高层建筑工程施工中混凝土材料选用问题与

【摘 要】本文首先从高层建筑结构混凝土的特点出发,深入分析了混凝土组成材料水泥、骨料、活性掺合料及外加剂的选用原则,可作为高层建筑的施工应用与参考,对高层建筑结构变形控制具有重要意义.本文是一些个人的见解,可供同行参考.

【关 键 词】混凝土；高层建筑；变形控制

引言

由于工程建设前期准备工作不充分,建设单位往往把重点集中于施工环节的质量管理,对前期混凝土原材料的质量检测不严,影响了建筑物结构性能的耐久性,加强混凝土原材料配制管理是必不可少的.本文从有效控制高层建筑变形方面探讨了混凝土材料的选用原则.

一、混凝土材料的选用对建筑施工的意义

随着建筑物高度和跨度的不断增加,竖向变形及竖向变形差异对建筑结构的影响越来越显著,因而在高层建筑的设计施工过程应当采取必要的措施减少这种影响.因而高层建筑混凝土的材料的选用对建筑施工有重要意义,

二、材料的选用问题分析与研究

混凝土的组成材料有水泥、粗细骨料和水,还有少量的外加剂和掺合料,混凝土的质量主要取决于组成材料的性质与用量,合理选用材料,才能配制出满足工程技术要求的混凝土.

1、水泥.高层建筑结构混凝土中水泥的选用,除了要满足强度、耐久性的要求外,还要满足高泵程施工的工作性能要求.水泥的用量是影响泵送效果的重要因素.因此,泵送混凝土水泥用量的确定原则是在满足混凝土强度、耐久性及良好可泵性前提下宜尽量减少,规程参照国外资料及国内工程实践经验,将泵送混凝土的最小水泥用量定为300kg/m3,一般也不宜大于500kg/m3水泥品种对混凝土拌合物的和易性也有一定影响,一般以选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥为佳,矿渣水泥保水性较差,泌水性大,一般较少采用.泵送混凝土不宜采用火山灰质硅酸盐水泥,采用的各种水泥的性能质量均应符合国家现行规范标准规定.

2、骨料.粗、细骨料的选用,同样需要满足混凝土的泵送要求.骨料的形状、粒径、级配对混凝土拌合物的可泵性有很大影响,为了防止泵送阻塞,应限制石子最大粒径,石子形状以近似圆形为佳,粗骨料最大粒径与输送管径之比:泵送高度在50m以下,碎石不宜大于1:3,卵石不宜大于1:2.5,泵送高度在50-100m时,宜为1:3一1:4,泵送高度在I00m以上时.宜为1:4一1:5.粗骨料应采用连续级配,针片状颗粒含量对混凝土可泵性影响很大,当针片状颗粒含量过大和石子级配不佳时,容易在管道弯头处打横堵管,工程实践表明,针片状颗粒含量在10%以上时,最易发生堵管情况,故规程规定针片状颗粒含量不宜大于10%同时,规程规定细骨料宜采用中砂,通过0.315mm筛孔的砂,不应少于15%.

3、活性掺合料.为了改善高强混凝土性能,减少水泥用量以减小水化热,可以掺加一定数量的粉煤灰、硅粉、粒化高炉矿渣等矿物掺合料.掺人优质的活性掺合料,能减小混凝土中的胶结料的用量,从而减小混凝土的徐变与收缩.粉煤灰是煤粉燃烧后的废料.粉煤灰中含有大量活性硅、铝氧化物,它能与水泥的水化物Ca（OH）2进行二次水化,生成稳定的水化硅酸钙凝胶.由于粉煤灰的颗粒细,参与二次水化的界面大,水化后改善了水泥石的结构,降低了混凝土的孔隙率,细化了孔的结构,使孔的分布更趋合理,从而使混凝土硬化后更密实,强度明显提高.另外,粉煤灰颗粒具有球形玻璃体的光滑表面,能减少混凝土拌合物的用水量,减少泌水和离析现象.粉煤灰的密度较小,用等重的粉煤灰替代部分水泥时,使拌合物的浆体数量增大,有利于改善混凝土的泵送性能.同时还可以减少高效减水剂的用量,减少混凝土坍落度随时间的推移而损失的量.粉煤灰应采用I或II级磨细,掺量为水泥重量的15%一30%,细度为通过45m筛孔量不小于66%,烧失量<5%,MgO含量<5%,S03含量<3%,水泥和矿物含量掺合料的总量不应大于600kg/m3研究表明,为降低混凝土的徐变,配制高强泵送混凝土,应优先选用原状细灰,而不宜选用磨细灰.

4、外加剂的选用.取得混凝土高强度的主要条件,是降低水灰比,减少单位用水量.对C50～C80混凝土,一般需将水胶比控制在0.4之下,宜为0.25～0.38,在这样水灰比较小的情况下,为了使混凝土拌合物满足泵送施工和易性要求,高效减水剂的减水率一般不能低于25%～30%,对C60～C80高强混凝土,单位用水量可控制在150-180kg.同时,减小单位用水量能减小混凝土硬化过程中的失水收缩,从而减小结构的竖向变形.掺加高效减水剂混凝土的坍落度损失较大,特别是高温季节,其损失更为显著,因此应根据工程需要和天气情况掺人适量的缓凝刑.掺人一定量的引气则能改善新拌混凝土的工作度,减少混凝土在输送过程中流动阻力,减小粘度,提高可泵性.施工实践表明,含气量在3%左右可泵性较好.

三、混凝土材料的建筑性能分析与研究

建筑行业经过长时间发展之后,工程单位的作业技术得到了明显的改善,混凝土材料的性能受到了广大工程单位的认可.与传统建筑材料相比,混凝土在耐久性、可靠性、实用性等多个方面具有优势,其多方面的建筑性能推动了整个行业经济的发展.

1、耐久性.早期建筑材料使用后耐久性能薄弱,建筑物持续一段时间便会出现裂缝、沉降等病害,不利于业主的长期使用.现代建筑施工采用的混凝土类型多样,既有各种单一材料组合而成的混合料,也有高性能的智能混凝土,满足了不同建筑物对材料运用的要求.

2、可靠性.混凝土材料配制工艺容易掌握,施工单位选择原材料时可根据工程图纸的标准要求选定,再按照相应的比例混合搅拌即可.混凝土凝固时间快,也实现持续性填充覆盖施工,对大面积建筑物的结构具有很好的固定效果,确保建筑物结构安全可靠.

3、实用性.从配制流程来看,混凝土材料搭配简单且容易操作,现场人员只需按照恰当的比例组合原材料,再控制好混合搅拌的时间便能生产出新材料.近年来,利用各种机械设备实现自动化配制搅拌已经变得更为普遍,为混凝土材料的推广运用做好了前期准备.

四、展望

正确选用混凝土材料是控制混凝土工程质量的首要条件.如何有效地控制高层建筑结构的变形,本文只是在混凝土各组成材料的选用方面进行了探讨.,在今后的研究当中,以下两个方面值得进曰步深人下去:

1.引入施工过程与混凝土材料的时变特性,对高层建筑竖向变形计算理论进行深入分析与研究,确定高层建筑考虑施工过程和材料时变特性的结构分析方法,分析其在考虑施工过程及混凝土收缩徐变影响下的累积竖向变形的规律.

2.高层建筑结构竖向变形影响因素十分复杂,因此还应从设计、施工及变形预测施工模拟等方面综合考虑控制竖向变形的措施.

五、结语

随着我国经济社会不断的进步和发展,当前的建筑事业也在跟随快速的发展,而建筑物在高度方面以及在跨度上也有所增加,与此同时,怎样可以确保建筑施工的质量,以及提高施工技术并对材料合理的应用都是非常关键的,也是确保建筑质量的重要因素.然而,在施工过程当中,因竖向变形等不利条件会影响到建筑的结构,所以,一般在设计高层建筑时以及在施工的过程当中必须要采取一定的有效措施来降低这种情况的出现,因此,这就需要在选择应用混凝土材料时应特别注意,也要慎重选择