对土建工程新型混凝土材料的应用探讨

发表时间:2021/7/28   来源:《中国建设信息化》2021年3月6期   作者:王昌盛
[导读] 随着我国社会经济的迅速发展以及城市化进程的不断加快,逐渐推动了土建工程建设项目的发展。
        王昌盛
        北京建工集团有限责任公司建筑工程总承包部 北京 100032
        摘要:随着我国社会经济的迅速发展以及城市化进程的不断加快,逐渐推动了土建工程建设项目的发展。在当前的基础建设过程中,就需要在其土建的质量建设上下功夫。在其建设过程当中,混凝土材料的使用对建设起着至关重要的作用,所以我们要对其材料的质量以及施工技术等方面加以重视。就目前状况来看,我国的混凝土施工技术仍存在一些问题亟待解决,需要我们进行不断的优化和完善。为了让土建工程能够有更好的施工质量和效率,就需要对其施工技术进行更好的分析,进而为整个工程的建设奠定夯实的基础。建筑行业也迎来了新的高速发展阶段,土木工程作为整个施工过程的重要组成部分,其施工质量对整个建筑工程有着重要的意义。由于混凝土材料对整个施工过程有着重要的影响,而该种材料又极易受到外部因素的影响,因此,就需要在混凝土施工上对施工技术进行一定的分析,确保整个施工进度和效果。本文就对当前土建工程当中的混凝土施工技术进行一系列的分析探讨,进而让整体混凝土施工的质量有所提高。
        关键词:新型混凝土材料;问题;措施
        引言
        建筑材料作为土木工程的基础,直接决定着土木工程的发展。且建筑材料经历了漫长发展,最开始时人类私用木材和石材作为建筑材料,随着各种科学技术的发展,后来人类使用人造材料、生铁和熟铁等作为建筑材料,且建筑材料的性能在不断提高,土木工程的发展也越来越好。
        1环保型高性能混凝土的优点
        环保型高性能混凝土采用了科学先进的制作方式,采取与原始混凝土不同的材料配比方式制作而成的混凝土,在加入有效的外加剂的同时掺入一些工业废料,因此这种高性能混凝土具有以下几种优点:
        1.1环保型高性能混凝土强度较大
        高性能混凝土修建的工程,其抗压和抗剪能力很高,还具备较强的抗磨损能力和抗冲切能力。应用环保型混凝土能够有效地减小自然条件和外界环境对土建工程的不利影响,呈现出耐久性强的特点。
        1.2环保型高性能混凝土稳定好
        混凝土的稳定性对所建工程构架的承受能力有很大的影响,如果稳定性较差,工程结构的安全性将受到很大威胁。而高性能混凝土是由特殊的原材料经科学配比制成的,具有很强的稳定性,有效避免了普通混凝土由于受力和温度变化所引起的收缩变形或者膨胀开裂的不良现象。
        1.3环保型高性能混凝土具有更高的性价比
        由于环保型高性能混凝土具有强度高和稳定性大的有点,其使用年限在一定程度上能得到有效保障,另外,施工人员在施工过程中,应用高性能混凝土会大大降低劳动强度,保障施工人员的安全和健康。在建筑施工过程中应用环保型高性能混凝土可以大幅度提高施工效率,同时节省资源,降低施工成本,保证工程的顺利进行。日常生活中,由于建筑经常使用往往会产生损坏,而高性能混凝土具有抗压、抗磨等优点,在建筑建设过程中使用高性能混凝土能很好地降低工程损坏的几率,延长工程使用寿命,有效解决一般混凝土在施工过程中存在的缺点。在应用高性能混凝土施工过程中,为保证其最大可能地发挥优势,要根据不同的需求和环境采用不同的方式进行。
        2新型混凝土材料在应用过程中存在的问题
        2.1各级人员观念陈旧,对新材料应用的支持度不高
        一方面,由于新型混凝土材料是近年来兴起的新型建设材料,相较于传统混凝土建设材料而言,虽然具备较多的发展优势,但是由于其是一个新生事物,各个土建工程的施工团队在应用该种材料时需要有一个缓和过程,新旧混凝土材料的有效衔接需要一个发展过程。因此,虽然目前我国的土建工程在应用新型混凝土材料的比率有所上升,但是整体上其发展速率相较于其他材料的应用程度来看,仍然处于一个较低的水平。另一方面,建筑施工团队的工作人员学历较低,在接受一些新兴事物时需要一定的过程,因为受传统思想文化观念的影响,工作团队的人员认为传统的混凝土材料对我国土建工程的价值发展贡献度较高,而且多年来一直应用传统混凝土材料,通过应用传统混凝土材料建设出来的土建工程质量以及建设效率都处于一个较高水平,所以部分工作人员便认为新型混凝土材料对土建工程的建设发展起了一定的阻碍作用,导致当前我国各个土建工程对新型混凝土材料的应用范围较窄。
        2.2施工材料质量不达标,监管工作不到位
        一方面,部分企业的工作人员在进行混凝土材料挑选过程中存在着不足之处,导致混凝土材料的施工质量不达标。同时,由于企业的监督管理工作不到位,在一程度上也助长了一些不良之风,使得新型混凝土材料并未得到广泛应用。特别是在应用细集料快速筛分设备以提高效率和成效上。在水泥混凝土中,细集料是指粒径不超过4.75mm颗粒的天然砂、人工砂、石屑等。细集中料中一个非常重要的技术参数就是级配,快速筛分设备的应用能够提高细集料的应用水平。同时,由于新型混凝土材料是一个新兴事物,那么该材料的一些特性以及保管储存等条件便存在一定的特殊性,而大部分的企业派出的材料挑选工作人员对于新型混凝土材料的具体应用以及各方面的储存保管条件并不了解,导致混凝土在存放或是施工过程中由于各准备工作不到位,影响了混凝土材料的质量水平。
        3针对上述问题的解决措施
        3.1加大宣传普及力度,更新人员建设理念
        我国正处于互联网迅速发展的时代背景下,各种先进的技术被广泛应用于各行业的发展建设中,对土建工程来说也不例外。建筑工程企业可以通过对互联网的高效应用来普及新型混凝土材料的相关知识,推动工作人员对该材料有一个更加清晰的认知,如建筑工程团队可以通过利用微信公众号的方式来定期将新型混凝土材料的理论知识以及各地区对该材料在应用过程中存在的各种优势,以推文的方式发送给施工人员。可以通过定期开展新型混凝土材料有奖竞答的活动来激发工作人员对新型混凝土材料的了解学习的积极性。另外,也要重视对该方面工作人员理念的更新,摒除工作人员存在的新型混凝土材料不如传统混凝土材料的旧观念。意识对人的行动有着重要的反作用,工作人员只有在观念上接纳新型混凝土材料,对新型混凝土材料有一个更加全面的认知,才能反映到行动上去,加强对新型混凝土材料的有效应用,不断学习其高效应用的方式方法来改进传统工作中存在的不足,从而达到提升工程质量及效率的目的。
        3.2严格把控材料质量关,加大工程监管力度
        针对当前企业在进行混凝土材料挑选过程中对其质量把控不严格,导致质量水平较低的新型混凝土材料掺入土建工程的材料中,从而导致整个土建工程的质量水平低、新型混凝土材料应用范围窄的情况,需要引入先进的细集料筛分设备以提高效率和成效。细集料筛分设备看似操作简单,但在实际应用中,要想准确无误,考虑的细节问题还是比较多的。

首先,要求施工人员能熟练地操作机器,因此,筛分设备必须简易可操作;其次,要求施工人员能够简单处理操作中遇到的故障,以减少等待修理的时间,提高效率。今后的混凝土材料挑选工作就应当引起企业的高度重视,企业可以通过培养专门的施工材料挑选工作团队来强化工作人员对新型混凝土材料相关理论知识的掌握,从而在采购工作时便能够挑选出性价比高的混凝土材料。除此之外,企业要重视监管流程或相应的规章制度的建立,通过健全监督管理制度,可以为整个监管工作提供制度保障,这样在一些问题的发生时,可以有相应的应急方案及时将问题解决,避免问题扩大或者工程效率受影响。
        4废料制备超高性能混凝土
        4.1工业炉渣超高性能混凝土
        在一些工业生产中,会产生大量的高炉矿渣,这些矿渣多数会被填埋或者焚烧,造成了大量的环境污染,是一种常见的固体废弃物,一些研究人员利用这些废弃矿渣,对普通混凝土和超高性能混凝土(UHPC)中的材料进行比例替换,降低了混凝土的制造成本,同时也对混凝土的内部微观结构进行了改善,例如在普通混凝土中,利用碎玻璃替换了部分天然河砂,同时加入了废纤维和高炉矿渣,在28天的湿固化后,混凝土的强度有了较大提升。利用冶炼氧化铝所产生的废矿渣硅酸钙,对混凝土中的水泥进行部分替代,并研究了硅酸钙的置换率和龄期,对混凝土抗压强度和水化度的影响,结果表明,含30%硅酸钙矿渣的混凝土具有良好的抗压强度。利用黑色金属和有色金属铸造业的副产品铸造砂(WFS),对粉煤灰土聚合物混凝土(GPC)和碱活化矿渣(AAS)混凝土中的天然砂进行了0%-100%的替换,并进行了对比,结果表明,加入WFS降低了两种混凝土的可加工性,并在超过40%的WFS替换水平时,产生了较大的影响。Seco等人将冶金废料掺入混凝土中,用来代替聚合物混凝土中的天然骨料,并测试对比了试块在冻融与非冻融情况下的力学性能,试验结果表明,冶金废料制成的混凝土对化学物质表现出了良好的抵抗力。
        4.2城市废弃物超高性能混凝土
        城市废弃物是我们生活中较为常见的废物,通常包括废弃的垃圾、废弃橡胶、废弃钢铁,甚至于大量的施工拆建废料,这些都可以被很好地利用,它们既可以带来良好的生态效益,也可以带来可观的经济效益。利用回收的瓷砖、卫生洁具等陶瓷类废物,打磨成粉末(C-W-P),与碱活化炉渣(AAS)混合,目的是替换传统的水泥,结果表明,掺入50%的C-W-P可使强度提升,并且由于C-W-P的加入,使材料的耐火性达到50%。废旧轮胎也是城市生活垃圾,随着生活水平的提高,汽车越来越多,废弃的轮胎也成为环境污染的重要因素,Mhaya等人利用废旧轮胎,打碎成橡胶碎屑(TRCW),加入混凝土中,替代部分天然骨料,并讨论了改性混凝土的机械性能和耐久性,结果表明,新设计的改性混凝土具有节能、耐用、耐酸腐蚀性等特性。废旧陶瓷是城市垃圾的一部分,这种废料不仅数量庞大,而且是不可回收废料,一些研究人员利用陶瓷废料进行自密实混凝土的研发和制备,Huseien等人评估讨论了含有陶瓷废粉(WCP)和粉煤灰(FA)的砂浆,该砂浆中将WCP和FA进行合并,替换部分GBFS,结果表明,添加WCP的砂浆具有良好的生态效益,并且具有较好的机械性能。Li等人通过回收各国的建筑废料,并将建筑废料按比例混合,添水,压实最终获得样品,然后对样品进行冻融循环测试,结果表明,冻融循环会降低回收建筑废料混合物的承载能力,2:5:3的再生建筑混合物具有更好的机械性能。Almeida等人利用甘蔗渣灰砂(SBAS),作为细骨料进行混凝土的制备,经过研究发现,一定的SBAS添加进混凝土中可以细化微孔,并充当矿渣水泥的碱性活化剂,从而提高抗压强度,降低氯离子渗透深度并延迟腐蚀开始。市政污水中含有大量的磷,这些磷是较为棘手的污染物,然而炼钢炉渣能够有效清除废水中的磷含量,可以用来净化市政污水,当这些炉渣使用过后,又是成为了新的污染物,经过研究表明,处理过污水的钢渣改变了自身的孔结构,使得钢渣的结构变得致密,可以很好地替代混凝土中的骨料,替代后的混凝土拥有了更高的强度,同时也有助于循环经济。
        5高性能混凝土施工在应用时的施工控制
        5.1搅拌
        搅拌属于配置高性能混凝土时的一个基础操作方式,将原材料进行准确称量,然后再进行搅拌,使用的搅拌机为卧轴式或者逆流式强制搅拌机,因为这种搅拌机器的力量比较大,会使得搅拌更加均匀,然后搅拌时间也需要控制在2-3min之内。
        5.2运输
        高性能混凝土在长期的运输过程中会造成其性能发生变化,所以在运输之前,需要确定混凝土的相关参数,使其在运输过程中不会出现性能降低等现象。为了避免温度对混凝土的影响,还需要对运输工具进行隔热处理,另外,还需要采取一些措施避免混凝土中水分流失或者蒸发。
        5.3浇筑
        高性能混凝土在浇筑过程中对温度的要求比较高,要求温差低于15℃,还要求混凝土倾落高度要低于2m,因为高度过大会造成离析问题,但是有些施工环境中其高度大于2m,于是可以使用漏斗、滑槽等方式进行浇筑。另外,在入模之前需要对高性能混凝土的相关参数进行检测,看其是否符合设计要求。在使用分层连续推移的方式进行浇筑时,其中的间隔时间不能超过90min,也要避免出现施工缝现象。
        5.4振捣
        高性能混凝土在振捣过程中会存在需要调整其水平位置的情况,此时不能直接水平移动就进行调整,而是需要将其慢慢从混凝土中以竖直方向慢慢抽离出来,然后在将振捣棒进行移动。对每个点进行振捣时需要将其时间控制在30s之内。当混凝土表面没有出现气泡等现象时就可以停止振捣。
         结语
        总而言之,作为土建工程中的重要环节,对新型混凝土材料的有效应用对于整个土建工程的施工质量以及其安全性都有着至关重要的影响,虽然目前我国的土建工程行业的建设发展迎来了新的局面,但土建工程各环节仍然存在较多问题。在今后的工程建设中,各企业要重视对新型混凝土材料的有效应用,加大对其研究力度,进而提升混凝土材料与工程的匹配度,从而进一步保障土建工程的质量,为居民创造一个更加稳定安全的生活工作环境。
        参考文献:
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