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工民建及水工建筑混凝土施工的质量控制

作者2021-08-28 11:19未知
工民建及水工建筑混凝土施工的质量控制 
摘要:如何控制好混凝土工程的施工质量?首先控制好原材料的质量。其次科学配制混凝土是保证质量的先决条件。三、抓好工地试验室的工作。四、混凝土试件合格,结构物混凝土不一定全部合格。五、和易性是决定混凝土质量的主要因素。六、混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量的主要环节。最后强调,要想保证混凝土质量,人的质量意识也是很重要的;同时设计单位、监理单位、施工单位共同努力才能保证混凝土的质量。

关键词:工民建 水工建筑 混凝土 施工 质量控制

工民建中的民用住宅、办公楼(梁、板、拄、基础),水工建筑中的厂房(基础、梁、板、柱)。大坝、隧洞衬砌、渡槽、、桥梁等工程建筑物的结构安全和防渗等绝大多数由混凝土和钢筋混凝土承担,因此混凝土的质量在工程建筑物中显得尤其重要。混凝土施工的工艺水平、施工队伍的素质、原材料的质量等因素给混凝土施工的质量控制带来一定困难。

本人参考资料及结合在小浪底工程混凝土施工的质量控制经验,就如何搞好混凝土的质量控制论述如下:

一、原材料的质量控制:

原材料的质量及其波动,对混凝土质量及施工工艺有很大影响。如水泥强度的波动,将直接影响混凝土的强度;各级石子超逊径颗粒含量的变化,导致混凝土级配的改变,并将影响新拌混凝土的和易性,骨料含水量的变化,对混凝土的水灰比影响极大。为了保证混凝土的质量,在生产过程中,一定要对混凝土的原材料进行质量检验,全部符合技术性能指标方可应用。骨料中含有害物质,超过规范规定的范围内,则会妨碍水泥水化,降低混凝土的强度,削弱骨料与水泥石的粘结,能与水泥的水化产物进行化学反应,并产生有害的膨胀的物质。如果粘土、淤泥在砂中超过3%,碎石、卵石中超过2%,则这些极细粒材料在集料表面形成包裹层,妨碍集料与水泥石的粘结。它们或者以松散的颗粒出现,大大地增加了需水量。如使用有机杂质的沼泽水,海水等拌制混凝土,则会在混凝土表面形成盐霜。对混凝土集料来说,影响配合比组成变异而导致混凝土强度过大波动的主要原因是含水率,含泥量的变化和石子含粉量的影响。在混凝土生产过程中,对原材料的质量控制,除经常性的检测外,还要求质量控制人员随时掌握其含量的变化规律,并拟定相应的对策措施。如砂石的含泥量超出标准要求时,及时反馈给生产部门,及时筛选并采取能保证混凝土的其它有效措施。砂子含水率,通过干炒法,及时根据测定的含水率来调整混凝土配合比中的实际用水量和集料用量。对于相同标号之间水泥活性的变异,是通过胶砂强度试验的快速测定,根据水泥活性结果予以调整混凝土的配合比。水泥、砂、石子各性能指标必需达到规范要求。

二、科学配制混凝土是保证质量的先决条件

1、混凝土施工配合比的换算

试验室所确定的配合比,其各级骨料不含有超逊径颗粒,且以饱和面干状态。但施工时,各级骨料中常含有一定量超逊径颗粒,而且其含水量常超过饱和面干状态。因此应根据实测骨料超逊径含量及砂石表面含水率,将试验室配合比换算为施工配合比。其目的在于准确的实现试验室配合比,而不是改变试验室配合比。

调整量=(该级超径量与逊径量之和)—(次一级超径量+上一级逊径量)

2、混凝土施工配合比的调整

试验室所确定的混凝土配合比,其和易性不一定能与实际施工条件完全适合,或当施工设备、运输方法或运输距离,施工气候等条件发生变化时,所要求的混凝土坍落度也随之改变。为保证混凝土和易性符合施工要求,需将混凝土含水率及用水量做适当调整(保持水灰比不变)。

3.混凝土配合比,需满足工程技术性能及施工工艺的要求,才能保证混凝土顺利施工 及达到工程要求的强度等性能。

水工素混凝土和少筋混凝土配制坍落度一般为3—5cm,配筋率超过1%的钢筋混凝土配制坍落度一般为7—9cm,对于桥梁施工中的箱梁采用泵送施工 ,混凝土配制坍落度一般为10—14cm,初凝时间在4小时以上,强度为45Mpa的缓凝早强混凝土;灌注桩要求配制强度为35Mpa,凝结时间在10小时以上,坍落度一般为18—22cm的大坍落度超缓凝混凝土。按通常的配制方法使混凝土达到上述工程技术性能是困难的,为改善混凝土性能,提高混凝土强度,达到工程各部位对混凝土各种性能的要求,在混凝土中掺入不同类型的外加剂,改善混凝土性能的科学配制,优化混凝土的配合比,在施工中效果明显。

灌注桩用混凝土,按通常的配制方法,当水泥用量为420kg/m3(水灰比为 0.56)时,混凝土的强度才能达到35Mpa,但由于坍落度(18—22cm)过大,均质性差,和易性不好,凝结时间也达不到缓凝10h,以上的超大型缓凝要求。在配制混凝土中掺入1%的减水剂优化配合比。水泥用量每1m3混凝土可节省40公斤左右,而且在坍落度达到18—22cm情况下,均质性、和易性良好,凝结时间也可以缓凝到10h以上。优化配合比后的混凝土和易性、缓凝作用良好,在灌注桩混凝土施工中消除了卡管或断桩等事故,保证了顺利施工。并且混凝土的7天强度也比通常不掺外加剂配制的混凝土提高20%左右。

可见,科学配制混凝土,早期强度明显提高,加快模板周转,加快施工速度,其技术、经济综合效益十分显著。

三、抓好工地试验室的工作

混凝土质量控制的好坏与试验室的工作是分不开的。首先使用的原材料要符合要求,特别是砂、石材料变异性较大,试验室人员必需按照技术规范的要求,经常取样进行检验,不符合要求的材料杜绝使用。试验室必需根据工程结构各部位对混凝土性能的要求进行各项试验,提出性能好,成本低的混凝土配合比。水灰比是影响混凝土强度的一个主要因素,所以,每天工地进行混凝土搅拌前,试验室必需检验砂、石料的含水量,调整混凝土的用水量,以控制混凝土的水灰比,施工中当混凝土坍落度大于规定的范围时,不准入仓浇筑。因为若配制混凝土的原材料质量得到控制,称量准确,则坍落度变化大的原因必然是混凝土中水量的增多,这样则水灰比变化大,必然导致混凝土强度的降低。所以在混凝土浇筑过程中工地试验室人员一定要经常进行混凝土坍落度的检验,坍落度符合要求才能入仓。

四、混凝土试件合格,结构物混凝土不一定全部合格

合同文件中技术规范规定,混凝土的质量是依靠混凝土试件的强度来评定,并代表结构物混凝土的强度,这是认为在正常施工情况下,实际工程结构物混凝土强度可以表现出混凝土试件强度特性。但应当指出,当结构物混凝土浇筑成型不够密实,或有缺陷时,试件强度的代表性就要随着降低,因为试件体形很小,容易浇筑成型和养护振实。但在浇筑结构物的混凝土时,特别是当结构物形状及配筋情况复杂,混凝土运输入仓条件,气温变化较大和施工很不方便时,就很难把结构物各部位的混凝土浇筑成如同试件的质量一样,如在一座桥墩的施工过程中,桥墩混凝土设计强度为C25,原材料检验无问题,承包商在按规定取样试件28d的强度均达到了27.0一28.0Mpa,按照合同技术规范要求达到了合格要求,但在工程师钻芯取样时混凝土的强度只达到了19.0Mpa,不能满足合同要求,造成了工程返工重新浇筑。因此,结构物的混凝土质量只依靠试件强度保证是不够的,还必需对结构物的混凝土施工全过程进行妥善控制,特别是对浇筑振实成型过程尤需严格控制。对于成品采取回弹法,射钉法,拉拔法等辅助手段进行必要及时的检查,对关键部位的结构物,有必要进行钻芯取样检查试验,以确保混凝土结构物的质量。

五、和易性是决定混凝土质量的主要因素

和易性是混凝土拌和物的流动性,粘聚性,保水性等多种性能的综合表述。当混凝土拌和和易性不良时,则混凝土可能振捣不实或发生离析现象,产生质量缺陷。混凝土的和易性良好,混凝土易振实,且不发生离析,能够获得均质密实良好的混凝土浇筑质量。通常一些人配制混凝土选用低水量、低坍落度,强调以振实工艺来保障混凝土质量,其实这样易产生蜂窝,孔洞等质量缺陷。实践表明,和易性良好的混凝土才便于振实,且应具有大些的流动性或可塑性,以利于浇筑振实,且应具有较好的粘聚性和保水性,以免产生离析,泌水现象。现在通过掺高效减水剂来提高混凝土的和易性。

六、混凝土浇筑振捣过程是混凝土质量控制的主要环节

混凝土配合比设计、原材料的质量、配料准确、搅拌均匀运输,浇筑振实成型,养护等整个施工环节中,浇筑振实成型是主要的环节。

在混凝土浇筑成型时,由于没有振实所产生的外观上的气孔、麻面、蜂窝、孔洞、裂隙等质量问题,易引起重视,但由于振捣不良,所产生的内部蜂窝、孔洞所导致的内在质量问题,人们容易忽视。而混凝土内在质量缺陷,同样引起混凝土结构物的破坏。所以,混凝土振捣应引起施工人员(特别是混凝土振捣工)足够重视,质检员应采取相应的有效措施,使混凝土振捣良好。

七、预防混凝土缺陷的发生是质量控制的重点

混凝土工程质量的好坏,是由设计人员、监理人员和施工人员共同努力的结果。混凝土质量的好坏,除外观上的蜂窝、麻面缺陷外,主要是混凝土强度能否达到要求,当混凝土强度达不到工程要求时,监理人员只能要求拆毁重作。而确定混凝土强度常是在混凝土浇筑后第三产业28天进行,并得出结论。在这段时期,还可能浇筑出大量劣质混凝土,这样一来,拆毁的工程量将很大。所以每一位负责质量的人员必需注意预防质量缺陷的发生或尽早地发现施工中可能出现的缺陷,以不误时机地采取补救措施,所有的施工人员,监理人员都应当随时监控混凝土的配制、搅拌、浇筑和养护等过程。监理人员、承包商质检人员按时检查配制的混凝土材料是否符合规范规定的要求,检查施工中混凝土的成份是否符合设计要求的配合比,运输、浇筑和养护是否符合施工工艺规定;同时要检查是否按时做混凝土坍落度实验等,坍落度是最简易、最快速判别混凝土质量的指标,坍落度过大,过小将会产生振捣不实,出现蜂窝、孔洞、发生离析、分层或强度是否按技术规范的要求做混凝土强度试验,并检查试验结果。特别是7d龄期的强度表明28天强度有可能低于该工程部位所要求的强度时,应及时查明原因并在强度不合格工程部位停止混凝土施工。等到28天有试件测验后再定。

八、混凝土受各种因素影响而产生变形也要引起足够重视。

混凝土的变形主要有硬化过程的自生体积变形,湿胀干缩变形,温度变形和在荷载作用下的变形。混凝土的湿胀干缩是由于混凝土中水分的变形而引起的,干缩裂缝产生的原因是:1、混凝土成形后,养护不良,受到风吹日晒,表面水分蒸发快、体积收缩受到内部混凝土的约束,出现拉应力,引起混凝土表面开裂;或者构件水分蒸发,产生的体积收缩受到地基或垫层的约束,而出现干缩裂缝。2、混凝土构件长期露天堆放,表面湿度经常发生剧烈变化。3、采用含泥量多的粉砂配制混凝土,4、混凝土受到过度振捣,表面形成水泥含量较多的砂浆层。5、后张法预应力构件露天生产后长期不张拉等。对混凝土裂缝的预防措施:1、混凝土水泥用量、水灰比和砂率不能过大,严格控制砂石含泥量,避免使用过量的粉砂,振捣要密实,并应对板面进行二次抹压以提高混凝土抗拉强度,减少收缩量。2、加强混凝土早期养护时间,长期堆放的预制构件宜覆盖,避免曝晒,并定期适当洒水,保持湿润。3、浇筑混凝土前,将基层和模板浇水湿透。4、混凝土浇筑后,应及早进行洒水养护;大面积混凝土宜浇完一段,养护一段。

大体积混凝土所产生的裂缝,大多数属于温度裂缝,其中表面裂缝又占绝大多数。由于贯穿裂缝将危及大坝安全运行,而少数表面裂缝在一定条件下,可能继续发展成贯穿裂缝,因此分析工程特性,坝址、气候和工程特点,合理地确定混凝土抗裂指标,稳定温度场,分缝分块,温控标准及防裂措施对于保证混凝土质量至关重要的。

混凝土结构及构件产生裂缝是一种常见的质量通病,要进行事先控制,从以下几点注意:1、材料、半成品质量的控制。水泥安定性良好;砂石级配通过试验要优良,砂不要过细,砂石含泥土、石粉不能超标,不能使用反应性骨料,科学地采用合理的配合比,根据外界环境温度采用水化热适宜的水泥。2、建筑和结构构造进行检查,结构整体性和变形缝设置应合理;结构受力上,应进行设计断面、应力情况、超载、抗裂验算。3、施工工艺方面控制。水泥用量与用水量不宜过多;混凝土拌和要均匀;配合比控制要准;浇筑要按一定顺序进行;浇筑方法要妥当;浇筑速度不能过快,振捣要实;模板不能变形、漏水漏浆;钢筋保护层要适宜,浇筑中不能碰撞钢筋;施工缝处理好;拆模、加荷不能过早;施工不能超载;及时养护,不要受冻。4、注意地基变形和温、湿度变形。5、混凝土不能受到酸碱腐蚀,火灾、高温、地震也会使混凝土受到破坏。

最后强调一点,要想保证混凝土的质量,除了上述注意事项外,人的质量意识也是很重要的。人是指直接参与施工的组织者、指挥者和操作者。人作为控制的对象,是要避免产生失误;作为控制的动力,是要充分调动人的积极性,发挥人的主导作用。为此,除了加强政治思想教育、劳动纪律教育、职业道德教育、专业技术培训、健全岗位责任制外,还需要根据工程特点,从确保质量出发,人的技术水平,人的心理行为,人的错误行为等方面来控制人的使用。禁止无技术资质的人员上岗操作;对不懂装懂,图省事、碰运气,有意违章的行为必须及时制止。“百年大计,质量第一”这一指导思想要求人们重视工程质量。设计单位、监理单位、施工单位都要重视。施工单位对施工的各个环节进行严格的控制,建立健全质量管理体系和规章制度,质量监督机构,对施工中的主要原材料,诸如钢材,水泥粉煤等都要经过严格的检测,凡不合格品,一律不得用于工程,混凝土拌和物不合格,一律不得入仓,以确保工程的质量。试验,质控各部门要基本覆盖所有质控点,不但对原材料的生产,进货,存放等各个环节进行了质量检测,且把现场混凝土质量控制作为重点。为保证混凝土质量而运做的所有生产单位和专职职能部门,都是一个有机的统一的整体,试验室通过对每一个质控点的检测分析,及时把各种信息反馈给有关部门,发现一个问题,解决一个问题,使生产过程始终处于控制状态。为了切实解决问题,还从技术措施和管理制度约束有关部门和人员。总之,要用人的质量保证混凝土的质量。

现代建筑屋顶与建筑的自然通风

摘要:结合自然通风的基本原理和国外的一些建筑实例,分析了现代建筑屋顶在建筑各种自然通风系统中的作用,提出了屋顶应采取的相关构造措施,以节约建筑能耗,保护人类身心健康。
关键词:现代建筑 屋顶 自然通风
  建筑通风的目的是提供人们呼吸用的新鲜空气或在夏季降低室内温度。空调技术的产生与成熟,使人们可以在一个完全封闭的空间内创造出一个独立的小气候,使室内的温度和湿度始终控制在相对舒适的范围内。但空调并不是万能的,它在现代建筑
中的广泛使用所带来的负面影响已经引起了人们的警惕,并着手研究相应的解决措施。给建筑以适当的自然通风是减少使用空调负面影响的有效方法之一。自然通风的建筑可以降低空调耗电量,进而降低生产这些电能的不可再生资源的消耗量和CO2 向大气的排放量;对人体而言,自然通风可减少“空调病”和各种通过空气传播的疾病的
发病率。
1  自然通风的原理与模式
建筑的自然通风从动力来源上可分为完全自然通风和机械辅助自然通风两种模式。完全自然通风是由来自室外风速形成的“压差”和建筑表面的洞口间位置及温度造成的“温差”形成的室内外空气流动。按照热力学原理,建筑室内温度有沿高度逐渐向上递增的特点。该特点是建筑随层高增加而使上下之间温差加剧的主要原因,设计师也经常利用这一点,挖掘建筑自然通风的潜力。机械辅助自然通风是利用温差造成的热压和机械动力相结合而形成的室内外空气对流。与完全自然通风相比,虽然建筑内局部作为辅助动力的机械装置要消耗一定的能源,但通过这种装置重新组织气流,甚至在局部“强迫”气流改向,可以使自然通风达到更好的效果。在这两种通风模式中,屋顶都是形成温差,组织气流的重要环节,在整个自然通风系统中起着重要作用「 1 」 。
2  屋顶在完全自然通风中的作用
当室内存在贯穿整幢建筑的“竖井”空间时,就可利用其上下两端的温差来加速气流,以带动室内通风,其实质就是“温差———热压———通风”的原理。作为建筑共享空间的中庭就可以胜任这个“竖井”的职能,一般来说,其所占空间比例以超过整幢建筑的1/ 3 为宜。这种中庭的屋顶一般都具备两项性能:1) 它们能让阳光射入中庭,将中庭内空气加热并产生上下温差;2) 它们是全部或局部可开启的,在需要通风时能让气流找到出口。赫尔佐格设计的德国林茨城的HOLZ 大街住宅区,每幢住宅楼的显著特征是带玻璃顶的共享中庭。这个中庭贯穿建筑五层并稍稍高出两侧房间的屋面。冬天,阳光透过玻璃屋顶直射进来,中庭屋顶的侧窗关闭,使中庭成为一个巨大的“暖房”,到了夜晚,白天中庭储存的热量又可以向两侧的房间辐射;夏天,中庭屋顶的侧窗开启,将从门厅引进的自然风带着热量一并排出,使建筑在夜间能冷却下来。当建筑体量小,内部的“竖井”空间高度不够形成有效温差时,也可以做成冲出屋面的竖向突兀空间。位于英国中部Solihull的一座办公大楼,以突出屋面的“太阳能烟囱”的自然方式满足办
公空间的照明与通风(见图1) 。这些“太阳能烟囱”的北面为玻璃天窗,天光由此洒向建筑的中心区域。天窗对面为自动控制的活动板,将其打开时,阳光从“烟囱”南侧射入室内加热顶部的空气,在热压的驱动下气流由外墙的窗户引入,上升后由“烟囱”排出。可作为“竖井”空间的,除了中庭外,还可以利用建筑的楼梯间(见图2 考文垂大学新图书馆,其楼梯间兼作通风竖井使用) 。冲出屋面的突兀空间除了做成烟囱外,还可以做成风塔、风帽的形式(见图3 英国贝丁顿零能耗住宅屋顶上的风帽) 。如何使那
些突出屋面的部分在外观上和屋顶协调,甚至使其成为整个建筑造型的亮点,对每个建筑师来说既是挑战,更是机遇「 2 」 。
3  屋顶在机械辅助自然通风中的作用
对于很多地区的建筑来说,完全自然通风并不是每个季节都适宜的;有些建筑受特定条件的制约,也不具备低进高出的气流走廊。这时的建筑自然通风就必须借助机械装置的辅助,或者是根据不同时段、不同季节进行完全自然通风和机械通风的轮换。英国诺丁汉大学朱比丽分校的主体建筑具备两套通风措施:在室外气候温和的时候,气流在凹进的中庭入口的引导下,经过大门口上部开启的百叶进入中庭内,再由中庭另一端屋顶上的玻璃百叶排出,这时是完全自然通风模式。在酷热或严寒季节,建筑的门窗关闭,新鲜的空气通过屋顶上风塔的机械抽风和热回收装置被引到风道中,然后进入各层楼板的夹层空间,进而在楼板低压发散装置的辅助下进入室内;而废气的排出是通过走道和楼梯间的抽风作用,最终又回到风塔上部,经过热回收和蒸发冷却装置,最终由风斗排出,这时采用的就是机械辅助的自然通风模式。太阳能集热片被集成在中厅屋顶的吸热强化玻璃中,其吸收的热能用于驱动机械抽风装置「 3 」 。
4  屋顶内部的自然通风屋顶除了作为整个建筑自然通风系统

的一个组成部分,利用天窗、烟囱、风斗等构造为气流提供进出口外,本身也可以成为一个独立的通风系统。这种通风屋顶内部一般有一个空气间层,利用热压通风的原理使气流在空气间层中流动,以提高或降低屋顶内表面的温度,进而影响到室内空气的温度。在日本的OM 阳光体系住宅中,室外空气由屋顶下端被吸入空气间层,并被安装在屋顶上的玻璃集热板加热,受热后上升到屋顶的最高处。屋顶最高处设置了空气处理装置,包括空气阀门、热交换盘管和一个小型风机。这个装置既能将加热过的空气通过管道送到建筑的各个角落,又能将不需要加热的空气由排气管排出「 4 」 。在德国慕尼黑的一项将仓库改造成设计工作室的工程中,原有外围护结构的热工性能无法满足新的用途。建筑师赫尔佐格在室内加建了一层包裹住整个屋顶及大部分外墙内表面的薄膜,使薄膜和原有外围护结构间的空气成为一道阻热层,起到了保温和热缓冲的作用。在屋顶上分别设置了连通空气阻热层和室内空气的风帽,使这个简单的小建筑可自由地选择机械通风,通过室内自然通风或空气阻热层内通风中的某一种或多种通风模式,来调节室内气候「 5 」 。
5  结语利用热压进行自然通风的原理虽然简单,但选择具体构造或技术措施时还需要根据建筑的功能和地理位置考虑;仅有定性的设计还不够,为了使通风起到实质性的制冷或采暖效果,需要对进出风口的气流量、进出风口开关的时间、中庭屋顶的采光量、机械抽风装置的运转时间等参数进行定量的计算。这时往往需要借助风洞模型或计算机模拟实验等方法才能得到精确的数值。21 世纪是环保的世纪,是可持续发展的世纪。降低建筑能耗,使建筑的人工环境与自然环境达到动态的平衡,将是建筑在满足了基本的使用功能和美学要求后应追求的更高目标。屋顶的相关构造和设备配合建筑的其他围护结构体系创造的自然通风的条件,使建筑在实现以上几个目标方面具有更大的潜力。











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目录 1 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 区域概况 3 1.3 研究目的和研究意义 4 1.4 国内外研究综述 5 1.5 研究内容和研究方法 7 1.6 创新点 9 2 基本概念和基础理论 9 2.1 基本概念 9 2.2 基础理论 10 3 区域科技创新中心的特征和作用 12 3.1 区域科技创新中心的特征 12 3.2 区域科技创新中心的作用 13 4 汉中市区域科技创新中心分析评价 14 4.1 区域科技创新中心指标体系建立 14 4.2主要指标解释 17 4.3 数...[全文]
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