□ 刊发于《中外建筑》
2005年第4期
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某金库剪力墙高强度砼施工质量
陈和海
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某金库剪力墙高强度砼施工质量
控制要点分析
Study on high strength concrete construction
control points of a cashbox’s shear wall
陈和海Chen Hehai
摘 要:本文研究剪力墙高度混凝土的施工质量控制要点，并以某金库工程为例,探讨了这些施工要点和措施的实施。
关键词：剪力墙； 高强混凝土； 施工质量； 控制要点
Abstract:High strength concrete construction control points of shear wall were studied in this paper. Based on a real project, the construction points and ways were analysed at the same time.
Key Words:shear wall high strength concrete construction quality control points
中图分类号：TU765
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2005)04-0101-03
高强混凝土的运用越来越广泛，但高强混凝土的施工质量不易控制。本文研究了剪力墙高强混凝土的施工质量控制要点，并以湖南省某金库工程为例，探讨了这些施工要点和措施的实施，实例证明，这些要点和措施能够比较好的保证高强混凝土的施工质量。
1 材料选用
配置高强度混凝土，在材料选择方面是非常严格的[1]。
1.1低用水量和低水胶比
高强度混凝土的水胶比要小于0.40,C60~C70高强度混凝土的水胶比宜低于0.36,C80以上水胶比一般小于0.30，此时，必须掺入高效减水剂，以保持投拌合物在低用水量时的流动度。
1.2水泥
配制高强度混凝土在选择水泥时应注意它与可能选用的高效减水剂之间的相容性，适于配置高强度混凝土的水泥主要有硅酸盐类和硫铝酸盐系两大类,在建筑工程中的硅酸盐水泥主要有:快硬硅酸盐水泥、高强度硅酸水泥、快硬无收缩硅酸盐水泥，硫铝酸盐类主要用于配制修补工程用的高强水泥。
1.3高效减水剂
荼磺酸盐甲醛缩合物，其减水效果与磺酸基在荼环上的位置及缩合核体数有关；根据硫酸钠含量不同，有高浓与低浓之别，由于高强混凝土掺高效减水剂剂量较大，以用高浓产品为宜。
1.4矿物掺合料
利用矿物掺合料与高效减水剂内超迭效应来制备高强混凝土是它与传统高强混凝土的基本区别，在矿物掺合料取代部分水泥的前提下，水泥与高效减水剂的相容性得到改善，高效减水剂含碱所造成的副作用可能转化为有利的碱激发作用，带来正效应，当然也引发施工配料过程复杂化的问题，这可以通过专用的复合掺合料或混合水泥来解决，主要有：①硅粉，硅粉混凝土具有早强的特点，但后期强度增长幅度小，硅粉的价格昂贵，掺量大时不仅增加材料费用，而且也使粘聚性增加，增加搅拌和浇注的困难，对于强度不很高的高强混凝土，硅粉的掺量较低；②磨细高炉矿渣，磨细矿渣能水化并生成凝胶，能改善混凝土的微观结构，并使之密化，对强度和耐久性起着有利的作用，超细矿渣不仅有很高活性，而且能明显改善全部胶凝材料的颗粒级配，使之更为密实；③磨细粉煤灰，粉煤灰是配制高强混凝土常用的掺合料之一，当粉煤灰与高效减剂复合使用时,也会产生超迭效应,获得这种效应的前提是水胶比低,当高效减水剂掺量大，混凝土水胶比低的条件下，粉煤灰对新拌凝土和硬化混凝土的各种性能都产生有利的作用，为使粉煤灰混凝土早期强度不受影响，可加少量的硅粉或沸石粉、磨细矿渣、页岩灰等，另外，粉煤灰混凝土硬化期间温度越高，则强度发展越快，这也被大量的研究与应用所证实。
1.5骨料
配制高强混凝土对粗骨料的要求，除比规范对普通混凝土的规定严格以外，还包括：①颗粒级配良好，空隙率要小，级配不良将增大浆体用量和收缩；②不同岩石的热膨胀系数差异很大，高强度混凝土应尽可能选用线膨胀系数较小的粗骨料岩石品种；③骨料最大粒径一般不宜超过20mm～25mm（碎石）或10～20mm（卵石）。
1.6引气剂
掺加引气剂，使混凝土具有适宜的含气量与气孔结构，即引气作用，这是寒冷地区混凝土在反复冻融循环，特别是与除冰盐共同作用的严酷条件下保持耐久性良好的重要保证，但是，由于引气作用对混凝土的强度，尤其是抗压强度有不利影响，而对高强混凝土的副作用就更为明显，这一点必须要注意到，要有相应的措施。
建议在配置高强度混凝土时掺用磨细粉煤灰，有相关试验得出如下结论：
1）掺用磨细粉煤灰可以显著降低混凝土的收缩率，ＦＰＣ（掺用磨细粉煤灰的高强度混凝土）的收缩率仅为ＰＣ（标准混凝土）的49.7%。
2）ＦＰＣ的早期膨胀率比ＰＣ大，但后期ＰＣ的膨胀率比ＦＰＣ增长得快。
3）ＦＰＣ可以大幅度提高混凝土的体积稳定性。在混凝土中掺用适量磨细粉煤灰，收缩率比普通混凝土减少1/2。
2 施工工艺
2.1浇筑
混凝土浇筑的主要目标是尽可能快而有效的地使混凝土一次浇筑，避免离析，并能充分压实。现场浇筑时，应尽量做到以下几点：①尽可能使混凝土一次浇筑到位，避免混凝土堆积或倾斜，对下料斗的出料严格控制，缓缓推动料斗，从而形成带状浇筑；②整层浇筑，避免大块或斜层浇筑，这样往往容易造成混凝土离析（特别是当新制混凝土不具粘合性时），每层浇筑厚度应予以限制，采用薄层浇筑方法，一般每层厚度不超过30cm，以免顶层混凝土的重量使底层的空气无法逸出，滞留在内的空气导致混凝土捣实不全，使表面出现缺陷；③尽可能快地灌筑混凝土，但这一速度不能超过震捣施工方法和设备允许的限度，一般混凝土浇筑速度在15m3/h左右，灌筑与振捣的速度应协调、均衡；④应避免浇筑过程中断和推迟，导致表面色彩不匀；⑤增加混凝土浇筑时靠近模板的布料点，保证混凝土骨科能流到保护层和保护层混凝土的均匀性，防止混凝土表面因灰浆过多而出现表面裂缝；⑥降低混凝土入模温度，如何降低混凝土入模温度是施工控制的重点之一，可以采取水泥罐加遮阳棚，并洒冷水降温，砂石料洒冷水降温，并用篷布覆盖，拌合用水采用井水，必要时加冰块或增加制冷机组，充分利用温低的时间浇筑混凝土等措施，保证混凝土入模温度不高于32℃（冬季施工混凝土入模温度不低于5℃），并且保证混凝土浇筑后混凝土的内外温差不超过25℃。
2.2震捣
结合剪力墙面窄、墙高、配筋多等特点，可采用附着式振捣器配以插入式高频振捣棒相结合的震捣方式。
混凝土振捣的目的就了尽可能减少不必要的滞留气泡，使气泡降到1%以下。滞留空气的数量与和易性有关，坍落度为7.5cm的混凝土含气量为5%，坍落度为2.5cm的混凝土含气量为20%。
采用附着式振捣器配以插入式振捣棒进行。一般剪力墙截面较窄，深度较深，加之较密的配筋，插入式振捣棒很难插到底，只有靠附着式振动器振捣。附着式振捣器的数量和间距应该符合下列要求：①无论朝什么方向，它们之间的间距控制在3m左右；②在接合处和拐弯的地方，它们的有效距离将缩短，所以可安置在距角落和交会处2m的地方，常设置双排振捣器及梅花状布置。③在混凝土施工开始前，打开振捣器并用手在模板上移动，以感受振动，并且看看是否有明显的强、弱区，特别是确定没有死角，否则要调整振捣器的位置，在全区域内获得一致的振捣效果[2]。
振捣棒留在混凝土中的时间和附着式振捣器开动时间长度没有一个明确的规定，这取决于混凝土的和易性以及振捣棒自身的尺寸。时限范围大致5～20s。对于坍落度为5～7.5cm的混凝土来说，时限10s是比较准确的。当出现下列情况之一时，可以认为高强混凝土已经震捣到位：一看，当停止冒气泡时，则表明混凝土已经经过充分振捣，气泡与振捣的距离也是判断其作用范围的有效标志，或者当混凝土表面出现一层薄薄的闪闪发光的水泥浆，则表明混凝土已经被捣实；二听，当插入振捣棒时，通常声音频率会降低，而当音高变得稳定时，则表明混凝土中没有滞留空气。
2.3养护
由于高强混凝土的水胶比小，通常泌水少或不泌水，因此须在浇注后立即进行湿养护，以防止塑性收缩裂缝的产生，由于其胶凝材料用量较大，为防止内外温差较大出现温度裂缝，必要时应采取保温措施。
高强混凝土养护应注意：
2.3.1加强混凝土外部保温内部降温措施，浇筑混凝土前可在模板外缠花塑料布后再包裹棚布，保证混凝土内外温差不大于25℃，减少混凝土外表层与其环境温差，若混凝土环境温差与混凝土外表温差较大，宜在模板外、缠花塑料布内设置保温层或通少量蒸气提高环境温度。混凝土顶面要及时覆盖洒水保湿、保温养生，达到一定强度后要及时凿毛，露出石子[3]。
2.3.2混凝土自然养护时间为2～4小时，蒸气养护时应控制好升降温速度，升温时应控制在15℃/h，防止升温过快混凝土表面体积膨胀太快而产生裂缝。恒温时是混凝土强度增长的主要阶段，恒温温度和时间是恒温期决定混凝土强度及物理力学性能的工艺参数。混凝土在恒温时的硬化温度取决于水泥品种、水灰比。有活性掺合料的高强混凝土恒温要比普通混凝土高，一般要达到70℃左右，相对温度保证在70～100%。降温时，应控制在10℃/h，而且养护罩要密闭，当混凝土温度与外界温度不超过20℃时方可撤出护罩，冬季施工时尤其注意，否则会出现结构沿预留管道方向产生裂纹和其它收缩裂纹。拆模时，如果外界温度高于10℃应对梁体洒水养护。切勿猛浇大量冷水，以免混凝土突然降温而产生裂纹，拆模后要加以覆盖养护防止降温过快产生裂纹。
2.3.3高强混凝土的养护控制。高强度混凝土在浇完毕后应在8小时内加覆盖并浇水或喷洒养护剂养护，浇水养护日期不得少于14天。由于高强混凝土水灰比低，部分水泥得不到水化，因而易引起后期强度降低或结构开裂，所以养护显得尤其重要，一般尽量避开炎热天气下施工，如混凝土量不多可安排在早、晚施工，否则必须采取降温措施。
2.4运输
高强混凝土的拌制和运输过程中应注意：①要采用拌合性能好的搅拌设备，卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短的时间内将其搅拌均匀，采用其它设备时须经验证拌合物的均匀性；②制备高强混凝土时各种原材料的计量应准确，使出机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，要控制砂石含水量；③高强混凝土运输与浇注宜采用罐车和泵送。
2.5温控
剪力墙高强混凝土体积大，热量不易散失，应该在浇筑后及时布置测温点，进行温度的测量和控制，并根据检测结果及时采取必要措施。
应该在混凝土表面、中间及变截面处应力集中的部位设计测温点，进行温度跟踪，采用温度计观测记录各测温点温度及环境温度，测温频率为1次/2h，做好记录，通过分析，采取必要措施，如调整冷却水流速及流量等，以些调节混凝土内部温度。延长拆模时间，待混凝土内部最高温度降到50℃左右再拆模，拆模后及时洒温水（水温根据混凝土表面温度定）覆盖保湿、保温养生至少14d。
3 施工实例分析
湖南某县城金融单位办公楼项目，地上五层，地下一层，框架结构，项目东侧二层是金库，采用剪力墙结构，C50混凝土，双向配筋，配筋较密，剪力墙施工正值7月份，白天室内外温度45℃左右，天气炎热。出于对施工质量的考虑，在剪力墙施工时，采用了如下措施：
①严格骨料配置，优选掺合料和添加剂。
项目靠江，所以选择15mm以下的卵石，采用硅酸盐水泥并掺粉煤灰，高效减水剂。
②优化施工工艺，提高浇筑质量。
由于施工时值夏天，白天温度很高，不宜浇筑，所以剪力墙高强混凝土选择在深夜浇筑；骨料在拌和前浇洒低温自来水；浇筑时严格控制出料口和浇筑面的高差，避免混凝土离析，两台混凝土泵同时浇筑，一面墙一次性浇筑完毕；采用附着式振捣器配以插入式高频振捣棒相结合的方式进行震捣，确保混凝土密实，在剪力墙底部、中部和中上部采用附着式振捣器，墙体双面模板同时安装四台震捣器，墙体上部采用多台高频震捣棒同时震捣，并严格按照“快插慢拔、直上直下”的原则，采用梅花型布置震捣点，并控制点间距不大于R(震动器的影响半径，一般为40cm)，震捣上层混凝土时插入下层混凝土70mm左右，尽量避免震捣棒碰上钢筋。
③严格养护措施
混凝土浇筑时温度高，浇筑后及时养护，派专人负责洒水、盖草袋；在墙体下部、中部和底部布置测温点，严格控制混凝土内部温度和内外温差，每隔2小时测温一次，并做记录，绘制温度曲线。
采用如上措施后，经过观察和测量，该项目剪力墙高强混凝土的施工质量很好，回弹仪检测后认为强度达到要求，拆模后混凝土表面平整、无裂缝，达到设计要求，业主和监理都很满意。
4 结束语
高强混凝土在保证结构强度的同时，能有效地减轻结构自重，降低造价，所以，高强混凝土的运用越来越广泛。然而，如果控制不好，高强混凝土的施工很容易出现质量问题。本文研究了高强混凝土的施工质量控制要点，并以某金库工程为例，探讨了高强混凝土控制要点在工程上的运用，实例证明，这些施工要点和措施能够比较好的保证高强混凝土的施工质量。
参考文献：
[1] 孙庆龙：谈高强度混凝土的配置及应用。经济技术协作信息，2004，（837）：62
[2] 王照华：浅谈控制桥梁高强度混凝土施工质量的几个关键问题。铁道建筑技术，2003，（2）：39～41
[3] 戴明逊：滨州黄河二桥索塔大体积高强度混凝土施工控制。华东公路，2002，（139）：37～42
[4] 赵志缙：应惠清。建筑施工。上海，同济大学出版社，2000，127～136
作者单位：湖南东升建筑股份有限公司
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