高性能混凝土施工工艺研究探讨

路征 刁维建

【摘要】为满足现代城市建筑工程结构耐久性要求，建筑结构物必须采用高性能耐久性混凝土。建筑结构所用工程材料，必须符合国家和部门的有关标准和要求，混凝土结构所采用的高性能耐久性混凝土，必须采用具有自动计量和检测装置的拌合站进行拌合集中拌和混凝土，搅拌运输车运送至施工地点，混凝土浇筑必须采用泵送混凝土。

【关键词】建筑工程；高性能混凝土；配合比设计

1、原材料选择

1.1 水泥。水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混合材宜为矿渣或粉煤灰，有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土，也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥。不宜使用早强水泥。

1.2 细骨料。细骨料应选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、空隙率小的洁净天然中粗河砂，不得使用机制砂。细骨料的颗粒级配（累计筛余百分数）应满足规范规定。采用天然河砂配制混凝土时，砂中含泥量、泥块含量、云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐等有害物质的含量应符合规范的规定。当砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物雜质时，应进行专门检验，确认能满足混凝土耐久性要求时，方能采用。

1.3 粗骨料。粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石，也可采用碎卵石或卵石，不宜采用砂岩碎石。粗骨料的最大公称粒径不宜超过钢筋的混凝土保护层厚度的2/3 ，且不得超过钢筋最小间距的3/4。配制强度等级C50及以上。预应力混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。

1.4 超细活性掺合料。矿物掺和料应选用品质稳定的产品。矿物掺和料的品种宜为粉煤灰、磨细粉煤灰、磨细矿渣粉或硅灰。粉煤灰、磨细矿渣粉、硅灰的技术要求应满足规范的规定。

1.5 水。拌和用水可采用饮用水。当采用其他来源的水时，水的品质应符合规范要求。当混凝土处于氯盐环境时，拌和用水中C1一含量应不大于200mg/L。

1.6 高性能外加剂。外加剂应采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、质量稳定、能明显提高混凝土耐久性能的产品。外加剂与水泥之间应有良好的相容性。采用适宜的专用复合外加剂或超塑化剂、高效减水剂、缓凝剂、膨胀剂等以达到高流态、低水胶比、可泵性、低坍落度损失、低泌水性、少裂缝、高抗渗性的高性能。

2、配合比设计

2.1 拌合物性能设计。混凝土的配合比，根据混凝土设计强度等级、混凝土耐久性设计强度等级、混凝土耐久性、原材料品质以及施工工艺对工作性的要求，通过计算、试配、调整等步骤选定。配制的混凝土拌和物应满足施工要求，配制成的混凝土应满足设计强度、耐久性等质量要求。

2.2 试验配合比设计方法。混凝土适宜配合比参数范围符合规范要求，高性能外加剂掺量按产品推荐值试配。根据设计要求，初步选定混凝土的水泥、矿物掺和料、骨料、外加剂、拌和水的品种以及水胶比、胶凝材料总用量、矿物掺和料和外加剂的用量。施工单位应事先对水泥供应商提供的水泥熟料的化学成分和矿物组成、混合材种类和数量进行核实。

2.3 施工配合比调整。投入批量生产前，根据试验室配比和骨料的级配、含水量换算。施工生产配比根据拌和站计量精度，允许波动值确定施工生产配比的允许波动值。批量施工生产过程中，拌和站操作手根据在线检测的砂石料含水量和允许施工配比波动值实时调整投料数量。

3、混凝土拌和

3.1 拌和设备。采用具有自动计量的拌和站，配置3至4只粉料储料罐，分别储存水泥、粉煤灰等。配置4组骨料配料仓，料仓出料口由气动阀控制，并安装在线含水量检测仪器，可在线连续检测砂石实际含水量，及时对混凝土配合比进行调整。

3.2 投料方法。粉煤灰和硅灰均采用罐装，螺旋送料器自动计量送料。粉体外加剂和液体外加剂均采用罐装自动计量添加，禁用人工投料。

3.3 搅拌投料顺序。1）外加剂为粉/粒状时的搅拌投料顺序。（细骨料+水泥+矿物掺和料）→搅拌均匀→加入所需用水量→砂浆充分搅拌。粉啦状外加剂→充分搅拌→投入粗骨料→继续搅拌至均匀。2）外加剂为液体时的搅拌投料顺序。 （细骨料+水泥+矿物掺和料） →搅拌均匀→加入所需用水量→砂浆充分搅拌→液体外加剂→充分搅拌→投入粗骨料→继续搅拌至均匀。

4、混凝土运输

采用混凝土运输罐车运送混凝土，确保浇筑工作连续进行，不得采用机动翻斗车、手推车等工具长距离运输混凝土。运输混凝土过程中，保持运输混凝土的道路平坦畅通，保证混凝土在运输过程中保待均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作性能。运输混凝土过程中，对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高（夏季）或受冻（冬季）。采取措施防止水分进入运输容器或蒸发，严禁在运输过程中向混凝土内加水。减少混凝土的转载次数和运输时间，从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间以不影响混凝土的各项性能为限。

5、混凝土浇筑

混凝土入模前，测定混凝土的温度、坍落度和含气量等工作性能，只有拌和物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑，当设计无要求时，混凝土的入模温度宜控制在5℃至30℃。当混凝土有抗冻性设计要求时，混凝土的入模含气量，根据配合比规定的0.5h含气量进行控制，控制偏差为±1.0%。塑性混凝土的入模坍落度，按工艺设计的规定值进行控制，控制偏差为±20mm。混凝土的浇筑采用分层连续推移的方式进行，混凝土的一次摊铺厚度不宜大于600mm（当采用泵送混凝土时）或400mm（当采用非泵送混凝土时）。间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。浇筑竖向结构的混凝土前，底部应先浇入50mm至100mm厚的水泥砂浆（水灰比略小于混凝土）。炎热季节浇筑混凝土时，应避免模板和新浇混凝土直接受阳光照射，保证混凝土入模前模板和钢筋的温度，以及附近的局部气温均不超过40℃。尽可能安排在傍晚而避开炎热的白天浇筑混凝土。在低温条件下（当昼夜平均气温低于5℃或最低气温低于﹣3℃时）浇筑混凝土时，采取适当的保温防冻措施，防止混凝土提前受冻。

6、混凝土养护

6.1 现浇混凝土结构或预制构件的养护。混凝土振捣完成后，尽量减少暴露时间，并用塑料薄膜紧密覆盖混凝土暴露面，防止表面水分蒸发。现浇结构或构件尽量延迟混凝土的拆模时间，混凝土带模养护期间，采取带模包裹、浇水或喷淋洒水等措施进行保湿、潮湿养护。当采用喷涂养护液养护时，应确保不漏喷。混凝土养护期间注意采取保温措施，防止混凝土表面温度受环境因素影响（如曝晒、气温骤降等）而发生剧烈变化。大体积混凝土施工前应制定严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足设计要求。当设计无要求时，大体积混凝土内外温差不宜超过20℃。

6.2 蒸汽养护混凝土预制构件的养护。蒸汽养护分静停、升温、恒温、降温四个阶段。静停期间保持环境温度不低于5℃，浇筑完4h至6h后方可升温，升温速度不得大于15℃/h，恒温期间混凝土内部温度不宜超过60℃，最大不得超过65℃，恒温养护时间根据构件脱模强度要求、混凝土配合比情况以及环境条件等通过试验确定，降温速度不得大于15℃/h。混凝土养护期间，对有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制棍凝土的内外温差满足要求。

7、结语

完善的施工方案、充分的原材料准备、合理的机械设备配置是高性能混凝土顺利完成的基本要素。高性能棍凝土的施工必须从原材料、配合比开始控制。严格施工过程控制是高性能混凝土施工成功的关键。