清水混凝土施工工艺和技术的研究

发表时间:2021/8/26   来源:《城镇建设》2021年第4卷第4月10期   作者:李博
[导读] 北京新机场航站楼指廊工程施工过程中,通过对清水混凝土施工工艺和施工技术的研究
        李博
        北京建工集团有限责任公司 北京市  100000
        摘要:北京新机场航站楼指廊工程施工过程中,通过对清水混凝土施工工艺和施工技术的研究,保证了柱廊混凝土构件的清水效果和施工质量,为清水混凝土的发展和应用提供了参考。
        关键词: 清水混凝土;施工工艺和技术;施工质量
一、工程概况
        北京新机场指廊工程建筑面积约30万㎡,地上三层,地下一层。结构形式为框架结构,一层柱廊共有423颗直径为800mm的结构柱,内有“H”型钢骨,混凝土强度等级为C60。外饰面为外饰面为氟碳喷涂,设计要求结构施工阶段达到清水混凝土效果。
二、施工特点及要求
        清水混凝土的最显著特点为高质量的观感,色泽均匀,气泡少。目前行业内尚未形成专门针对性的检测方法、施工质量标准及验收标准。项目管理人员商讨后确定了清水混凝土柱的施工特点及要求:
        (1)不允许有直径大于5mm的气孔存在。表面不允许有空隙、龟裂、偏析或其他缺陷;
        (2)混凝土表面坚固、统一和浅色,不应有目距3m时可见瑕疵。
        (3)不允许有水或泥浆漏出。
        (4)棱线应符合设计要求,以建筑设计的要求实施。且不允许有其它接缝处。
        基于上述要求,项目部管理人员就原材料和配合比、钢筋工程、模板工程、混凝土工程几个方面,对相关的施工工艺和技术要求进行研究和不断改进,最终保证了工程的施工质量。
三、施工技术要点
1、原材料和配合比
        
(1)水泥
宜选用强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。同一搅拌站的水泥宜来自同一厂家,选用同一品种、同强度等级。胶凝材料总量不宜少于300kg/m3。通过试验,选用了P﹒O型42.5级水泥。
(2) 水
        为避免杂质对清水效果的影响,本工程采用自来水拌制清水混凝土。为保证混凝土的流动性能及强度等满足要求,对单位体积的用水量进行控制,混凝土的水灰比不宜大于0.55 。
(3) 骨料
        粗骨料应采用连续料级,颜色应均匀,表面应洁净,并应符合下列要求:

通过工程附近的砂石原料供应调研及试验确定,本工程选用涞水中砂,细度模数2.7,为Ⅱ区中砂,含泥量1.4%;石子采用涞水碎石,最大粒径25mm,含泥量0.4%。

(4) 外加剂
清水混凝土的外加剂选择及使用量必须进行严格控制,选用的外加剂在保证减水效果的同时要兼具提高混凝土的和易性、黏聚性和保水性各项工作性能。根据试验测试,选用了HY801标准型高性能减水剂。该减水剂具有高减水率、低坍落度损失的特点,同时具有较好的力学性能。
(5)掺合料
        同一搅拌站所用的掺合料应来自同一厂家、同一规格型号。掺合料应有利于混凝土的高密实、低渗透性,且不发生碱集料反应。本工程选用Ⅱ级粉煤灰和S95高炉矿渣粉。
(6)配合比设计
        配合比设计中遵循以下原则:清水混凝土的配合比除满足普通混凝土的常规要求外,还应使混凝土具有良好的色均性,根据工程所处环境,考虑混凝土结构耐久性的要求。
        ①尽量降低用水量以提高密实度,强度及耐久性。
        ②在保证强度的条件下尽量降低水泥用量,降低水化热和减少收缩。
        ③选择合适的砂率和水灰比,不得过大或过小,水泥用量也不应低于300kg/m3。在满足技术要求的前提下,宜采用较低胶凝材料用量;用水量不宜超过180kg/m3,粗骨料用量不宜低于1000kg/m3;最大粒径≤25mm。细骨料用量不宜低于520kg/m3。
        ④本工程所有清水混凝土构件所用材料牌号、品种、规格应一致,并保证结构外观色泽要求。
        ⑤本工程清水混凝土构件中带有钢骨柱,良好的密实度对混凝土坍落度提出了更高的要求。
        以以上技术要求为依托,经过反复适配和优化过程,最终确定现场选用坍落度180±20mm的细石混凝土。配合比如下:

2、钢筋工程
        钢筋的准确定位、保护层厚度的正确设置是保证清水混凝土柱施工效果的基本前提。从以下几个方面对钢筋工程进行质量控制:
        (1)钢筋随进随用,钢筋做好防雨防潮措施,避免钢筋因在现场放置长时间产生浮锈,污染模板而影响清水混凝土的饰面效果。、
        (2)钢筋加工时应考虑其堆放位置和穿插顺序,根据钢筋的占位避让关系确定加工尺寸。应考虑钢筋接头形式、接头位置、搭接长度、锚固长度对钢筋绑扎的影响,通长钢筋应考虑端头弯钩方向控制,保证钢筋总长度、钢筋位置准确和保护层厚度符合要求。
        (3)确保钢筋在模板中的定位准确,采用混凝土垫块来保证保护层厚度。
        (4)绑扎钢丝宜选用20~22#且无锈的钢丝,每一竖向筋与水平筋交叉点均绑扎,绑扎丝拧扣应不小于两圈,绑扎丝头均应朝向截面中心。
3、模板工程
(1)模板选型、设计及安装和拆除
        为达到清水效果,同一工程中应采用同种面板材料,以使表现的混凝土表面质感一致。考虑安装、拆除的便利性、浇筑的整体性和拼缝的垂直度,本工程选用全新大钢模,垂直平分两等分。钢模板选用Q235钢材,采用6mm厚钢板做面板。柱子的钢立模由两张连续弯曲钢板制成,并选用定型柱箍型式对模板体系进行加固,沿高度方向每隔1.5m一道,有效地控制了错台产生。
        对样板柱进行施工后,仍有少量漏浆情况出现。经过对各方面因素的分析对钢模板进行优化,钢模板接缝处由平口改为企口,进一步增加了模板拼缝的严密程度。
        清水混凝土柱的拆模时间应比普通混凝土拆模时间长1-2倍,从而保证拆模不粘连,成品混凝土棱角完整,严禁拆模过早。
(2)脱模剂
        本工程选用了优质的专用清水脱模剂,施工前应对模板表面质量进行检查,应在确认表面质量符合要求、不会对混凝土面产生污染后开始施工。脱模剂的施工可采用喷涂或刷涂,涂层应薄而均匀,大面、小面均无漏刷。涂刷施工时必须避免脱模剂涂刷在钢筋上。
4、混凝土工程
        混凝土工程是影响成型效果的最为关键因素,应从原材料、浇筑振捣过程、养护过程进行控制。
(1)原材控制
        进场混凝土由搅拌站人员向现场检验人员逐车交验,交验的内容有目测混凝土外观色泽的均匀程度和有无泌水离析现象,试验员对每车混凝土坍落度进行取样试验(180±20mm),坍落度不合要求不得使用。要求商混站及时提供进场检验记录、预拌混凝土运输单、开盘鉴定等资料。交验内容合格,质量证明资料齐全后方可接收混凝土,进行下一步的浇筑工作。
(2)混凝土的浇筑和振捣
        ①水混凝土柱的下料高度应不超过2m,按照500mm的高度分步浇筑。
        ②浇筑前需先清理模板内垃圾,保持模内清洁、无积水。
        ③柱浇筑前应在根部首先浇筑与混凝土强度等级相同的去石子水泥砂浆30-50mm,并振实后,再浇筑混凝土,避免烂根;
        ④优先选用汽车泵泵送,局部采用塔吊吊运料斗运输,在比普通混凝土施工时较轻的振捣下,应能满足模板,达到流平、密实的程度。
        ⑤采用振捣棒进行振捣时,混凝土振捣点应从中间开始向边缘分布,且布棒均匀,层层搭扣,并应随浇筑连续进行。
        ⑥振捣棒的插入深度要大于浇筑层厚度,插入下层混凝土中50~100mm,使浇筑的混凝土均匀密实。通过对样板试件的试验确定,对于钢筋与钢骨密集处,采用附着式振捣棒,提高振捣效率。
        ⑦竖向结构应严格控制分层浇筑的间歇时间,混凝土先后两次浇筑的间隔时间不超过30分钟,第二次浇筑前,要将上次混凝土顶部的150mm厚的混凝土层重新振捣,以便使两次浇筑的混凝土结合成密实的整体。
        ⑧若浇筑过程中产生了施工缝,在第二次浇筑前应对混凝土面进行剔凿,表面浮浆剔除干净后再进行浇筑。
(3)混凝土的养护
        ①常温条件下,混凝土暴露表面的养护应自初凝之前开始,最初的养护应以塑料布覆盖保湿为主,随龄期的增长适时采用洒水和保湿并用;对同一视觉范围内的混凝土尽可能施以相同的养护条件,以保证混凝土表面色均性。
        ②清水混凝土的养护要求严于普通混凝土;混凝土立面结构拆模后须立即养护,采用定制的塑料薄膜套包裹保湿养护,一般不得少于14d。
        ③冬施条件下,柱混凝土浇筑完拆模后,在外表面用一层塑料布和双层纤维保温被包裹进行保温养护。
5、成品保护
        装饰装修工作开展距结构施工完成时间较长,因此后续施工过程中应着重注意清水混凝土柱的成品保护工作,不得造成损伤或污染。拆模后对确实有必要修补的缺陷部位可适当进行修复,修复工作应在样板试件试验成功后展开,保证成型观感质量。清除表面浮浆并清洗干净后用同配比去石子砂浆涂抹至混凝土柱,硬化后用砂纸将构件表面打磨均匀。
四、结束语:
        在北京新机场的建设中,通过对清水混凝土施工工艺和施工技术的研究,有效控制了清水混凝土柱的成型质量,保证了较好的观感效果,达到了设计要求,对于清水混凝土的广泛应用和发展提供了可靠经验。
五、参考文献
[1] 杨文旻,谈一评,浅谈清水混凝土,2009 (9) :893-896;
        [2] 张萍,清水混凝土配合比设计与施工质量控制,2014(8):108-110
        [3] 孙玉德,清水混凝土施工工艺及质量控制,2010(6):160-163
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