论配合比设计对百年混凝土施工质量的影响及对策

1引言百年混凝土这一概念是基于混凝土结构耐久性设计而提出的一种新型混凝土，与传统混凝土的主要区别在于其强度高，体积稳定性良好，在施工过程中具有易浇筑、不易离析的特点。而混凝土配合比设计是建筑工程施工中不可或缺的环节，直接关系到整个工程的施工质量，一般情况下，百年混凝土配合比设计时，要求施工人员需根据混凝土材料的性质及工程的具体要求，确定各种材料的用量，以有效提高百年混凝土的耐久性。2百年混凝土配合比设计的基本原则在对百年混凝土配合比进行设计的过程中，要对各种材料的用量以及比例进行严格的控制，且还需遵循以下几个方面的基本原则：（1）提高配置强度由于百年混凝土的强度往往会受到多方面因素的共同影响，在生产过程中任何一个环节出现偏差都会对于混凝土的最终强度造成影响，故在对其配合比进行设计的过程中，需要考虑一定的富裕系数来提高混凝土的配置强度；（2）采用较小的水胶比由于在对混凝土进行制备的过程中，较高的胶凝材料用量和较低的用水量是一个重要的前提，而这样就会使得水胶比降低，但在对百年混凝土的水胶比进行设计时，也需要将其控制在一定的范围内；（3）合理选用砂率由于砂率会对百年混凝土的工作性能造成重要影响，在进行配合比设计时，要依据粗骨料的空隙率、颗粒级配以及胶凝材料的用量来对砂率进行控制；（4）考虑外加剂与水泥的适应性在对百年混凝土配合比进行设计的过程中，添加外加剂及矿物掺合料的主要目的在于改善其某一项性能指标，但基本上每一种外加剂和水泥之间都存在适应性问题，而且若外加剂和水泥不相适应，会对混凝土的使用性能造成负面影响。比如若减水剂与水泥产生不适应的情况，可能会使水泥流动性降低以及造成拌合物板结发热等问题，故在对百年混凝土的配合比进行设计时，要考虑到外加剂和水泥的适应性问题，避免所使用的外加剂和水泥出现不适应的情况。3百年混凝土原材料及配合比的优化3.1混凝土原材料优化（1）水泥主要影响水泥稳定性的因素有水泥中氧化镁、三氧化硫、碱的含量，故在选择混凝土时应严格根据所需水泥具体的数据标准进行选择，保证水泥的化学成分符合标准；（2）骨料骨料对于混凝土稳定性的影响主要表现在其含泥量、泥块含量、有机物、硫化物、硫酸盐和碱含量。骨料中的含泥量过多，会将骨料中的泥土带入混凝土中，降低了混凝土的强度；由于骨料的主要成分是二氧化硅，会与混凝土中的水泥发生化学反应，产生硅酸盐，破坏混凝土的成分，导致混凝土膨胀而降低其耐久性。故在选择骨料时，需进行严格的科学检测，保证骨料中的各种成分数量符合国家标准；（3）外加剂外加剂具有减水率高、工作性能好、氯离子含量和碱含量低、低收缩性的优点。减少率高有利于提高混凝土的密实性，在不改变混凝土配合比的情况下，能够有效降低混凝土的水灰比，提高混凝土的强度；外加剂的低收缩性能够避免混凝土的收缩变形，这对于一些温度较低地区的建筑施工起到很重要的保护作用；（4）矿物掺合料一般在混凝土中添加的矿物掺合料主要是粉煤灰和矿渣粉。其中粉煤灰中的活性矿物成分能够与水泥中的氢氧化钙发生水化反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，这些化学成分能够填充到混凝土的缝隙中，降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性；矿渣粉具有良好的低收缩性，能够避免混凝土收缩，进而提高混凝土的耐久性。3.2混凝土配合比的优化为了提高混凝土的耐久性，需要制定科学的配合比，将水泥、骨料、水、外加剂以矿物掺合料按照一定的比例进行合理的调配。在制定混凝土的配合比时要考虑氯离子、硫酸盐对于混凝土的影响：对于氯离子，根据相关实验结果表明，含气量4.0~5.0%的混凝土，是混凝土抵抗氯离子侵入的最佳比例，故应在配置混凝土时适当添加引气剂，这种引气剂能够产生很多细小的气室，进而阻止氯离子的进入，避免混凝土被氯离子侵蚀；对于硫酸盐，适当的掺入粉煤灰能够替代水泥，减少硫酸盐和氢氧化钙的反应，生成难以溶解的硫酸钙，避免混凝土膨胀而破坏了结构，降低其耐久性。充分考虑到影响混凝土耐久性、强度的不良因素，需在设计阶段充分掌握现场施工工艺对混凝土拌和物性能、工期对混凝土强度的要求，大量工程实践表明，合理选定混凝土配合比设计参数，能够有效的提高百年混凝土的耐久性。4实例分析4.1实例概况某体育场总建筑面积30038m2；建筑高度37.96m（可开启屋盖钢结构最高点），看台最高点标高20.455m；其中T1决赛馆建筑面积为27448m2，室外二层平台建筑面积约为2632m2；T1决赛馆为特级特大型体育建筑，地上3层，地下1层。主体育场结构设计使用年限100年，根据设计要求，混凝土结构构件材料要求为：基础底板和承台、地下室挡土外墙均为C35P8，后浇带等级为C40P8；基础底板和承台、地下室挡土外墙为C30P8；地下室顶板、楼层和看台梁板、楼梯、车道均为C30。4.2百年混凝土耐久性指标控制本建筑工程百年混凝土耐久性指标控制如表1所示。

4.3百年混凝土施工质量的控制4.3.1混凝土泵送的控制（1）混凝土泵启动后，应先泵送适量的水以湿润混凝土泵的料斗活塞及输送管的内壁等直接与混凝土接触部分；（2）可采用泵送水泥浆、泵送1：2水泥砂浆等措施对混凝土泵和输送管内壁进行润滑；同时也应对泵送水进行检查，确保混凝土泵和输送管中无异物；（3）若混凝土泵出现不是由堵塞而造成的停机事故时，可采用以下措施进行处理：混凝土泵应卸料清洗后重新泵送，或利用臂架将混凝土入料斗，进行慢速间歇循环泵送；固定式混凝土泵，可利用混凝土搅拌运输车内的料，进行慢速的间歇泵送，或利用料斗内的料进行间歇反泵和正泵。4.3.2保护层厚度的控制（1）保护层厚度采用混凝土垫块，垫块的尺寸和形状需满足保护层厚度和定位的允差要求；垫块的强度应高于构件本体混凝土；构件侧面和底面的垫块应至少保证每立方米有4个，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内；（2）在施工过程中，由于施工荷载的增加以及施工人员的连续作业，容易出现脚踏钢筋变形、上部受力筋保护层变大等问题，故在施工中要严格按照规范要求科学操作，特别是在现浇与振捣过程中更要规范操作。4.3.3混凝土低温入模的控制夏季采用低温水或冰水搅拌混凝土，对骨料喷冷水雾或冷气进行预冷，或对骨料进行覆盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输工具如具备条件也应具备相应的避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。4.3.4后浇带的处理在进行后浇带浇筑施工前，应将混凝土施工缝进行剔除处理，而后用清水将其冲洗干净，同时全面清除钢筋表面的浮锈，待后浇带充分湿润后方可进行混凝土施工；后浇带混凝土可采用高一等级的微膨胀混凝土，同时并采用混凝土膨胀剂来提高后浇带混凝土的抗渗性能及抗收缩能力；一般情况下，微膨胀混凝土浇筑后的养护周期为30d，前15d采用蓄水养护，后15d采用薄膜覆盖浇