基于质量事故分析的高性能混凝土施工控制

2018-03-26 03:04康宏伟
山东工业技术 2018年6期
关键词:高性能混凝土施工质量控制

摘 要:高性能混凝土被广泛证明具有工作性能好、强度、弹模高、抗渗、耐久、体积稳定性好等优点,但因采用高性能混凝的结构构件,往往所处地质环境恶劣,设计使用年限长,承载力、抗震抗裂要求高,因此质量事故的危害更严重,文章以某典型混凝土质量事故案例为依托,多角度分析原因,总结高性能混凝土质量控制要点,以期为相似工程提供借鉴。

关键词:高性能混凝土;质量事故;强度增长缓慢;施工质量控制

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.06.097

高性能混凝(HPC)土是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上,应用现代化技术,选用优质原材料,在精确控制计量精度、搅拌时间等前提下,制成的特殊混凝土。与常规混凝土相比,HPC采用优质水泥、水、集料,水胶比较低,掺加合理数量矿物掺料和高性能外加剂,在使用性能方面具有以下优点:

(1)良好的工作特性,流动性高,不分层离析、适合泵送、自密实性好;(2)强度高,同等荷载条件下,结构尺寸小,自重轻、材料用量少;(3)弹模高,刚度大、稳定性好;(4)抗渗、耐久性好,工作寿命长,普通混凝土40~50年,高性能混凝土可达100年;(5)体积稳定性较高,硬化早期水化热低,收缩性小,早期裂缝量少。

设计施工合理的HPC,有远超普通混凝土的优势,但因在生产和施工过程中并无特殊工艺,而其对各工艺环节上的诸多因素十分敏感,稍有不当,即可发生假凝、油污、碳颗粒悬浮、强度增长缓慢、外观差等通病。

1 质量事故描述

某铁路车站特大桥A#~B#墩连续梁体混凝土浇筑后强度增长缓慢,具体情况描述如下:

连续梁梁体全长113.5m,采用(32+48+32)m预应力混凝土连续梁。为单箱单室、变高度、变截面直腹板箱梁,梁高3.05~4.0m,箱梁顶板、底板宽度分别为12.2m和6.4m;设计梁体强度等级为C55,弹模为3.55×104MPa,张拉时混凝土强度、弹性模量分别不低于设计值的95%、100%,且龄期不早于5天;梁体按纵、横、竖向三向预应力设计,采用塑料波纹管成孔。梁体采用悬臂浇筑法现浇施工方案,分0#段、1#~5#段、中跨合龙段、边跨不平衡段施工。梁体力学性能检测如下:

根据各龄期试件标养和同条件养护强度、回弹强度,并结合现场施工情况和混凝土强度发展规律,推定该三个部位的C55梁体混凝土28天强度能达到55MPa以上,并在后期还有一定程度增长,梁体混凝土仅满足C50混凝土强度标准。

2 分析与整改思路

根据现场实际,制定如下分析整改思路:分析理论配合比→调查施工过程→分析强度增长缓慢原因→调整混凝土配合比→总结施工质量控制措施。

3 理论配合比

备注:砂率36%,混凝土容重2450㎏/m?,大碎石(16㎜~25㎜):中碎石(10㎜~16㎜):小碎石(5㎜~10㎜)为6:3:1,最大公称粒径25㎜,设计坍落度180㎜~220㎜。

4 梁体混凝土施工过程调查

车站特大桥C#连续梁D#段于9月21日21:07开盘(1#站拌制),9月22日9:16终盘,混凝土83m?,拌合站计量较准确:中级超标率0.253%,高级超标率0.252%;采用吊斗施工,出机混凝土坍落度控制在220㎜左右,运输时间约25分钟,现场混凝土坍落度约190㎜左右,浇筑过程中混凝土无明显异常。

5 梁体混凝土强度增长缓慢的原因分析

对梁体混凝土试件破坏后的结构进行分析,在此基础上对现场管理工作进行调查。

从图可以看出:⑴C55梁体混凝土试件破坏后,碎石之间相互紧密堆积,缝隙间粘结砂浆较少;⑵混凝土气泡较多;⑶水泥砂浆强度不高,和碎石的粘接力较差;⑵减水剂掺量过大,混凝土板结、泌水,水泥浆从混凝土中泌出,包裹碎石砂浆非常少;⑶水泥浆泌出后,砂浆的强度降低,浆体和骨料的粘结力下降,混凝土结构破坏后,碎石从砂浆中完好“拔出”。造成梁体混凝土强度增长缓慢的主要原因如下:

5.1 原材料质量较差

(1)粉煤灰质量差;(2)矿粉质量差;(3)河砂质量差;(4)碎石质量差;(5)减水剂质量差。

5.2 现场管控不到位

(1)材料进场时,未做好验收工作;(2)有时进场材料检测不合格,但由于供应紧张等原因,仍用不合格材料拌制混凝土。(3)混凝土开盘前,试验人员未现场取样试拌、调整施工配合比,只测试砂、石含水率后将理论配合比换算成施工配合比。(4)由于碎石采用水洗工艺,含水率较大,上、下部含水率不均匀,且装载机司机铲料不合理,导致每盘混凝土的碎石含水量均不同,混凝土工作性不稳定。(5)驻站试验人员和现场值班试验人员责任心差。(6)试验人员业务水平不高,对高性能混凝土缺乏深入的了解,当混凝土质量出现波动时,不能采取有效措施进行调整,仅仅采取随意加、减减水剂的措施进行调整(减水剂掺量分别为1.6%、1.8%、2.0%),殊不知减水剂过掺导致混凝土板结、泌水,工作性非常差,泵送施工也困难,强度离散性较大。(7)混凝土浇筑后,未采取养护措施,混凝土强度将大大降低。(8)试验室对配合比把关不严试验室未按“配合比决策流程”规定现场验证该C55配合比(特种配合比),只是在配合比审批流程表上签字而已。

6 进一步加强梁体混凝土施工质量的措施

(1)加强原材料质量控制,严禁不合格材料拌制混凝土:1)掺和料(粉煤灰、矿粉)进场后,实行每车验收,对掺和料进行检测(粉煤灰检测细度、需水量,矿粉检测比表面积、流动度比),合格后方可入罐。2)减水剂进场后,试验室立即取样试验(用配合比验证),考察混凝土工作性和2小时坍落度损失,合格后方可卸货,做好试拌记录,并留下影像资料。3)粗集料进场后,按规范对颗粒级配、压碎指标值、针片状颗粒含量、含泥量、泥块含量等指标进行检测,不合格不得使用。4)细集料进场后,按规范对细度模数、含泥量、泥块含量等指标进行检测,不合格严禁使用。

(2)每年对拌合站计量系统至少检定一次,拌合站须配备校准砝码(砝码质量不得小于最大称量值),每周对计量系统校准一次,当校准结果超出允许误差范围时,须找原因并纠偏,并由法定计量检定部门重新检定。

(3)开盘前,驻站试验人员测试集料的含水率,试拌、调整配合比,将理论配合比换算成施工配合比。一旦出现工作性不满足要求,立即查明原因及时调整;出现混凝土拌合物性能不良时,通知试验室主任现场处理。出站前,再次测试混凝土的坍落度、扩展度、含气量,确认工作性合格后方可允许混凝土出站,同时取样、制作内控检查试件。混凝土运输至现场后,罐车须持续搅拌,防止混凝土离析。每50m?或每工作班至少测试一次混凝土坍落度,大流动性混凝土还须测试混凝土扩展度,每工作班至少测试3次入模温度。

7 结束语

通過对本次高性能混凝土质量事故的分析,确定了影响强度增长缓慢的因素主要在于原材料质量不过关、施工过程把控不严、实验室理论配合比与施工配合比有出入等,因此在高性能混凝土过程中,做到精细化管理十分必要。

参考文献:

[1]夏亮.高性能混凝土及其工程施工质量控制技术[D]:[硕士学位论文].安徽:安徽建筑大学,2015(02).

作者简介:康宏伟(1982-),男,甘肃正宁人,本科,工程师,主要从事铁路桥隧施工研究。

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