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【摘要】本文的研究旨在为不断涌现出的饰面混凝土工程施工提供一定程度上的理论指导作用,为饰面混凝土技术研究与发展起到抛砖引工的作用。
【关键词】饰面混凝土;流变性;耐久性设计
1.饰面混凝土性能与机理
饰面混凝土是一种集结构和装饰为一体的新型、高性能、绿色混凝土。同普通混凝土相比,其表观质量和耐久性被赋予了特殊的内涵。饰面混凝土硬化后的性能依赖于混凝土组材的选择、配合比的优化与设计、混凝土拌和物的工作性及施工工艺。由于饰面混凝土结构表面不作饰面层,混凝土面层直接作为饰面层,这对混凝土的工作性、耐久性提出了更为严格的要求。一方面,为满足实际工程的需要,特别是小截面结构、配筋率较高和有表面造型的饰面棍凝土工程,必须提高混凝土拌和物的坍落度,这样有利于混凝土输送、浇筑;有利于混凝土充分填充钢筋间隙、模板角隅;有利混凝土表面成型和造型饱满。另一方面,必须保证混凝土拌和物的稳定性、均匀性,减少混凝土的分层、离析、泌水现象的发生,保证混凝土硬化后的密实度,提高混凝土的抗渗性,改善混凝土的表面质量,减少色差、蜂窝、麻面等常见缺陷,使混凝土表面质感细腻,色泽均匀,最终获得良好表观质量。
充填性是指混凝土拌和物通过钢筋间隙等狭窄空间流到模板各个角落不被堵塞而均匀填充的性质。为满足饰面混凝土的表观质量和耐久性要求,混凝土拌和物应具有较高的填充性和抗堵塞能力。在配筋密集、模板形状复杂的情况下,流动性不足的混凝土充填性差。流动性主要受用水量的控制,随着用水量的增加,流动度逐渐增加,填充性也随之提高;但单纯通过增加用水量而提高的流动度增加到一定程度后,会产生流动性很大而豁聚性不足的情况,进而产生分层离析,粗集料在钢筋等障碍物处被堵塞,充填性不再提高,甚至下降。混凝土拌和物在流动时,各种固体颗粒,尤其是大尺寸的颗粒之间会产生剪切膨胀、碰撞、摩擦等作用,触发混凝土拌和物的堵塞和离析。由于水泥颗粒尺寸很小,其颗粒间的上述作用对混凝土整体的流动行为影响较小,故可视混凝土为集料的浆体是由固、液两相组成的物质。液体的变形能力比固体更大,而固休却有更大的抗剪能力和相应的剪胀性。
2.饰面混凝土施工工艺
饰面混凝士钢筋工程同普通混凝土基本相同,参照国家现行《混凝土结构施工质量验收规范》执行。考虑到饰面混凝土的外形尺寸、装饰功能的耐久性等因素,石:保证钢筋质量同时,必须保证钢筋放样、加工、绑扎与安装的准确性,质量要求明显高于普通混凝土。以确保混凝土保护层厚度,减少保护层厚度的离散性,提高饰面混凝卜的耐久性。由此可知,饰面混凝土模板设计的背楞和肋的刚度符合要求,但有较大的富余量,模板支撑体偏保守,经济性欠佳。因此,模板设计时,应兼顾模板的刚度、强度符合饰面混凝土性能要求,同时经济性最优。
饰而混凝土结构所采用的钢筋、钢丝、钢绞线及钢筋机械连接件的质量应符合現行国家标准规定。结构所选择的钢筋级别、种类、规格应符合要求。放样时必须考虑钢筋的叠放位置和穿插顺序,考虑钢筋占位避让关系以确定加工尺寸,同时要充分考虑钢筋在弯曲成型中的延伸率。实际制作时,要加以调整,既要满足锚固长度,又要防止梁柱交接的外墙转角及交会处因弯起钢筋顶模板造成局部露筋而使墙体出现锈斑。绑扎时钢筋的弯钩应朝向饰面混凝土内部,扎丝多余部分向内弯折,以免因外露造成锈斑。为保证混凝土保护层厚度,在紧靠竖筋的柱箍筋上或墙的水平筋上安置塑料卡环,呈梅花形布置。模板的结构设计是模板刚度、强度的重要保证,模板构造、连接与节点设计是保证模板经济、简便和适用的前提。因此,模板的平整度计算实际上就是模板的综合变形计算,未加载时的平整度由材料本身和加工工艺控制。
无论对于墙模、梁柱模板和顶板模板,无论是采用钢模板还是覆膜胶合板模板,都不能避免面板拼缝处理,拼缝是模板体系构造设计的关键技术问题,拼缝不漏浆是保证混凝土表面效果的重要前提。目前大模板体系主要分为全钢整体式大模板、全钢组拼式大模板及钢、铝、木组拼式大模板。全钢整体式大模板根据墙体配模尺寸确定大模板规格尺寸,全钢组拼式大模板由若干标准钢模板与个别非标准钢模板通过螺栓或楔子连接成整体组合大模板剪力墙结构层间接缝过渡的质量好坏,是能否实现饰面混凝土目标质量要求的关键之一,设计中同样采取了预留装饰线条的作法,将层间水平施工缝隐蔽在装饰线条中。浇筑混凝土时干砂灰遇水膨胀,有效地解决了顶板成型过程中因钢筋或管线山于弯曲产生的应力而带来的板边缘空隙,保证了阴角的平直通顺,观感好。
3.饰面混凝土质量控制
将生产观测结果与规定的产品质量相比较,判断其差异和波动的大小,对出现明显质量差异或波动较大时,采取相应的措施予以纠正,这就是质量控制。由于混凝土是一种非均质的多相材料,其组成质量变化较大,全过程质量控制对混凝土的使用性能至关重要。混凝土质量控制的最终目标是得到质量均匀的、体积稳定的、耐久的、满足设计强度和饰面要求的棍凝土。质量波动是指质量特征的最低值和平均值差值的变化。原材料质量的变异、工艺的差别和操作的因素,必然会引起混凝土质量的波动。因此,混凝土质量的波动是不可避免的,只是有波动幅度大小差异。质量控制就是控制这种波动。控制得好的混凝土质量,波动幅度很小;反之,则波动幅度很大。坍落度和坍落流动度用以评介混凝土的工作性,可直观地反映混凝土拌和物组成的变异,特别是用水量的变化。拌合物的含气量和表观密度的变异,可反映成型的密实程度。振捣不足而导致的混凝土含气量增大,会使混凝土强度随之降低,抗渗性能、耐久性变差。在夏季或冬季施工时,应控制浇筑时拌和物的温度。当配合比确定后,混凝土温度的波动主要是由夏季的降温、冬季的加热措施不稳定引起的。
饰面混凝土目前国内尚无统一质量标准。作者通过对大量国外有关饰面混凝土的技术资料和成功经验的分析与研究,结合国内的工艺技术水平和类似工程的成功经验,提出饰面混凝土的施工质量标准。饰面混凝土质量标准包括表观质量和耐一久性质量标准。饰面混凝土耐久性:混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的目标使用期内,不需要花费大量的资金加固、修复而保持其安全、使用功能和表观质量要求的能力。饰面混凝土的耐久性受到结构所处的自然环境、使用环境、结构设计、新拌混凝土的性能、混凝土的浇筑工艺、养护和面层防护等诸多因素的影响。
4.结语
饰面混凝土是集结构与装饰为一体新型、绿色、高性能混凝土。作者对饰面混凝土的质量标准和施工工法做了尝试性的工作,需要大量的研究工作去完善,进而提出饰面混凝土施工质量及验收规范,为饰面混凝土在国内的应用创造良好的外部环境。
【参考文献】
[1]董卫.略谈生态建筑.世界建筑.2001,04.
[2]萨姆,霍尔·卡音兰.混凝土神韵一世界建筑.2001,02.
[3]周定友.混凝上饰面的建筑表现和技术.中国建筑.2001,07.
[4]迟培云,李金波,杨旭.提高混凝十技术经济性的有效途径.低温建筑技术.2000,04.
【关键词】饰面混凝土;流变性;耐久性设计
1.饰面混凝土性能与机理
饰面混凝土是一种集结构和装饰为一体的新型、高性能、绿色混凝土。同普通混凝土相比,其表观质量和耐久性被赋予了特殊的内涵。饰面混凝土硬化后的性能依赖于混凝土组材的选择、配合比的优化与设计、混凝土拌和物的工作性及施工工艺。由于饰面混凝土结构表面不作饰面层,混凝土面层直接作为饰面层,这对混凝土的工作性、耐久性提出了更为严格的要求。一方面,为满足实际工程的需要,特别是小截面结构、配筋率较高和有表面造型的饰面棍凝土工程,必须提高混凝土拌和物的坍落度,这样有利于混凝土输送、浇筑;有利于混凝土充分填充钢筋间隙、模板角隅;有利混凝土表面成型和造型饱满。另一方面,必须保证混凝土拌和物的稳定性、均匀性,减少混凝土的分层、离析、泌水现象的发生,保证混凝土硬化后的密实度,提高混凝土的抗渗性,改善混凝土的表面质量,减少色差、蜂窝、麻面等常见缺陷,使混凝土表面质感细腻,色泽均匀,最终获得良好表观质量。
充填性是指混凝土拌和物通过钢筋间隙等狭窄空间流到模板各个角落不被堵塞而均匀填充的性质。为满足饰面混凝土的表观质量和耐久性要求,混凝土拌和物应具有较高的填充性和抗堵塞能力。在配筋密集、模板形状复杂的情况下,流动性不足的混凝土充填性差。流动性主要受用水量的控制,随着用水量的增加,流动度逐渐增加,填充性也随之提高;但单纯通过增加用水量而提高的流动度增加到一定程度后,会产生流动性很大而豁聚性不足的情况,进而产生分层离析,粗集料在钢筋等障碍物处被堵塞,充填性不再提高,甚至下降。混凝土拌和物在流动时,各种固体颗粒,尤其是大尺寸的颗粒之间会产生剪切膨胀、碰撞、摩擦等作用,触发混凝土拌和物的堵塞和离析。由于水泥颗粒尺寸很小,其颗粒间的上述作用对混凝土整体的流动行为影响较小,故可视混凝土为集料的浆体是由固、液两相组成的物质。液体的变形能力比固体更大,而固休却有更大的抗剪能力和相应的剪胀性。
2.饰面混凝土施工工艺
饰面混凝士钢筋工程同普通混凝土基本相同,参照国家现行《混凝土结构施工质量验收规范》执行。考虑到饰面混凝土的外形尺寸、装饰功能的耐久性等因素,石:保证钢筋质量同时,必须保证钢筋放样、加工、绑扎与安装的准确性,质量要求明显高于普通混凝土。以确保混凝土保护层厚度,减少保护层厚度的离散性,提高饰面混凝卜的耐久性。由此可知,饰面混凝土模板设计的背楞和肋的刚度符合要求,但有较大的富余量,模板支撑体偏保守,经济性欠佳。因此,模板设计时,应兼顾模板的刚度、强度符合饰面混凝土性能要求,同时经济性最优。
饰而混凝土结构所采用的钢筋、钢丝、钢绞线及钢筋机械连接件的质量应符合現行国家标准规定。结构所选择的钢筋级别、种类、规格应符合要求。放样时必须考虑钢筋的叠放位置和穿插顺序,考虑钢筋占位避让关系以确定加工尺寸,同时要充分考虑钢筋在弯曲成型中的延伸率。实际制作时,要加以调整,既要满足锚固长度,又要防止梁柱交接的外墙转角及交会处因弯起钢筋顶模板造成局部露筋而使墙体出现锈斑。绑扎时钢筋的弯钩应朝向饰面混凝土内部,扎丝多余部分向内弯折,以免因外露造成锈斑。为保证混凝土保护层厚度,在紧靠竖筋的柱箍筋上或墙的水平筋上安置塑料卡环,呈梅花形布置。模板的结构设计是模板刚度、强度的重要保证,模板构造、连接与节点设计是保证模板经济、简便和适用的前提。因此,模板的平整度计算实际上就是模板的综合变形计算,未加载时的平整度由材料本身和加工工艺控制。
无论对于墙模、梁柱模板和顶板模板,无论是采用钢模板还是覆膜胶合板模板,都不能避免面板拼缝处理,拼缝是模板体系构造设计的关键技术问题,拼缝不漏浆是保证混凝土表面效果的重要前提。目前大模板体系主要分为全钢整体式大模板、全钢组拼式大模板及钢、铝、木组拼式大模板。全钢整体式大模板根据墙体配模尺寸确定大模板规格尺寸,全钢组拼式大模板由若干标准钢模板与个别非标准钢模板通过螺栓或楔子连接成整体组合大模板剪力墙结构层间接缝过渡的质量好坏,是能否实现饰面混凝土目标质量要求的关键之一,设计中同样采取了预留装饰线条的作法,将层间水平施工缝隐蔽在装饰线条中。浇筑混凝土时干砂灰遇水膨胀,有效地解决了顶板成型过程中因钢筋或管线山于弯曲产生的应力而带来的板边缘空隙,保证了阴角的平直通顺,观感好。
3.饰面混凝土质量控制
将生产观测结果与规定的产品质量相比较,判断其差异和波动的大小,对出现明显质量差异或波动较大时,采取相应的措施予以纠正,这就是质量控制。由于混凝土是一种非均质的多相材料,其组成质量变化较大,全过程质量控制对混凝土的使用性能至关重要。混凝土质量控制的最终目标是得到质量均匀的、体积稳定的、耐久的、满足设计强度和饰面要求的棍凝土。质量波动是指质量特征的最低值和平均值差值的变化。原材料质量的变异、工艺的差别和操作的因素,必然会引起混凝土质量的波动。因此,混凝土质量的波动是不可避免的,只是有波动幅度大小差异。质量控制就是控制这种波动。控制得好的混凝土质量,波动幅度很小;反之,则波动幅度很大。坍落度和坍落流动度用以评介混凝土的工作性,可直观地反映混凝土拌和物组成的变异,特别是用水量的变化。拌合物的含气量和表观密度的变异,可反映成型的密实程度。振捣不足而导致的混凝土含气量增大,会使混凝土强度随之降低,抗渗性能、耐久性变差。在夏季或冬季施工时,应控制浇筑时拌和物的温度。当配合比确定后,混凝土温度的波动主要是由夏季的降温、冬季的加热措施不稳定引起的。
饰面混凝土目前国内尚无统一质量标准。作者通过对大量国外有关饰面混凝土的技术资料和成功经验的分析与研究,结合国内的工艺技术水平和类似工程的成功经验,提出饰面混凝土的施工质量标准。饰面混凝土质量标准包括表观质量和耐一久性质量标准。饰面混凝土耐久性:混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下,在设计要求的目标使用期内,不需要花费大量的资金加固、修复而保持其安全、使用功能和表观质量要求的能力。饰面混凝土的耐久性受到结构所处的自然环境、使用环境、结构设计、新拌混凝土的性能、混凝土的浇筑工艺、养护和面层防护等诸多因素的影响。
4.结语
饰面混凝土是集结构与装饰为一体新型、绿色、高性能混凝土。作者对饰面混凝土的质量标准和施工工法做了尝试性的工作,需要大量的研究工作去完善,进而提出饰面混凝土施工质量及验收规范,为饰面混凝土在国内的应用创造良好的外部环境。
【参考文献】
[1]董卫.略谈生态建筑.世界建筑.2001,04.
[2]萨姆,霍尔·卡音兰.混凝土神韵一世界建筑.2001,02.
[3]周定友.混凝上饰面的建筑表现和技术.中国建筑.2001,07.
[4]迟培云,李金波,杨旭.提高混凝十技术经济性的有效途径.低温建筑技术.2000,04.