论文部分内容阅读
摘 要:随着水运交通建设的发展,水运工程的构筑物及大型设备基础等都采用体积庞大的混凝土结构。大体积混凝土已大量用于水运工程建设中。本文对水运工程施工中混凝土质量的影响因素进行了深入的探讨。
关键词:水运工程;施工;混凝土;影響因素
随着我国经济社会的快速发展,近年来水运事业和港15建设发展迅猛,特别是结构可靠度设计理论的广泛应用、节能和环保新技术的突破等对水运工程混凝土结构设计提出了新要求。为充分发挥规范对结构设计的指导作用,及时吸纳国内外的先进技术,保持规范的先进性,部水运局组织行业有关单位对《运工程混凝土结构设计规》进行修订。新修订的规范结合我国水运工程的特点、现状和发展趋势,对水运工程混凝土结构设计方法、材料、构造、构件等进行了全面的完善和补充,内容更系统、结构更完善,科学性、合理性和可操作性更强,并在充分吸收国内外相关技术发展成果的基础上保持了适度的前瞻眭。
一、原材料的质量影响及控制
混凝土是指将水泥、砂石骨料、水、掺合料和外加剂等原材料按一定比例拌制成混合物,经凝固硬化而黏结、养护成为具有一定强度的实体。原材料是组成混凝土的根本,原材料质量的好坏直接影响到混凝土质量的好坏。因此要选择优质原材料,在满足国家标准要求的情况下,还要满足水利水电行业标准。
1.水泥
水工建筑物在不同的环境下对水泥的品种质量有不同的要求。大体积混凝土常用中低热硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等;环境水对混凝土有侵蚀时,应根据侵蚀类型及程度采用高抗硫酸盐水泥、中抗硫酸盐水泥、硅酸盐水泥掺30%以上的I 或Ⅱ粉煤灰。水泥细度对水泥的水化速度、水泥的需水量、放热速度以及强度都有较大影响,水泥颗粒愈细,水化反映越快而且充分,水泥早期强度也越高,但是水泥颗粒越细,其发热量也越大,而且放热速度快,体积收缩率大。水泥细度还会影响混凝土的抗冻性、抗裂性。另外,减少水泥熟料中铝酸三钙(C3A)含量,可提高混凝土的抗裂和抗耐磨性能。
2.骨料
粗骨料的质量对混凝土性能的影响主要有:颗粒级配、含泥量及泥块含量、碎石强度和压碎值。碎石的级配对于混凝土的和易性、强度、抗渗性、抗冻性以及经济性等都有一定的影响。大体积混凝土应尽量采用较大粒径的石子,可以降低砂率、混凝土用水量与水泥用量,提高混凝土强度,减少混凝土升温及干缩裂缝;泥吸水湿润时膨胀,干燥时收缩,黏土含量多对混凝土强度、干缩、徐变、抗渗、抗冻融及抗磨损等均产生不良影响;石子的强度和压碎值指标直接影响混凝土的强度和变形性能,对高强度混凝土的影响更为明显。水工混凝土常用的细骨料有天然砂(河砂、山砂等)、人工砂及混合料(人工砂与天然砂混合而成)等三种。砂的颗粒级配合理与否直接影响到混凝土拌合物的稠度;砂的细度模数是衡量砂子粗细程度的重要参数,采用合理的细度模数砂子拌制的混凝土和易性、均匀性较好,强度也较高;砂中的含泥若包裹在砂表面,不利于砂与水泥的黏结,将会影响混凝土强度及耐久性,特别是黏土的体积不稳定,干燥时收缩、潮湿时膨胀,对混凝土有干湿体积变化效应的破坏作用。
3.外加剂
在水工混凝土中掺入具有减水、缓凝及增加耐久性的外加剂,如木质素磺酸盐减水剂、糖蜜塑化剂、松香皂引气剂(在有抗冻性要求的地区或部位必须掺入),以及掺入适量的
优质掺合料,如粉煤灰等,对改善混凝土拌合物的和易性及提高耐久性都具有明显效果。
二、水工混凝土配合比的合理设计与调整
混凝土配合比的设计,就是根据混凝土不同的设计要求给出各原材料的最佳组合用量,从而达到混凝土的最佳使用效果和最经济的原材料使用量。
1.配合比合理设计的前提
要合理设计水工混凝土的配合比,前期一定要了解混凝土构筑物对混凝土的性能要求,重点是各种强度和耐久性要求及构件截面的大小、钢筋布置的疏密,以便考虑采用水泥品种及粗骨料粒径的大小等参数;要了解是否有特殊性能要求,了解施工工艺,如输送、浇筑的方法、使用机械的程度,主要是对混凝土的工程性能和凝结时间的要求,便于选用外加剂及其掺量;现有原材料的试验结果,根据这些资料合理地选用适当的设计参数,确定最终的设计配合比。
2.施工配合比的调整
试验室配合比是根据混凝土特性和质量要求决定的,所以施工配合比的调整首先要考虑保证试验室配合比混凝土所能达到的所有性能。水灰比是决定混凝土性能的一项最重要的指标,调整必须保证混凝土的水灰比不变;耐久性要求混凝土要保证有一定的含气量,所以配合比的调整要保证混凝土的含气量在要求范围内;调整后的混凝土拌和物需满足施工的坍落度、和易性要求。根据现场测定数据调整引气剂用量可控制混凝土的含气量,而水灰比的控制则必须同时考虑砂、石、水比例的调整。
三、搅拌、浇筑、养护对水工混凝土质量的影响
除原材料的质量与配合比对水工混凝土的质量影响因素外,水工混凝土的搅拌、浇筑、养护也是影响混凝土质量的因素,具体表现为:在混凝土搅拌过程中,对水灰比控制不严,任意增加用水量;骨料称量不准,搅拌时颠倒上料顺序,搅拌时间过长,混凝土拌和不均匀等;浇筑时对混凝土振捣不密实,发生离析泌水现象,没有及时采取有效的纠正措施,造成混凝土强度不够;养护时没有按规范要求的养护方法、养护时间对浇筑完成的混凝土进行及时妥善的养护,以致造成混凝土的质量低落。
另外混凝土拌和用水对混凝土性能的影响主要体现在对凝结时间、强度、耐久性的影响等方面。拌和水中如果含有氯离子或二氧化碳,会造成建筑物强度和耐久性降低,危及混凝土结构安全,使建筑物使用寿命缩短甚至毁坏。
四、结语
水运工程中混凝土施工是形成工程项目实体的关键,所以在施工中要综合各种对施工质量造成影响的因素,积极采取各种措施和解决方案,最终建成具有高质量和使用价值的水利工程建筑,方便人们的生产和生活需要。
参考文献
[1]江正荣.建筑施工工程师手册[M].中国建筑工业出版社,2009.
[2]赵永新.加强建筑施工的现场管理浅论[J].大众商务,2009(4).
关键词:水运工程;施工;混凝土;影響因素
随着我国经济社会的快速发展,近年来水运事业和港15建设发展迅猛,特别是结构可靠度设计理论的广泛应用、节能和环保新技术的突破等对水运工程混凝土结构设计提出了新要求。为充分发挥规范对结构设计的指导作用,及时吸纳国内外的先进技术,保持规范的先进性,部水运局组织行业有关单位对《运工程混凝土结构设计规》进行修订。新修订的规范结合我国水运工程的特点、现状和发展趋势,对水运工程混凝土结构设计方法、材料、构造、构件等进行了全面的完善和补充,内容更系统、结构更完善,科学性、合理性和可操作性更强,并在充分吸收国内外相关技术发展成果的基础上保持了适度的前瞻眭。
一、原材料的质量影响及控制
混凝土是指将水泥、砂石骨料、水、掺合料和外加剂等原材料按一定比例拌制成混合物,经凝固硬化而黏结、养护成为具有一定强度的实体。原材料是组成混凝土的根本,原材料质量的好坏直接影响到混凝土质量的好坏。因此要选择优质原材料,在满足国家标准要求的情况下,还要满足水利水电行业标准。
1.水泥
水工建筑物在不同的环境下对水泥的品种质量有不同的要求。大体积混凝土常用中低热硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等;环境水对混凝土有侵蚀时,应根据侵蚀类型及程度采用高抗硫酸盐水泥、中抗硫酸盐水泥、硅酸盐水泥掺30%以上的I 或Ⅱ粉煤灰。水泥细度对水泥的水化速度、水泥的需水量、放热速度以及强度都有较大影响,水泥颗粒愈细,水化反映越快而且充分,水泥早期强度也越高,但是水泥颗粒越细,其发热量也越大,而且放热速度快,体积收缩率大。水泥细度还会影响混凝土的抗冻性、抗裂性。另外,减少水泥熟料中铝酸三钙(C3A)含量,可提高混凝土的抗裂和抗耐磨性能。
2.骨料
粗骨料的质量对混凝土性能的影响主要有:颗粒级配、含泥量及泥块含量、碎石强度和压碎值。碎石的级配对于混凝土的和易性、强度、抗渗性、抗冻性以及经济性等都有一定的影响。大体积混凝土应尽量采用较大粒径的石子,可以降低砂率、混凝土用水量与水泥用量,提高混凝土强度,减少混凝土升温及干缩裂缝;泥吸水湿润时膨胀,干燥时收缩,黏土含量多对混凝土强度、干缩、徐变、抗渗、抗冻融及抗磨损等均产生不良影响;石子的强度和压碎值指标直接影响混凝土的强度和变形性能,对高强度混凝土的影响更为明显。水工混凝土常用的细骨料有天然砂(河砂、山砂等)、人工砂及混合料(人工砂与天然砂混合而成)等三种。砂的颗粒级配合理与否直接影响到混凝土拌合物的稠度;砂的细度模数是衡量砂子粗细程度的重要参数,采用合理的细度模数砂子拌制的混凝土和易性、均匀性较好,强度也较高;砂中的含泥若包裹在砂表面,不利于砂与水泥的黏结,将会影响混凝土强度及耐久性,特别是黏土的体积不稳定,干燥时收缩、潮湿时膨胀,对混凝土有干湿体积变化效应的破坏作用。
3.外加剂
在水工混凝土中掺入具有减水、缓凝及增加耐久性的外加剂,如木质素磺酸盐减水剂、糖蜜塑化剂、松香皂引气剂(在有抗冻性要求的地区或部位必须掺入),以及掺入适量的
优质掺合料,如粉煤灰等,对改善混凝土拌合物的和易性及提高耐久性都具有明显效果。
二、水工混凝土配合比的合理设计与调整
混凝土配合比的设计,就是根据混凝土不同的设计要求给出各原材料的最佳组合用量,从而达到混凝土的最佳使用效果和最经济的原材料使用量。
1.配合比合理设计的前提
要合理设计水工混凝土的配合比,前期一定要了解混凝土构筑物对混凝土的性能要求,重点是各种强度和耐久性要求及构件截面的大小、钢筋布置的疏密,以便考虑采用水泥品种及粗骨料粒径的大小等参数;要了解是否有特殊性能要求,了解施工工艺,如输送、浇筑的方法、使用机械的程度,主要是对混凝土的工程性能和凝结时间的要求,便于选用外加剂及其掺量;现有原材料的试验结果,根据这些资料合理地选用适当的设计参数,确定最终的设计配合比。
2.施工配合比的调整
试验室配合比是根据混凝土特性和质量要求决定的,所以施工配合比的调整首先要考虑保证试验室配合比混凝土所能达到的所有性能。水灰比是决定混凝土性能的一项最重要的指标,调整必须保证混凝土的水灰比不变;耐久性要求混凝土要保证有一定的含气量,所以配合比的调整要保证混凝土的含气量在要求范围内;调整后的混凝土拌和物需满足施工的坍落度、和易性要求。根据现场测定数据调整引气剂用量可控制混凝土的含气量,而水灰比的控制则必须同时考虑砂、石、水比例的调整。
三、搅拌、浇筑、养护对水工混凝土质量的影响
除原材料的质量与配合比对水工混凝土的质量影响因素外,水工混凝土的搅拌、浇筑、养护也是影响混凝土质量的因素,具体表现为:在混凝土搅拌过程中,对水灰比控制不严,任意增加用水量;骨料称量不准,搅拌时颠倒上料顺序,搅拌时间过长,混凝土拌和不均匀等;浇筑时对混凝土振捣不密实,发生离析泌水现象,没有及时采取有效的纠正措施,造成混凝土强度不够;养护时没有按规范要求的养护方法、养护时间对浇筑完成的混凝土进行及时妥善的养护,以致造成混凝土的质量低落。
另外混凝土拌和用水对混凝土性能的影响主要体现在对凝结时间、强度、耐久性的影响等方面。拌和水中如果含有氯离子或二氧化碳,会造成建筑物强度和耐久性降低,危及混凝土结构安全,使建筑物使用寿命缩短甚至毁坏。
四、结语
水运工程中混凝土施工是形成工程项目实体的关键,所以在施工中要综合各种对施工质量造成影响的因素,积极采取各种措施和解决方案,最终建成具有高质量和使用价值的水利工程建筑,方便人们的生产和生活需要。
参考文献
[1]江正荣.建筑施工工程师手册[M].中国建筑工业出版社,2009.
[2]赵永新.加强建筑施工的现场管理浅论[J].大众商务,2009(4).