浅谈混凝土的耐久性及其施工控制

1省公路学会淮北片区2012年学术交流材料论文题目《浅谈混凝土的耐久性及其施工控制》作者张茂坤2012—10—21单位：阜阳市公路工程有限责任公司2省公路学会淮北片区2012年学术交流材料浅谈混凝土的耐久性及其施工控制作者张茂坤2012-10-21摘要：本文针对道路与桥梁混凝土工程存在的耐久性问题，简单介绍了影响混凝土结构耐久性的主要因素，及提高混凝土耐久性的几种基本方法，并结合在施工过程中的体会，详细介绍了在道桥混凝土工程施工中应注意的控制环节和具体措施。关键词：混凝土耐久性施工质量控制引言目前，我国的道路、桥梁工程都在大规模的建设中，而这些道路与桥梁工程大多数是混凝土工程。如何能保质保量的完成这些工程，如何提高这些工程结构的耐久性，使其能保持长久的使用寿命，最大限度地发挥道路、桥梁工程建设的作用，已成为交通行业日益关注的焦点，不仅要在设计上引起重视，更要在施工上引起高度重视。为此，结合本人在工程施工中的体会，从目前混凝土工程存在的耐久性问题入手，详细介绍了在混凝土工程施工中应注意的的质量控制环节和措施。1混凝土结构耐久性的主要影响因素混凝土工程在建设和使用过程中，往往会受到不同程度的损害和破坏；混凝土受到损害和破坏的因素主要有：混凝土材料的自身特性、混凝土结构的设计与施工质量，混凝土结构所处的环境条件和防护措施以及钢筋锈蚀、冻融破坏、氯离子侵蚀，混凝土碳化等。2提高混凝土耐久性的主要方法目前提高混凝土耐久性的方法主要有以下几种：（l）掺入高效减水剂：掺入高效减水剂可以在保证混凝土拌和物和易性的同时，尽可能降低用水量，减少水灰比，提高混凝土的密实性，进而提高混凝土的抗渗、抗冻性能，对混凝土的强度和耐久性能有显著的效果。（2）掺入高效活性矿物掺料：矿物掺合料主要包括矿渣、硅灰、沸石粉、粉煤灰、火山灰、磨细石灰石粉、磨细石英砂粉等。矿物掺合料加入到混凝土中后能够产生填充效用，可用于代替部分水泥，从而改善混凝土的结构，改善混凝土的耐久性。大量研究表明：矿物3掺合料能有效改善混凝土的性能，改善混凝土内孔结构，填充内部空隙，提高密实度。大掺量矿物掺和料的混凝土还能抑制碱集料反应，普通混凝土中掺入活性矿物掺料，还能改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的，使混凝土结构更为致密。因而掺活性矿物掺和料是提高混凝土耐久性的有效措施。（3）要有合适的保护层厚度：混凝土的保护层不仅可以阻止外界腐蚀介质氧气和水分的渗入，而且混凝土的高碱度还可以使钢筋表面形成钝化膜，它对钢筋有着保护作用，但过厚的钢筋保护层对控制混凝土产生表面裂缝不利。因此，混凝土配筋设计中应在增加保护层厚度与控制构件裂缝之间寻求一个合适的保护层厚度，使混凝土保护层在不开裂的条件下最大限度地发挥其保护钢筋的作用。（4）加强构造配筋，防止和控制混凝土裂缝：在结构设计方面，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，还要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程中大量出现的非工作裂缝。提高混凝土耐久性的方法很多，为了确保混凝土结构的耐久性，除采取上述措施之外，还需加强养护和充分振捣、避免过早拆模等措施。3混凝土耐久性的施工质量控制措施为了保证混凝土质量，提高混凝土的耐久性，在混凝土施工的每道工序中，应加强施工过程的技术和质量控制，主要从以下几个方面入手：3.l设计合理的混凝土配合比首先，加强材料管理，严把质量关。选择合格的水泥、砂、石。原材料应根据混凝土的工程特点及所处环境条件合理地选用；砂控制细度、含泥量、级配等，应优先选择质地优良的中、粗砂；碎石宜采用质地坚硬、洁净、级配良好、粒碎型接近方正体的碎石，碎石控制吸水率、压碎值、坚固性、含泥量、泥块含量、有机物等。此外，还应及时测定砂、石含水量水率，将设计配合比换算为施工配合比，并及时检查原材料是否与设计用原标料相符，如不符，应及时调整配合比。水泥、外加剂以及混凝土中氯化物的含量和碱含量的控制，应符合《公路桥涵施工技术规范》的要求，绝对不允许不合格品进场，另外与原材料不符应立即采取相应措施，以保证混凝土质量。其次，要控制水灰比和水泥用量。严格控制水灰比，控制水泥用量是保证混凝土密实性，提高混凝土耐久性的重要措施。最大水灰比的限值不得超过规范中表1规定。4表1混凝土的最大水灰比、最小水泥用量环境类别环境条件最大水灰比最小水泥用量（kg/m3)最低混凝土强度等级Ⅰ温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀的水或土接触的环境0.55275C25Ⅱ严寒地区的大气环境、使用除冰盐环境、滨海环境0.50300C30Ⅲ海水环境0.45300C35Ⅳ受侵蚀性物质影响的环境0.40325C353.2混凝土的拌制（1）搅拌过程中应保证计量的准确性，严格按照施工配合比的要求生产，不定期检查搅拌时间及混凝土拌合物的稠度、含气量、水灰比、水泥含量及均匀性等，并适时测定砂、碎石的含水率和调整配合比。（2）拌制混凝土的上料顺序一般为碎石、水泥、砂，最后加入水；如用外掺剂，掺合料应采用和水泥相同的输送方式掺入，外加剂要以稀释的溶液加入。（3）拌制时间正常为3分钟，一般不少于2分钟。混凝土搅拌时间过短，不能获得高质量拌合物，为此必须控制搅拌时间，搅拌最短时间不能少于表2的规定。（4）在浇筑混凝土时，应进行坍落度测定（每工作班至少二次），坍落度应符合标准设计的要求。（5）混凝土拌合物运输至浇注地点后应不发生分层离析现象，否则，应进行二次搅拌。表12混凝土搅拌的最短时间（单位/s）混凝土塌落度/cm搅拌机类型搅拌机容积250L250~500L500L≤3自落式90120150强制式6090120≥3自落式9090120强制式6060903.3混凝土的运输5混凝土的运输由施工条件决定，混凝土在运输过程中应满足下列要术：（1）混凝土运输过程中，道路应整平，运输工具应不漏浆，并应保证混凝土拌合物由搅拌机出料到运输、浇筑完毕，不超过表3所规定的凝结时间，如超过凝结时间，应留置施工缝。表3混凝土的凝结时间（单位/min）混凝土标号温度≤25℃＞25℃≤C30210180＞C30180150（2）保持混凝土拌合物的均匀性，使运输过程中混凝土拌合物不致产生分层、离析、漏浆等现象，并保证混凝土浇筑时所要求的和易性。（3）在冬期施工中，还应采取保温措施，减少运输过程中热量的损失。3.4混凝土的浇筑3.4.1浇筑前的准备工作（1）应对模板、支架、钢筋、预埋螺栓、预埋铁件的质量、数量、位置逐一检查，并作好记录；（2）与混凝土直接接触的模板应涂刷脱模剂，要清刷干净浇筑部位内残存的杂物，并清除粘在钢筋表面的污物。（3）垫好钢筋垫块，保证各部位钢筋保护层厚度符合规定要求。3.4.2混凝土的浇注（1）混凝土结构及构件宜整体浇筑，不宜留施工缝。当必须有施工缝时，其位置及构造不得有损于结构的耐久性。（2）拌合的混凝土应尽快入模，应以适当的速度浇筑混凝土，混凝土自由下落的高度不宜大于2.0m。（3）混凝土应充分振捣，对厚度较大的楼板以及梁、柱、地下室底板、基础等结构，应分层进行浇灌和振捣。（4）混凝土达到初凝时，应用抹子将混凝土表面层抹平。（5）应视浇灌部位的不同，选择不同塌落度的混凝土。6（6）对于钢筋较密或厚度较薄的竖向结构，不得用料斗直接往里倾倒混凝土；在平面结构上用料斗倾倒混凝土时，应均匀；对拱形或人字形结构的梁或板，应采取对称、分块浇灌的措施。3.5混凝土振捣混凝土的振捣是浇筑混凝土的关键工序，在混凝土浇筑过程中，应注意以下几点：（1）应保证钢筋保护层厚度的尺寸和钢筋定位的准确性，混凝土浇筑时的入模温度应按照规范实行严格的温度控制。（2）采用合理的振捣方式和振捣方法，并掌握适宜的振捣时间。（3）浇筑和振捣混凝土时，应经常观察模板、支架、钢筋、预埋件和预留孔洞的情况，发现问题及时予以处理。3.6混凝土的拆模混凝土的拆模时间要考虑拆模时混凝土的强度和温度。3.7混凝土的养护对混凝土的养护是保证混凝土正常凝结硬化并产生足够强度的必不可少的条件。（1）在混凝土浇筑完成后，在12h内立即采取合理养护措施，控制混凝土表面裂缝；且浇水养护不得少于7d，使用早强剂的混凝土养护时间不得少于3d，对掺有外加剂或有抗渗要术的混凝土，不得少于14d。（2）平均气温低于5℃或最低温度低于10℃时，必须采用冬季施工和保温措施；（3）大体积混凝土的养护，应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施。3.8施工进度的控制施工进度是工程施工控制的主要目标之一。混凝土的质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，坚决改变施工进度越快越好的观念，应按照进度并保质保量的完成。综上所述，在混凝土施工中应从各个方面控制混凝土质量，从而确保整个工程质量。4结论7混凝土工程易产生质量问题，这些问题的发生是原材料、设计和施工以及环境等方面的因素造成的。因此，在设计、生产和施工过程中的每一道工序要进行严格检查，严格按国家、行业规范，采用正确的施工方法和工艺及时收集环境变化信息，并在施工过程中建立严密的质量管理体系，防止和减少混凝土质量问题的发生，确保混凝土质量。进而提高混凝土结构的耐久性，提高道路、桥梁构筑物的使用寿命。参考书目[1]公路桥涵施工技术规范：JTG/TF50-2011/中交第一公路工程局有限公司主编.—北京：人民交通出版社，2011.7[2]新编桥梁施工工程师手册/向中富，皱毅松，杨寿忠主编.—北京：人民交通出版社，2011.6[3]张誉年.混凝土结构耐久性概论[M].2003