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1图纸的深化设计
1.1基础部分柱
根据设计规范和国家标准设计图集04SG523中的规定。为了确保型钢柱与筏板连接的整体性,特别是型钢柱在筏板基础中连接的可靠性,对筏板中直径28mm钢筋遇型钢柱时,进行合理性布置,深化结构方案:在型钢柱满足埋置深度时,筏板底排钢筋全部贯穿通过型钢柱下部,遇型钢柱无法贯通时,型钢柱腹板在加工厂预先开孔,绑扎钢筋时钢筋贯通穿过,遇型钢柱翼缘板部位,设置钢牛腿,在加工厂焊接好,布设筏板筋时搁置钢牛腿上,然后现场焊接。焊缝和焊接长度必须满足规范要求。深化后的基脚图,节约型钢牛腿用钢,节省焊接人工,而且比较经济合理,安全可靠。从图1和图2的比较来看,筏板底排钢筋在型钢柱底下穿过,上部钢筋在型钢厂加工时,按设计图示尺寸位置预先开好孔,钢筋安装绑扎时直接贯穿通过,这样才能起到上部结构荷载传递型钢混凝土框架柱至筏板基础受力。本工程主楼筏板基础厚度为1800mm,型钢混凝土组合柱是“十”字形式。分别为400mm×600mm,400mm×500mm,500mm×800mm,600mm×700mm和600mm×800mm。根据国家建筑标准设计图集04SG523的规定:“十字”形钢柱应按长边计算埋置深度,最少不能低于长边的2.5倍。因此,600mm×800mm十字形钢柱,长边是800mm×2.5倍=2m,而我们筏板基础厚度只有1.8m,埋置深度差20cm,经研究讨论决定,向下延伸来满足埋置深度。
1.2楼层部分柱
根据国家建筑设计标准图集04SG523,结合本工程实际情况和特点,并考虑使用型钢混凝土组合结构的实际用途,本工程主要解决1-3层超市空间利用率的需要而设置这个结构构造,并且把上部住宅的转换层设置在3层顶,结构转换层采用型钢混凝土组合梁进行转换。故对下部3层型钢混凝土组合柱必须进行深化和优化,确保型钢混凝土构件节点受力性能可靠性和施工的可行性。国家建筑设计标准图集04SG523中,栓在钉设置梁以下2倍柱型钢截面高度,通俗讲如果“十”字型钢柱长边800mm,那栓钉设置就是1600mm。因这个工程比较特殊,主要考虑型钢混凝土组合柱是支撑上部转换层梁的传递荷载,故在深化设计时,把所有型钢柱全部采取全长设置栓钉,栓钉采用Φ19,长度80mm,间距@160,比规范标准要提高设置,这样设置能提高和增加型钢和外部混凝土,柱主筋、箍筋的粘结性。H型钢柱在遇楼层框架梁位置时,根据设计图纸标高尺寸及梁主筋分布数量对每根型钢柱进行单独绘制图纸,并提供给型钢制作厂进行开孔。因为根据型钢混凝土组合结构构造标准图集04SG523中的规定,框架梁遇型钢柱时,梁的主筋除遇翼缘板时设置钢牛腿进行双面焊接外,遇型钢腹板时必须开孔,梁主筋贯通穿过腹板,形成框架柱、梁的整体性,来确保结构的稳定性和安全性,因此,本工程1、2、3层平面型钢混凝土组合柱与框架连接节点全部按上述方案进行连接施工。
1.3转换层部分节点
本工程C#和D#楼转换层设置在3层顶,转换形式采用型钢混凝土组合梁,型钢梁规格比较大。型钢梁采取工厂化加工生产,现场拼装焊接,转换层型钢梁的关键在于梁的拼装,要实现拼接时正确无误,首先要对每个节点进行深化工作,工作量比较大,2幢楼型钢柱有96根,也就是说有96个节点,因为每根柱与梁交接处规格尺寸不同,其中包括型钢柱设置位置,因柱长、短边方向不一致,梁的高度不一致,梁的宽度有大小,还有柱设置有边柱、转角柱、中间柱,型钢柱布置位置不同,节点也就不同,必须分类绘制图纸。
2施工方案选择
1价值工程理论在混凝土成本控制中的应用
1.1价值工程对象的选择价值工程对象的选择,应重点突出,根据产品的自身特点和目标,有针对性地选择那些在改善价值上有较大潜力,可以取得较大经济效益的服务或项目以及占收入或成本比重大的项目。以福清核电工程为例,常规岛C35S混凝土配合比见表1。根据混凝土配合比及现场实际情况,计算出混凝土成本,见表2。其中:材料费计取中,砂石损耗按2%;其他材料损耗按1%计取;材料采保费均按1.8%计取,砂含水率按6%计取,小石含水率按1.5%计取,大石含水率按1%计取。机械费用中生产设备摊销费是指搅拌机组、冷水机、制冰机的摊销费用,摊销按95%,90万m3摊销。设备运行费指运输设备的摊销及生产设备和运输设备的修理费,燃料动力费及其他费用。根据价值工程选择对象的原则,选择对混凝土成本有较大影响的原材料、生产人员、生产设备摊销、设备运行、现场管理五个影响因素为价值工程对象。
1.2系统分析与评价首先用01评分法进行影响因素重要性次序的评价,如表3所示。进一步用百分制度评定影响因素的功能系数,评定要点是按每人评分的多少进行排列,4位专家的评分结果,见表4。计算5项影响因素的成本系数,见表5。根据表4中的功能系数及表5中的成本系数计算影响因素的价值系数,见表6。1)原材料及生产人员的价值系数小于1,表明其影响因素的现实成本大于功能评价值,是主要改进对象;2)现场管理价值系数大于1,表明现场管理在满足其功能的条件下成本已较低,不是价值分析的主要目标;3)生产设备摊销、设备运行及现场管理的价值系数大于1,表明其功能现实成本低于功能评价值。尤其生产设备摊销的价值系数为5.000,价值系数离1越远功能与成本的匹配越差,说明生产设备摊销的匹配值需要重点分析与调整。
1.3改进措施根据以上分析及福清核电现场实际情况,做出以下分析并提出改进措施:1)原材料的价值分析及改进。由于核电工程的特殊性,对混凝土的性能要求非常严格,原材料的质量必须满足混凝土的性能要求,不存在功能过剩情况,因此,原材料价值系数小于1的原因是原材料成本偏高。为了降低原材料成本,可采取以下措施:a.合理选择供应商。在满足质保要求的前提下,优先选用离搅拌站现场较近的材料供应商,以减少材料的运输费用和运输损耗;b.优化混凝土配合比。如通过掺加高效减水剂、掺合料等措施来优化混凝土性能,降低原材料成本;c.加强现场材料管理,降低仓储损耗,以减少不必要的损耗和浪费。2)生产人员的价值分析及改进。合理配置生产人员,通过培训提高生产人员技术素质和操作水平,在满足生产需要的前提下,适当的减少生产人员数量,以降低生产人员成本费用。3)生产设备摊销,设备运行的价值分析及改进。对于价值系数大于1的因素,应该对具体情况加以分析。在本例中,福清核电搅拌站生产的混凝土的各项性能、合格率完全满足核电建设的需要。但有部分生产设备是进口设备,而在其他应用国产搅拌站生产设备的核电工程中,可以看出用国产设备生产的混凝土各项性能并不比进口设备生产的混凝土性能差,能够满足核电混凝土技术要求。因此可以得出本例中生产设备摊销和设备运行价值系数偏高的原因在于有不必要的功能存在,但对于已建成的搅拌站,更换设备费用相对较大,并不经济,只能在要求不高的搅拌站配件的采购及设备的维护保养方面采取措施以降低费用,但在新建搅拌站的设计及设备选用中可考虑使用性价比更高的国产设备。而设备的运行,应该根据实际情况,降低设备运行成本,并根据生产任务及施工进度合理配置,严控油料消耗,优化运输路径,以降低费用。
2结语
本文以福清核电常规岛用混凝土C35S为例,对影响混凝土成本的主要因素应用价值工程的基本原理进行了价值分析,通过分析可以看出混凝土成本的控制应该贯穿于包括搅拌站的设计、设备选型、材料采购、配合比试验,搅拌运输等全过程,而对混凝土成本影响最大的应在设备选型、材料采购、配合比试验阶段。因此为了降低混凝土成本,在保证混凝土质量的前提下应采取优先性价比较高的国产设备、选用离搅拌站较近的材料供应商、优化配合比,优化人员及车辆配置,加强现场管理等方法。寻求技术、经济、效益的最佳综合效用,达到降本增效的目的。
作者:曹文丽单位:山东求实工程咨询有限公司
1试验
1.1混凝土配合比和实验方案为了研究高掺量粉煤灰对福州地铁地下车站混凝土结构工程质量的影响。采用不同掺量的粉煤灰,研究其对混凝土力学性能和耐久性能的影响,基准混凝土配合比如F0表示,以F1、F2、F3、F4、F5分别代表掺入15%、25%、30%、35%、45%粉煤灰的混凝土。混凝土的水胶比固定为0.41,通过调整减水剂的用量和砂率,使混凝土坍落度均控制在160~180mm范围,混凝土配比和新拌混凝土性能测试结果如表2所示。
1.2试验方法根据试验原材料的检测分析结果,参照JGJ55-2011《普通混凝土配合比设计规程》确定试验配合比;新拌混凝土工作性能测试按GB50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行;混凝土抗压强度测定试件尺寸为100mm×100mm×100mm,硬化混凝土力学性能测试按GB50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行,试件尺寸为100mm×100mm×100mm;混凝土抗氯离子渗透性能、早期抗裂性能以及抗碳化性能测定按GB50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。
2结果与分析
2.1混凝土力学性能从图1可看出,在相同水胶比条件下,单掺粉煤灰混凝土3d、7d、28d、60d龄期的抗压强度随粉煤灰掺量的增加而减小,均不同程度地小于未掺粉煤灰的基准混凝土强度。结合表2粉煤灰混凝土的抗压强度测试结果也可发现:在标养条件下,掺粉煤灰混凝土7d之前的早期强度增长较为缓慢,7d之后的后期强度增长较快。混凝土3~7d抗压强度的增长率随粉煤灰掺量的增加而减小,混凝土7~28d、28~60d抗压强度的增长率随粉煤灰掺量的增加呈先增大后减小的趋势。基准混凝土(F0)抗压强度3~7d的增长率为47.2%、7~28d的增长率为33.3%、28~60d的增长率为6.8%;当粉煤灰掺量增加到30%时,混凝土抗压强度3~7d的增长率逐渐下降为38.1%、7~28d的增长率上升为59.9%、28~60d的增长率上升为20.9%;当粉煤灰掺量增加至45%时,混凝土抗压强度3~7d的增长率仅为32.5%、7~28d的增长率又下降至55%、28d至60d的增长率也下降至17.9%。这说明该单掺粉煤灰的掺量与混凝土力学性能之间存在一个最佳掺量范围,与基准混凝土相比粉煤灰掺量为15%~30%时,混凝土60d龄期抗压强度下降甚微。其主要原因在于,在相同水胶比条件下,粉煤灰等量取代水泥后,7d之前混凝土中的水泥水化产物相应减少,早期强度增长较为缓慢。与未掺粉煤灰的基准混凝土相比,在地铁地下车站工程中湿度条件较为良好情况下,能够保证粉煤灰中的活性矿物成分与水泥水化生成产物Ca(OH)2反应的水分需要,进一步生成水化铝酸钙和水化硅酸钙等,从而不断填充混凝土孔隙,使混凝土7d之后的强度逐渐提高。因此在地下工程高掺量粉煤灰混凝土结构中宜采用较长的设计龄期(宜为60d以上),从而更能真实体现混凝土结构的力学性能。
2.2混凝土抗氯离子渗透性能从图2可看出,在相同水胶比和粉煤灰等量取代水泥条件下,随着粉煤灰掺量的增加混凝土氯离子扩散系数、56d电通量呈逐渐减小的趋势,混凝土的抗氯离子渗透性能有所增强。当单掺粉煤灰掺量从0%增加至25%,混凝土氯离子扩散系数、56d电通量呈迅速减小趋势,混凝土抗氯离子渗透性能增长较为明显;当单掺粉煤灰掺量从25%增加至45%,混凝土氯离子扩散系数、56d电通量减小趋势趋于缓慢,混凝土抗氯离子渗透性能增长缓慢。大量的研究表明适量粉煤灰的掺入能有效提高混凝土的抗氯离子渗透性能[2],其原因在于粉煤灰颗粒呈玻璃体球状,内比表面积较小,吸附自由水能力相对较低,在56d龄期时混凝土因失去自由水留下的孔隙率也相对较低。同时,粉煤灰具有良好的微集料效应和火山灰效应,等量取代水泥后可以进一步提高密实性。随粉煤灰掺量的增加,早龄期时由于密实填充作用混凝土的总孔隙率有所降低,但由于水化产物相对较少,混凝土大孔的孔隙率将有所增加。随着混凝土龄期的延长,粉煤灰和水泥水化产物的二次水化作用,能有效降低水泥石中大孔的孔隙率,从而改善混凝土的孔隙结构[6],提高混凝土的抗氯离子渗透性能。
2.3混凝土早期抗裂性能从图3可以看出,随粉煤灰掺量从0%增加至45%,混凝土单位面积的总开裂面积呈逐渐减小的趋势,混凝土的初始裂纹出现时间呈逐渐延长的趋势,混凝土早期抗裂性能有所提高。当粉煤灰掺量从0%增加至25%,混凝土单位面积的总开裂面积减小速率较为明显,混凝土的早期开裂现象明显下降;当粉煤灰掺量从25%增加至45%,混凝土单位面积的总开裂面积减小呈逐渐下降趋势并趋于平缓。由此可看出,适量粉煤灰等量取代水泥可有效改善混凝土的早期抗裂性能。粉煤灰等量取代水泥能有效改善混凝土的早期抗裂性能的原因在于早期的水泥水化反应中,随粉煤灰掺量的增加,混凝土中胶凝材料水化放热量相对减少,出现水化放热滞后现象[7],当粉煤灰的掺量增加至25%~35%区间,粉煤灰混凝土的水化热降低效应更为明显,同时部分未水化的的粉煤灰玻璃体易均匀分布在水泥石孔隙中起到约束作用,进一步降低了混凝土的早期收缩开裂现象的出现。粉煤灰混凝土的早期开裂时间出现延迟现象主要是由于在粉煤灰混凝土中粉煤灰颗粒易吸附在水泥颗粒表面、化学性能稳定,在水化初期不参与水化反应,而在后期随水化产物Ca(OH)2浓度的增大,粉煤灰颗粒逐渐与水化产物进行二次水化反应,生成水化硅酸钙凝胶等,但此二次水化反应较为缓慢,从而在一定程度上延缓了粉煤灰混凝土中水化产物的生成,粉煤灰混凝土的早期开裂也相应出现延迟现象。
2.4混凝土抗碳化性能从图4可看出,在胶凝材料总量不变的情况下,粉煤灰等量取代水泥时混凝土3d、7d、14d、28d、56d龄期的碳化深度均随粉煤灰掺量的增加而增大,粉煤灰混凝土的抗碳化性能呈逐渐下降趋势。同时对比3~28d碳化深度值、28~56d碳化深度值可明显发现,28d龄期以前粉煤灰混凝土的碳化深度值增长速率较快,28d龄期以后混凝土碳化深度值增长速率较慢。除了环境温湿度、CO2浓度的影响外,掺粉煤灰混凝土的碳化速率主要取决于CO2与混凝土内部成分的反应、CO2的扩散速率以及粉煤灰的掺量等。粉煤灰等量取代水泥后,单位体积内混凝土的水泥含量减少,水泥水化生成的Ca(OH)2产物也相应地减少,从而降低了混凝土孔隙的液相碱度,导致混凝土表层吸收CO2的能力较低,加快了CO2气体向混凝土内部扩散的速率,混凝土碳化深度值逐渐增加,随粉煤灰掺量的增加这种碳化现象尤为明显。同时随着粉煤灰混凝土龄期的增长,粉煤灰的火山灰效应会在一定程度上改善混凝土的孔隙结构,阻碍了CO2气体扩散的速率,粉煤灰混凝土28d龄期以后的抗碳化性能较好。通常情况下,混凝土结构工程都会允许存在一定的碳化深度,但该碳化深度值必须要满足设计年限、混凝土耐久性设计要求,由此可看出针对碳化深度要求,混凝土中的粉煤灰掺量也存在一个限量要求。
第一篇:混凝土结构施工质量控制论文
1混凝土工程质量控制
混凝土施工中常存在一些问题,如蜂窝、麻面、孔洞、露筋等,这些问题均应引起高度重视,及时采取相应措施预防和处理。(1)蜂窝。混凝土配合比不当造成砂浆少石子多,混凝土搅拌时间不够、振捣不实、漏振或振捣时间不够、模板缝隙不严密造成水泥浆流失等原因均会造成蜂窝现象;(2)麻面。当模板表面粗糙或粘附水泥浆渣等杂物未清理干净,导致拆除模板时混凝土表面被粘坏,或模板未充分浇水湿润导致构件表面混凝土的水分被吸去使混凝土失水过多,模板拼缝不严密、局部漏浆,混凝土振捣不实、气泡未排出停留在模板表面,这些情况均会形成麻面;(3)孔洞。当混凝土离析、砂浆分离、严重跑浆又未进行振捣,或是混凝土内调入工具、木块等杂物导致混凝土被卡住时,常会出现孔洞现象。(4)露筋。混凝土浇筑时钢筋保护层垫块位移或垫块漏放致使钢筋紧贴模板外露等。大体积混凝土的浇筑宜从低处开始,沿长边方向自一端向另一端进行,当混凝土供应量有保证时,也可多点同时浇筑。混凝土浇筑完毕后应及时进行保温保湿养护,保湿养护的持续时间不得少于14d,应经常检查,保持混凝土表面的湿润。
2混凝土结构施工质量控制的难点
(1)防水混凝土。用于防水混凝土的水泥品种宜采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。防水混凝土应分层连续浇筑,宜少留施工缝。大体积防水混凝土宜掺入减水剂、缓凝剂等外加剂和粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料。(2)卷材防水层。应铺设在混凝土结构的迎水面上,基面应坚实、平整、清洁、干燥。严禁在雨雪天和五级及以上大风天气铺贴卷材。卷材防水层经检查合格后应及时做保护层。(3)涂料防水层。宜用于结构主体的背水面,严禁在雨、雾天和五级及以上大风天气施工,当温度低于5℃或者高于35℃烈日暴晒时不得施工。防水涂料应分层涂刷或喷涂,涂层应均匀,不得漏刷漏涂。涂料防水完工并经验收合格后应及时做保护层。
3混凝土结构施工质量控制的措施
3.1工程试验质量控制工程试验是工程质量控制中不可缺少的环节,应与工程进度同步进行,按相关规定及时取样检测。(1)原材料进场的送样检测。以钢筋原材料进场为例:同一时间的钢筋进场后,查验相关材质合格证,按同一厂家、同批号、同级别、同规格的钢筋原材每60t作为一个验收批,不足60t亦按一个验收批,取样后送有资质的实验室进行复检,复检合格方可将该批钢筋应用于工程中。在钢筋原材料的复试中尤其要注意一点:当工程有抗震要求时,结构的纵向受力钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值,钢筋的屈服强度实测值与强度标准值的比值,也就是通常所说的拉屈比不应小于1.25;屈强比不大于1.3,若不满足此要求,应将该批钢筋退场,不得应用于工程中。(2)普通混凝土浇筑时,应及时留置相关试块以检验其强度。留置方法为连续浇筑的混凝土每100立方混凝土留置1组标养试块。同养试块的留置严格按规范要求。(3)钢筋保护层厚度检测的结构部位,对于梁板类构件,应各抽取构件数量的2%且不少于5个构件进行检验。
3.2冬期施工质量控制进入冬期施工前技术人员应制定冬期施工方案,根据方案统一安排生产计划并做好越冬维修,质量管理人员应严把质量关,做好测温记录。混凝土的入模温度不应低于5℃,大体积混凝土的入模温度可根据实际情况适当降低。混凝土运输和泵管应采取保温措施。当分层浇筑时,分层厚度不应小于400mm,在被上一层混凝土覆盖前,已浇筑层的温度应满足热工计算要求,且不得低于2℃。
1威布尔分布模型、秩和顺序统计量简介
威布尔分布模型是瑞典科学家WaloddiWeibull于1939年提出的一种概率密度分布函数类型,它包含有3个参数,分别为位置参数、形状参数和尺度参数。威布尔分布的优点在于它适用于小样本抽样及它对各种类型实验数据极强的适应能力。若随机变量T服从3参数威布尔分布,则其概率密度函数为。式中,β>0为形状参数,η>0为尺度参数,γ≥0为位置参数,记作T~W(β,η,γ)。当β=1时,为指数分布;当β=2时,为瑞利分布;当β在3~4之间取值时,接近于正态分布,可见威布尔分布适应能力强、覆盖性强。当γ取值为零时,即为双参数威布尔分布模型。顺序(或次序)统计量是数理统计学中具有广泛应用的一类统计量。设X为一总体,将一容量为n的样本观察值x1、x2、…、xn按自小到大的次序编号排列成:x(1)≤x(2)≤…≤x(n),称x(1)、x(2)、…、x(n)为顺序统计量;称x(i)的足标i(i=1,2,…,n)为x(i)的秩或秩序数,当出现某些观察值相等时,将足标i的平均值作为这些观察值的秩。
2实验概况及结果
2.1原材料、配合比水泥为天津水泥股份有限公司生产的骆驼牌P•O42.5普通硅酸盐水泥;实验所用砂为天然河砂,细度模数为2.6的中砂;石子选用连续级配的碎石,粒径5~20mm;水为普通自来水。水灰比为0.49,砂率为36%,实验配合比见表1。
2.2实验方法和结果试件采用课题组自行设计的U型混凝土试件,(采用U型试件能够预先确定试件开裂的位置,利于实验结果的观察和记录,提高可预知性[10]。)其尺寸为:两个矩形长脚其长×宽为85mm×50mm,厚度为65mm;半圆形拱的内外半径分别为85和135mm。U型试件的成型采用自制的钢制模具,同时为了减少人为因素造成的影响,采用质量控制的方法严格控制U型混凝土试件间的差异性。试件成型后24h脱模,并放入标准养护室养护28d。并在进行抗冲击实验前4h从养护室把试件取出,并将外表面擦拭干净、晾干。根据目前已有落锤冲击实验的基本原理和思路,实验采用本课题组自制的、带有滑轨和钢制底座的自由落锤抗冲击装置,如图1所示。落锤采用高强钢材制作而成,取其4个质量水平分别为0.875,0.8,0.675和0.5kg,实验时,落锤的冲击高度为400mm。应变片的粘结参照文献[12-13],将应变片粘贴在混凝土U型试件几何中心底部受拉区的中部,以及侧表面的上边缘处,粘贴应变片时先用砂纸将试件贴片处的表面打磨平整,并用酒精将其擦拭干净,然后粘贴应变片。实验时将该侧表面面对观测者,并将应变片与动态数据采集系统相连接。冲击实验的过程、裂缝的观测及冲击次数的判断,参照文献[13]和[14]中附录D的方法进行:将试件放在落锤的正下方,并将自制的落锤从一定的高度自由落下冲击试件,至冲击后落锤完全静止;每完成一次冲击即为一个循环,如此反复多次,仔细观察试件表面,当试件从无裂缝到产生第一条微裂缝时,即试件底部受拉区的应变值发生突变时,记录下此时的冲击寿命,即为初裂冲击寿命N1;当试件底部裂缝向上发展并将贯穿整个截面时,记录下此时的冲击寿命,即为破坏冲击寿命N2。每组12个试件,共48个试件,其冲击实验结果如表2。
3冲击寿命的Weibull分布分析
3.1冲击寿命的威布尔描述鉴于冲击实验破坏机理与疲劳实验破坏机理的相似性,参照文献[9]中威布尔分布关于疲劳寿命的描述,将威布尔分布理论用于冲击寿命N的概率统计分析。若冲击寿命N服从3参数威布尔分布。在上述式(3)和(4)中,N0、Na、b3个参数分别对应着γ、η、β,即分别代表最小冲击寿命参数、尺度参数和形状参数。并注意到,当冲击寿命N的随机取值为Na时,利用上述式(4),可求得F(Na)=1-1/e=0.632,为固定值,与其它参数值的大小无关,此时冲击寿命Na也被重新标度为特征冲击寿命参数。并且当最小冲击寿命参数N0的取值为0时,3参数威布尔分布变为双参数威布尔分布。
3.2威布尔分布检验累积失效概率函数为F(N),则生存概率函数(或可靠性函数)的表达式为。可见,若X和Y之间存在近似的线性关系,即相关系数R2较大时,则可以证明双参数威布尔分布可以合理的描述U型混凝土试件的抗冲击寿命参数。并可以由线性回归分析,得出参数b、bln(Na)和相关系数R2的值。验证过程分成两步来实现,首先,将冲击实验中每一组试件的抗冲击寿命参数(N1,N2)按顺序统计量的形式从小到大排列,并给出未排列前原始实验数据所对应的秩序数i;然后用F(N)和R(N)的期望估计来原始3参数威布尔分布公式(1)中的参数(β、η、γ)进行重新标度,并考虑到混凝土材料在冲击实验中存在最小冲击寿命的问题,令b=β,Na-N0=η,N0=γ,即T~W(β,η,γ)变为N~W(b,Na,N0)。则在同一落锤质量水平作用下,各U型混凝土试件冲击寿命N的分布规律可以由以下概率密度函数表示。对于冲击实验结果表2中的冲击寿命(N1,N2),按照上述方法及公式(7),以Y=ln{ln[1/R(N)]}为纵坐标,X=ln(N)为横坐标,通过最小二乘法进行线性回归分析,得到在4种落锤质量水平下的回归直线图及对应的回归参数b、bln(Na)和相关系数R2的值分别如图2和表3所示,其拟合所得直线斜率即为双参数威布尔分布的形状参数b。由上述分析及图2和表3可见,其相关系数R2的值均大于0.9,所以X=ln(N)和Y=ln{ln[1/R(N)]}之间存在明显的线性关系,即上述公式(7)成立,从而证明双参数威布尔(Weibull)分布可以合理地描述混凝土的初裂冲击寿命(N1)和破坏冲击寿命(N2)。
1建筑工程中混凝土施工存在的问题
1.1混凝土质量不稳定建筑工程混凝土施工中,混凝土质量对工程施工时十分重要的,其直接关系着建筑施工质量的稳定性。现实社会中,经常会遇到因混凝土材料比例配备不符合规定而出现的质量问题。混凝土属于一种由多种材料按照一定比例相互搅拌而得到的建筑工程用料,任何一种材料的性能或数量发证变化或未能按照标准配比都将会对混凝土的整体质量带来很大的影响,从而影响整个建筑工程的质量,特别是在遇到恶劣的天气时,配置好的混凝土如未能由必要的防护措施进行遮挡,混凝土中材料的比例配置将会发生改变,直接使用的化将会影响建筑物的质量安全。
1.2混凝土搅拌不均与以及工序混乱运用混凝土施工时应该遵循一定的次序性,如果不按照混凝土的施工工序进行,很有可能会影响混凝土的浇筑质量,比较严重的结果是影响建筑工程施工造成重大的安全事故,威胁施工人员的生命安全。对于一些小企业来说,由于其缺少比较完善的安全管理制度和施工注意事项,经常出现工人不按照工序施工的问题,从而引发安全事故,所以对于建筑工程企业来说应当引起重视,注重工程施工次序,保障施工人员的生命安全。另外,在对混凝土进行搅拌时,经常会因为搅拌不均匀、不严密而导致混凝土表面出现蜂窝和麻面等建筑工程质量问题,如果将其应用到建筑工程中将会影响构建的承载能力,从而影响工程的施工质量。
1.3混凝土施工出现裂缝混凝土出现裂缝目前已经成为混凝土施工中最为突出的问题,也是最常见的问题。如果在建筑工程结构中出现规范允许范围之外的裂缝,不及时对其采取有效措施进行防范将会对工程项目质量造成一定的安全隐患。在施工过程中因浇筑速度不均匀也有可能导致混凝土质量不合格。在交管工作完成后,如果保护互管理工作不到位,在遭遇恶劣天气的影响后,同样会破坏混凝土的质量,对建筑工程整体质量产生影响。
1.4混凝土漏筋和麻面的问题混凝土在施工过程中漏筋是和麻面是建筑工程施工时最为常见的施工问题。随着我国社会经济快速发展,建筑施工的技术也不断提高,在施工过程中巧妙地利用钢筋和混凝土进行有机结合,在很大程度上提高了建筑结构自身的承载强度和承载能力。在目前的建筑施工过程中,混凝土材料结构建设具有非常广泛的应用,在建设施工过程中最为重要的就是混凝土材料自身的粘合性能否有效的发挥,从这方面增强钢筋结构的稳定性。如果在建筑工程施工过程中发生大面积漏筋现象,未能及时采取及时有效地措施予以防止,建筑工程将会存在严重的安全隐患。另外一方面麻面对建筑工程施工也具有非常大的危害,麻面问题的出现将导致建筑工程项目的混凝土表面和局部位置出现缺浆问题,表面凹凸不平的现象,经过长时间的受潮粉化,会对建筑的美观程度和结构质量带来威胁。因此对于建筑工程混凝土施工的操作过程应当十分仔细、认真,保证施工安全有序的进行,保证施工的质量安全。
2加强建筑工程混凝土施工的主要措施
2.1严格控制原材料,注重材料混合比例对混凝土的原材料进行控制与管理时,应该做到科学合理,避免出现混凝土存放环境和时间的问题导致其材料破坏,质量下降从而导致整个建筑工程施工质量下降。在选择混凝土的材料时,尽量选择高品质、信誉好的供应商,以保证混凝土的质量安全,在管理过程中,应制定相应的管理制度,提高施工人员的质量安全意识和技术水平,增强建筑施工的质量。在进行混凝土材料比例配置前,检查相关材料的质量安全和完好程度,检查浇筑模板是否完整,按照施工技术的相关要求进行材料的配比,保证混凝土质量达标,从而保证建筑工程的质量。
2.2合理控制混凝土的温度对于炎热地区和寒冷地区来说,混凝土的温度要求十分重要,随着建筑施工技术的成熟,保证建筑工程施工按照一定的规范有序进行,避免出现事故,应该对混凝土的温度进行控制,通常采用的方法是将干硬性的混凝土加入混合料的骨料级配或者通过加水的方法进行冷却,也可以通过减少浇筑厚度,借助浇筑层面来散热。在拆模的过程中也有可能因为温度的变化而导致混凝土出现裂缝,所以应该准确把握拆模的时间,按照一定的次序进行模具拆除,保证混凝土的质量。
1大体积混凝土施工过程常见质量问题
首先是大体积混凝土出现裂缝。上文中所说,混凝土具备一个特性就是它的抗压能力强,但是抗拉能力差,它不具备很好的抗变形能力。小体积的混凝土操作不当还容易出现裂缝,更遑论大体积混凝土。一般的混凝土可以配置钢筋,这样既保障了强度,又具备一定的抗拉和抗变形能力。但是在大体积混凝土施工中,一般是不配备钢筋的,少数情况下只会在表面配备钢筋。这样以来,抗拉能力就不能靠外力进行,只能依靠混凝土本身的结构。由于大体积混凝土施工面积极大,对于温度的控制不易;而且大体积混凝土施工不是能够瞬时完成的,连续几天内如果外界气温变化较大,会给混凝土质量造成致命的伤害。混凝土内部是有温度的,最高温度甚至可以达到60到70摄氏度,它的内部温度与混凝土的浇筑温度、水泥的用了、掺料的用量和配比都有直接的数学关系这样,在搅拌时候会产生热量,水泥水化会产生热量,混凝土的内部结构又决定了散热是很困难的。也就是说混凝土的散热是需要相当一段时间的。此时,如果外部的问题急剧变化特别是大幅降温的时候,混凝土内外部温差极大,会对其结构在成影响。所以应当采取措施,平衡混凝土内外部的温度,最大限度降低外界温度对大体积混凝土散热的影响。其次是大体积混凝土出现收缩。所谓的收缩,顾名思义就是混凝土的体积变小。体积变小可能是因为内部温度的降低,也会是因为其他的原因,例如说水泥中的水分蒸发或者是受到钢筋等材料的约束等。材料也会影响混凝土的收缩,不同的水泥品种、各种混凝土的掺料、施工的工艺都可能会造成混凝土的收缩,从而造成裂缝或者是断裂。
2大体积混凝土施工质量控制与施工技术探讨
想要保障大体积混凝土施工质量,必须自始至终每一个阶段都采取措施来防护。
首先,在原材料的选择上面应当注意。应当选用较低热量的水泥,具体来说就是水泥的铝酸三钙和硅酸三钙成分含量要降低,这些都是会产生极大热量的成分。应当选用热硅酸盐水泥或者是低热的矿渣水泥。即便如此,水泥散热问题其实是无法根除的,那么为了尽可能地降低热量,在允许的范围内减少水泥用量也是可行的方法之一。减少水泥用量的方法也很多,掺入骨料和混合料就是较好的选择之一。试验表明,在每立方米的混凝土中减少水泥用量10公斤就可以将混凝土升温时的温度降低1摄氏度。掺入的骨料一般是碎石和细砂,加入碎石和细砂既能减少水泥用量,降低水泥温度,又能在结构上减少裂缝的出现。混合料一般选择的是粉煤灰。粉煤灰既能够降低水泥水化的发热,又能够改善混凝土的结构。但是粉煤灰不能使用过量,过量的使用会造成强度过低,会造成更为严重的后果。另外,掺入骨料和粉煤灰,需要按照一定的比例掺入,要优化材料的配比。合适的配比不能按照经验或者以往记录,要根据施工地的气候、温度、湿度条件,进行反复的试验,得出最优比。另外,应当积极运用新技术,发明新型的混凝土材料,用先进的科技手段从根源上解决混凝土的内外部温度问题。
其次,在施工工艺流程上应当注意。运用合适的施工流程,既能够节约成本,又能够大幅度降低混凝土内部问题,减小混凝土内外部温差,减少收缩现象,避免裂缝的出现。具体来说,在施工中,首先应当注意不要大面积浇筑,要进行分块施工。分块施工的优点是质量可控,出现质量问题对全局影响较低,缺点是接缝处的处理是难点。其次,应当注意施工是温度的控制,降低温度对混凝土的影响。对原材料的温度控制主要有三种方式,一种是加入预冷骨料,另一种是加入冰块进行搅拌,另外,要埋设冷却水管,进行有效降温。另外,浇筑时间尽量选择在低温的季节,如果赶工期,不得不在炎热天气进行的话,尽量将浇筑工作选择在夜间进行。再次,要改善工艺。上文中所说可以用先进的科学技术改善材料,除此之外,还可以将工艺流程改善,这样还能节省研发成本。采用新的搅拌工艺,例如二次投料的砂浆裹石工艺,可以将混凝土的强度增加,间接避免了混凝土裂缝和收缩造成的危害。
最后,应当采取科学的管理手段,合理安排施工进度,确立白天和夜间做不同的施工活动,将对温度要求较高的施工活动放置到夜间进行,另外采取分层的浇筑方法,也是科学合理安排施工进度的手段之一。
3结语
1道路桥梁工程混凝土施工过程
道路桥梁工程混凝土施工过程中,施工技术主要体现在混凝土拌合、运输、浇筑、振捣、模板等方面,同时还需要加强有效的质量控制,保证桥梁混凝土施工的质量。
(1)拌合。
当选择好混凝土的原材料后,同时经过实验室配合比设计以及现场取样实验后,确定最终的混凝土配合比,避免漏配、误配、少配等现象,影响混凝土整体质量。另外,在拌合前,还需要对最终配合比下的混凝土性能进行测试。同时,混凝土的拌合与温度、空气湿度等有一定的关系,需要根据气候环境等,控制水灰比、骨料用量等,适当的加入外加剂。
(2)运输。
在施工现场,混凝土的运输主要是根据实际需要,一般选择搅拌罐车、手推车等水平运输,提升架、混凝土输送泵等垂直运输。
(3)浇筑。
混凝土浇筑是混凝土施工的关键,对混凝土工程整体的质量具有较大的影响。在浇筑阶段,首先需要严格的控制送料时间,必须保证在混凝土初凝前完成送料工作;其次需要加强对混凝土坍落度的检测,测量的方式主要是逐车测量,确保每一立方米混凝土的质量。如果采用分层浇筑方式,需要按照浇筑分层厚度小于振动器高度20厘米的原则选择适当型号的平板振捣器。另外,需要做好混凝土色彩匹配工作,经过两次色彩匹配合格后再进行后续施工。在浇筑过程中对每一个分层厚度进行严格的控制。
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