高性能混凝土施工方案.docx
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高性能混凝土施工方案
1高强高性能混凝土施工方案2
1.1原材料的质量控制3
1.2配合比的控制3
1.3合理的施工工艺6
1.4高强混凝土施工后的养护10
1.5施工过程中的技术预控措施11
1高强高性能混凝土施工方案
本工程高标号混凝土主要分布在核心筒墙体、柱等竖向结构部位，具体情况详见表1.1-1。
表1.1-1高标号混凝土分布概况
序号
强度等级
分布
1
C60
4#楼
-4F～31F层核心筒剪力墙、柱
2
5#楼
-4F～19F层剪力墙、柱
3
10#楼
-4F～14F层剪力墙、柱
4
11#楼
-4F～14F层剪力墙、柱
5
C50
4#楼
32F～41F层核心筒剪力墙、柱
6
5#楼
20F～45F层剪力墙、柱
7
10#楼
15F～35F层剪力墙、柱
8
11#楼
15F～35F层剪力墙、柱
按照现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002、《钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程》JGJ3-91及《高强混凝土结构技术规程》CECS104:
99的规定，在通常情况下，混凝土的强度等级在C50以上时,即认定为高强混凝土。
在施工过程中，高强混凝土的施工质量将从以下几个方面来进行严格的控制。
主要控制要点：
主要控制措施：
1首先选择有相应资质和生产能力的搅拌站，选择有经验、有资质的实验试确定高强混凝土配合比
2在混凝土生产过程中派技术人员到搅拌站，监督混凝土的的材料进场及搅拌生产
3确定合理的施工方案，确保混凝土的施工质量
4加强质量检查、监控
1.1原材料的质量控制
1水泥的选用
1）核心筒剪力墙、柱等砼选用低热或中热水泥，核心筒剪力墙、柱水泥用量控制在450kg/m3以下，水灰比控制在0.35以下；
2）地下室外墙、核心筒等部位选用收缩量较小的水泥，如中低热水泥或粉煤灰水泥，同时适量掺加活性矿物掺合料（微硅粉和S95矿渣）取代部分水泥，降低水泥用量。
3）高强高性能混凝土施工前，提前督促搅拌站储备散装水泥，避免使用温度过高的新出厂水泥，尽量降低混凝土的出机温度。
2骨料的选用
选用5-25mm连续级配的粗骨料，严格控制砂、石的含泥量（粗、细骨料的含泥量分别不大于1%、1.5%），炎热季节，对砂石骨料喷遮阳防晒或凉水冷却。
3搅拌用水的选用
选用自来水，炎热季节搅拌混凝土时，所用的拌合水应采取降温措施，以降低混凝土的入模温度（不超过25摄氏度）；
4外加剂及掺合料的选用
1）厚剪力墙等高强高性能混凝土中分别适量掺加高效减水剂，其具有减水、增塑、缓凝等功效，有利于改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；
2）掺加粉煤灰取代部分水泥，减少单方混凝土中的水泥用量，降低水化热；
3）必要时，会同业主、设计单位协商，掺加UEA微膨胀剂或配置少量的抗裂钢筋或掺入抗裂纤维，以减少裂缝。
1.2配合比的控制
高强混凝土施工配合比设计是关键环节之一，必须考虑严密，具有充分的试验基础。
根据以往施工经验，高强混凝土的配比因施工区域地材的差异往往具有较大差别，必须通过多种水泥、石料以及外加剂的复配试验，确定配比的最佳组合，通常要做几十组甚至上百组试验。
配比要重点解决好C60等级混凝土的高强度要求与泵送混凝土要求坍落度大的矛盾。
1）高强混凝土研制的技术路线
根据前面的论述，高强、高性能混凝土不同于传统意义上的混凝土，除要求具有足够的强度和刚度外，还必须要有良好的耐久性和体积稳定性，并要求混凝土拌合物在较长时间内保持较高的工作性。
为达到上述目标，需优选原材料，优化配合比，针对工程特点，从混凝土搅拌、运输、浇筑、养护等各个环节严格把关，制作能满足要求的高性能混凝土，同时能保证成型后构件的最终质量。
2）高强设计原则
（1）采取有效的技术措施和可靠的工程经验，降低水化热，控制混凝土的早期温度、提高混凝土的和易性、减少泌水性、减少气泡含量、减少混凝土的早期收缩（主要是塑性收缩和自收缩）裂缝和减少混凝土的干缩、徐变，确保混凝土在满足本工程特殊要求的基础上具有较高的施工性能和耐久性。
（2）大宗材料尽量避免异地采购和运输，使用市场上易于采购且能稳定供应的原材料；力求不改变常规生产工艺，不采用特殊原材料；通过对集料、配合比的优化和优选，使之达到最佳配合比例，配制出水化热低、收缩小、无裂缝，并能有良好的施工性能和耐久性优异高强、高性能混凝土。
（3）通过高性能减水剂、胶结材料和粗细骨料的选择与精心的配合比设计，使混凝土拌合物的屈服剪应力减少到适当程度，同时又具有足够的塑性粘度，使骨料悬浮于水泥浆体中，混凝土拌合物具有高流动性，又不出现离析泌水现象，能在自重下自由流淌填充模板内空隙并形成密实均匀的结构。
2高强混凝土的制备机理
通过上述内容,根据侧重点不同，总结为以下几方面的制作机理。
1）高强度
我们所要得到的高强度目标，必须以满足常规施工工艺为前提条件。
在本工程现高强度的主要手段是依靠新型高效减水剂和优质的矿物掺合料，进行原材料的合理搭配和配合比的优化设计，优先对混凝土的强度指标予以保证，然后在考虑其它相关性能。
主要采取的技术措施有：
（1）选用质量稳定、需水量低、流变性能好、活性较高的P.O52.5水泥。
（2）选用质地坚硬、清洁、级配良好的粗细骨料，其中细骨料为中粗砂，粗骨料为山碎石，含泥量、泥块含量、压碎指标满足要求。
（3）选用粉煤灰掺合料。
（4）选用新型聚羧酸系高性能减水剂，要求减水率≥20%。
2）高工作性
高工作性包括高流态及良好的保持性两个方面，是高性能混凝土的另一重要特征。
这里的高流态必须是以优良的工作性为前提条件的，也就是说拌合物出机坍落度至少达到220mm以上，且粘度适宜，没有离析、泌水现象，在2～3h内工作性能基本保持不变。
为此我们采取了以下这样几项措施：
（1）掺入高效减水剂，以保证在用水量不大于180kg/m3时坍落度仍满足220mm以上。
（2）在高效减水剂中掺入特殊的保塑组分,以保证混凝土在出机3h内坍落度损失率＜10％。
（3）粗骨料选用级配良好的5～25mm山碎石，细骨料选用中粗砂，选用合适的砂率，以进一步改善混凝土的粘聚性和保水性能。
（4）利用大掺量粉煤灰，解决混凝土粘聚性高、泵送阻力大的难题。
3）凝结时间
凝结时间是新拌混凝土的一项主要技术参数，它一方面影响到混凝土的施工工艺和质量，另一方面还影响到混凝土硬化后的质量，比如抹面、拆模、养护等都与其凝结时间有关。
为了达到已确定的指标，我们采取的措施是：
掺入缓凝剂和一定数量的矿物掺合料，以求尽量推迟混凝土的初凝时间。
缓凝剂的掺量通过实际测试确定。
4）水化温升
水泥与水反应放出的热量会使混凝土温度升高，在混凝土体内产生温度应力，当温度应力大于拉应力时，混凝土就会开裂。
所以，必须严格控制混凝土的水化温升。
由于高强度等级混凝土胶凝材料总量较高，因此温升较高及其峰值出现较早可以说是一般高强混凝土的负面特征，也是高强混凝土产生裂缝的主要原因之一，对混凝土耐久性能影响很大。
我们采取的措施是：
（1）在满足强度的前提下尽可能地降低单方水泥用量，单方混凝土中水泥用量不超过450kg/m3，胶凝材料总量不超过550kg/m3。
（2）掺入优质粉煤灰掺合料≥100kg/m3。
（3）掺入保塑剂与缓凝剂。
（4）掺加新型高效减水剂。
（5）体积稳定性与耐久性
5）混凝土体积稳定性与耐久性是紧密相连的，稳定性好也就是膨胀与收缩小，不产生宏观有害裂纹（缝）。
在允许荷载长期作用下不发生有害变形或破坏，这主要取决于耐久性的好坏；同时稳定性好对耐久性也有巩固和提高的作用。
为了提高体积稳定性和耐久性，我们采取了如下措施：
（1）选择非碱活性或低碱活性骨料。
（2）使用低碱水泥，降低水泥用量，掺加部分缓凝剂，严格控制混凝土水化温升。
（3）抑制和预防碱—集料反应的发生。
碱—集料反应是水泥中的碱性氧化物和活性骨料之间发生的化学反应，该反应会使硬化后的混凝土发生肿胀破坏，严重影响混凝土的使用寿命。
我们在选材时，一是选择活性成份含量低的砂石；二是选择质量稳定，含碱量较低的水泥和高效减水剂；三是掺加优质矿物掺合料抑制碱—集料反应。
3拟选用混凝土配合比
高强混凝土柱混凝土拟采用的配合比见表1.2-1：
表1.2-1拟采用高强混凝土配合比
序号
强度等级
每方混凝土材料用量（kg/m3）
每方混凝土碱含量（kg/m3）
P.052.5水泥
粉煤灰
砂子
5～25mm石灰岩碎石
水
高效
减水剂
1
C60
430
120
660
1010
155
20
2.02
1.3合理的施工工艺
为确保高强混凝土顺利施工，完成预期的技术目标，本工程主要在模板和支撑系统、钢筋、以及运输、泵送、浇筑等方面加强控制，在满足钢筋工程、模板工程、混凝土浇筑工程专项的施工要求的前提下，对于高强混凝土施工的各个重点环节上尚应予以保证。
混凝土浇筑以前，必须对钢筋设置、模板的位置进行检验；确保预留、预埋、预检位置准确；模板及其支撑系统强度达到要求；完成对主要管理人员、班组和操作人员的施工方案的培训学习和技术交底。
1对钢筋工程的控制
1）首先在钢筋的加工制作上，为保证下料的准确性，强调了钢筋的放样、下料工序的管理。
钢筋下料单出具前，由负责工长仔细核对施工图纸、图纸会审、设计变更和规范标准、图籍有关内容以及保护层厚度、接头等情况，之后编制钢筋下料单，完成后交总工审核，无误后方可下发施工班组下料并进行技术交底，此过程要求钢筋的尺寸必须准确，编号必须清晰、明了；班组下料前，对主要规格型号的钢筋进行放样，以此作为校核下料单的依据。
2）钢筋调整的内容还包括对保护层厚度、间距的控制，以确保柱子主筋位置及截面尺寸、同时保证混凝土的保护层厚度以及使混凝土中的粗骨料能够通过间隙，避免间隙过小骨料堆积现象。
柱子钢筋保护层控制采取钢筋定位筋和塑料定位卡控制；墙体采用梯子筋、对拉螺栓和塑料定位卡控制。
3）柱模板合模前应对柱子钢筋进行吊线检查，即柱子主筋校正后在四个面进行吊线，对箍筋保护层注意调整，特别是有直螺纹接头部位，适当调整箍筋间距，以保证保护层厚度。
2对模板及其支撑系统的控制
高强混凝土浇筑对模板及支撑系统的要求主要体现在模板拼缝、模板承受侧压力和承载力的能力控制上。
因此，要确保模板结构构造合理，刚度好，不变形，牢固稳定，拼缝严密，不漏浆、无错台、棱角线条顺直平整。
定形钢模板安装前须按要求进行表面清理、涂刷界面剂；拼装时在缝隙中填塞海绵条以防止漏浆；安装完成后对模板根部缝隙采用砂浆封堵措施。
3高强混凝土的过程控制
本工程对高强混凝土的过程控制包括混凝土拌合物生产过程控制和施工现场控制两方面。
1）高强混凝土生产控制
高强混凝土施工技术的关键在于配比设计和生产的质量控制阶段，一方面取决于配比设计的合理性，另一方面是生产设备、生产工艺、原材料配置等的生产过程是否有保证；在对生产过程（混凝土拌合物的搅拌）中的质量控制中，主要是保证实现混凝土塑性状态的性能，包括流变性、稳定性等，须确保混凝土的质量波动减小、性能达到配比设计要求或实际性能得到全面提高。
此过程中重点考虑与控制因素有：
生产系统的质量控制——须保证严格按照质量控制体系的标准对生产过程进行控制，选择业务素质、责任心强的工作人员监督生产。
原材料的控制——生产过程中要严格控制原材料的实际质量和用量，确保原材料过程中的质量变异。
过程中增加对原材料的检测频率，尤其是骨料级配和含水率，骨料颗粒级配要稳定连续。
加水量的控制——严格按照设计配比的要求，对加水量进行精确控制，并充分考虑骨料的含水率，过程中随着骨料含水率的变化随时进行调整。
外加剂、矿物掺合料——外加剂和矿物掺合料的掺量对混凝土塑性性能的影响很大，过程中应当严格控制。
并加强进场材料的随机抽检频率，保证外加剂成分的连续稳定。
生产检测与控制——混凝土的生产过程中受许多因素的影响，尤其刚开机生产时混凝土性能容易出现波动，应当加强混凝土的质量性能测试，并对此进行适当调整，直到性能稳定。
同时，过程中应当加强专人目测检验。
混凝土拌合生产的第一罐必须在有关人员见证下进行开盘鉴定。
2）高强混凝土施工现场控制的目的在于收集施工过程中混凝土的性能数据，以帮助调整、改进设计配比和监督混凝土拌合生产过程。
（1）首先是现场性能测试，混凝土运至现场先进行坍落度、扩展度、稳定性等的检测，通过检测校对混凝土从出厂至施工现场的性能是否发生改变，损失多少、是否发生分层离析等。
也作为混凝土的交货检验记录，对于坍落度达不到施工要求时不得用于浇筑，更不得现场加水调整。
（2）检测方法和频次，坍落度检测次数为混凝土开盘后的前2罐车必须检测，以后随机抽测，但每台班不少于10次，每浇筑100m3混凝土时必须作一次检测，并作好检测记录；混凝土检测取样控制在卸料过程中从卸料量的1/4至3/4之间采取，坍落度检测在20min内完成，强度试件的制作在40min内完成。
（3）合理布置泵管和安放泵车，泵送前用同混凝土配比的去石子砂浆润管，正确启动泵车，检查泵管连接、支撑是否牢固等。
3）高强混凝土浇筑前先进行泵送性能检查。
泵送性能——主要是观察和检测混凝土在浇筑点的性能是否理想，泵送的过程是否较为顺畅。
目测混凝土表观质量，进行坍落度、扩展度检测以检查其工作性能又无明显变化或变化是否在掌控之内。
4）高强混凝土的浇筑
鉴于高强混凝土性能的优良，浇筑速度大于普通混凝土，施工现场应做好充足的准备。
（1）事先制备与浇筑混凝土同配比的去石子砂浆，对竖向混凝土构件用塔吊吊料斗运至浇筑点，人工方式在浇筑面底部铺浆30～50mm厚，以避免根部烂根。
（2）高强混凝土由于浇注速度快，混凝土下沉时间长，必须进行二次复振，复振时间在施工完毕30分钟左右，防止产生横向开裂。
（3）混凝土浇注过程中垂直自由下落高度控制在2m以内。
（4）高性能混凝土的浇筑速度比较快，不得再出料口过多集中堆料。
4本工程高强混凝土从拌合物生产至浇筑完成过程中，对混凝土工作性能的评价指标见表1.3-1。
表1.3-1混凝土工作性能评价表
工作性能
性能要求描述
检查方法
流动性
混凝土在自重或外力作用下，易于流动、填充模板的难易程度。
坍落度试验、坍落扩展度试验、坍落变形速度试验（测定扩展度值达到50cm和直到最后扩展流动停止所需的时间）
可塑性
混凝土容易填充模型、形成所需尺寸和形状，组成材料不产生分离。
稳定性
混凝土在外力作用下骨料在浆体中保持均匀分布能力，不离析、少量或不泌水。
目测及施工检验
泵送性
混凝土泵送压力下被压送的难易程度，不产生离析，具有适当的黏性。
施工检验
易浇筑性
混凝土在模板中能充分、密实地填充模型的难易程度，成型后混凝土构件不产生蜂窝、麻面等填充缺陷。
施工检验和混凝土成型后表观质量检查
易密性
混凝土浇筑的自密实能力或在振捣作用下达到密实的难易程度，蜂窝、麻面、表面气泡含量大等外观缺陷少。
施工检验和混凝土成型后表观质量检查
坍落度
损失
混凝土在一定的延长时间条件下能够保持坍落度减少的能力。
施工检验
1.4高强混凝土施工后的养护
混凝土浇筑完毕后,为保证已挠筑好的混凝土在规定龄期内达到设计要求的强度，并防止产生收缩，应按施工技术方案及时采取有效的养护措施,并应符合下列规定:
Ø应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土加以覆盖并保湿养护；
Ø混凝土浇水养护的时间不得少于7d，对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土,不得少于14d，当采用其他品种的水泥时,混凝土的养护应根据所采用水泥的技术性能确定。
Ø浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态;混凝土养护用水应与拌制用水相同；
Ø采用塑料布覆盖养护的混凝土,其敞露的全部表面应覆盖严密,并应保持塑料布内有凝结水；
Ø混凝土强度达到1.2N/mm2前,不得在其上踩踏或安装模板及支架。
Ø当日平均气温低于5℃时，不得浇水；
Ø混凝土表面不便浇水或使用塑料布时,涂刷养护剂；
Ø高强混凝土的养护,应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施。
Ø覆盖浇水养护，用草袋或适当材料对混凝土表面加以覆盖并使混凝土在一定的时间内保持水泥水化作用所需要的适当温度和湿度条件，使其混凝土强度迅速增长。
Ø塑料薄膜养护。
在有条件的情况下,可采用不透水、气的薄膜布（如塑料薄膜布）养护。
用薄膜布把混凝土表面敞露的部分全部严密地覆盖起来,保证混凝土在不失水的情况下得到充足的养护，这种养护方法的优点是不必浇水,操作方便,能提高混凝土的早期强度。
1.5施工过程中的技术预控措施
1浇筑前编制浇筑方案，明确浇筑顺序及分层厚度，避免形成施工冷缝，薄层浇捣，均匀上升，以便于散热。
2现场严格控制水灰比及坍落度：
加强对罐车司机及工人的教育，严禁运输途中或现场加水，原则上浇筑混凝土避开雨天，否则采取随浇随盖的措施。
3浇筑前，清除模板内锯末、杂物等，洒水湿润模板；后浇带、施工缝浇筑混凝土前剔除接茬口浮浆并凿毛处理。
4梁、柱砼强度等级不同，节点采用快易收口网隔离，分别浇筑混凝土以减少梁板的收缩应力和裂缝，如图1.5-1所示。
图1.5-1不同强度等级混凝土的梁柱施工接缝
注：
柱的混凝土强度等级高于梁
5混凝土振捣采用高频震捣棒“快插慢拔”，垂直点震，不得漏震、欠震和过震，禁止用振捣棒横拖赶动混凝土，避免造成离下料口远处砂浆过多而开裂。
初凝前1小时进行二次振捣，防止沉降收缩裂缝和塑性裂缝，同时改善混凝土与钢筋的粘结强度；
6对高强砼进行智能测温，实时监控，指导混凝土养护；
1）核心筒墙顶架设喷淋水管，拆模前带模淋水养护，爬模架下挂两层湿麻袋，用于拆模后墙体养护；
2）柱子包裹塑料膜养；
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