凝土的水化作用正常进行。
三、钢纤维混凝土的质量控制
为保证钢纤维混凝土的施工质量,应注意以下事项:
1.对每一批进场的原材料都应该进行严格的检验,必须使用合格的原材料;
2.事先应检测土基的密实度,基层的强度、刚度和均匀性;
3.现场测定砂、石料的含水量,根据试验配合比,以适当调整施工配合比;
4.摊铺前,应检查基层的平整度、路拱横坡、模板标高等;
5.试件制作。每铺筑400方的钢纤维混凝土,应制作2组抗折试件(以作7天和28天强度试验强度)每增铺1000-2000m3钢纤维混凝土,增做一组试件,备作验收或检查后期强度时用,试件在现场与路面相同条件下进行湿法养生,施工中应及时测定7天龄期试件强度,检查是否达到28天龄期强度的70%以上,否则,查明原因,立即采取措施,以达到设计要求。
四、钢纤维混凝土路面接缝设置
因钢纤维抗拉性能好,阻裂能力和抗收缩性能好,在施工条件许可时,一般7-9m宽的路面勿需设纵缝,可用整幅施工,横向缩缝按15-20m间距设置。
钢纤维混凝土由于其自身就具有的优异性能,目前已得到广泛应用,但是钢纤维混凝土路面的施工较普通混凝土路面复杂,如果在施工过程中控制不好,很容易出现钢纤维结团,拌合物工作性差等问题,反而降低了路面质量。所以在使用钢纤维混凝土时,一定要严格控制原材料的质量、拌和、运料、浇筑、振捣、养生等施工环节,只有这样才能有效发挥钢纤维混凝土的优越性能,提高其社会和经济效益,为国民发展服务。