《自密实混凝土生产和浇筑施工工法》采用的自密实混凝土可作为电力工程及一般建筑工程的钢筋混凝土、预应力混凝土和素混凝土。适用于大体积工程混凝土、轻型薄壁结构、形状复杂及钢筋密集的框架梁柱及料仓、漏斗、二次注浆等。
《自密实混凝土生产和浇筑施工工法》配制自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计,将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服,使混凝土流动性增大,同时又具有足够的塑性黏度,令骨料悬浮于水泥浆中,不出现离析和泌水问题,能自由流淌并充分填充模板内的空间,形成密实且均匀的胶凝结构。因此,在配制中主要应采取以下措施:借助以萘系高效减水剂为主要组分的外加剂,可对水泥粒子产生强烈的分散作用,并阻止分散的粒子凝聚,使混凝土拌和物的屈服应力和塑性黏度降低。高效减水剂的减水率应不低于25%,并且应具有一定的保塑功能。
掺加适量矿物掺和料能调节混凝土的流变性能,提高塑性黏度,同时提高拌和物中的浆—固比,改善混凝土和易性,使混凝土匀质性得到改善,并减少粗细骨料颗粒之间的摩擦力,提高混凝土的通阻能力。
掺入适量混凝土膨胀剂,减少混凝土收缩,提高混凝土抗裂能力,同时提高混凝土黏聚性,改善混凝土外观质量。适当增加砂率和控制粗骨料粒径不超过20毫米,以减少遇到阻力时浆骨分离的可能,增加拌和物的抗离析稳定性。在配制强度等级较低的自密实混凝土时可适当使用增稠剂以增加拌和物的黏度。
《自密实混凝土生产和浇筑施工工法》得施工工艺流程如下:混凝土原材料选择→混凝土配合比设计→配合比现场检验→作业条件准备→模板工程→混凝土拌制→混凝土运输→混凝土浇筑→混凝土养护→混凝土保护。
1.自密实混凝土配合比设计及现场检验
(1)自密实混凝土配合比设计
普通混凝土配合比设计方法,均是依据JGJ 55—2011《普通混凝土配合比设计规程》的要求,根据不同强度等级要求进行混凝土配合比强度设计。但对于自密实混凝土就不太适用,配制自密实混凝土应首先确定混凝土配制强度、水胶比、用水量、砂率、粉煤灰掺量、膨胀剂等主要参数,再经过混凝土性能试验强度检验,反复调整各原材参数来确定混凝土配合比。
自密实混凝土配合比的突出特点是:高砂率、低水胶比、高矿物掺和料掺量。宜采用增加胶凝材料的方法适当增加浆体体积或添加外加剂的方法来改善浆体的黏聚性和流动性。
自密实混凝土配合比设计宜采用绝对体积法。自密实混凝土水胶比宜小于0.42,胶凝材料用量宜控制在450~550千克/立方米。
自密实混凝土配合比设计时采用的原材料应与施工现场使用的材料相符。
(2)自密实混凝土配合比的现场检验(试拌、调整与确定)
①混凝土试配时应采用工程实际使用的原材料,每盘混凝土的最小搅拌量不宜小于25升。
②试配时,首先应进行试拌,然后检查拌和物自密实性能必控指标,再检查拌和物自密实性能可选指标。当试拌得出的拌和物自密实性能不能满足要求时,应在水胶比不变、胶凝材料用量和外加剂用量合理的原则下调整胶凝材料用量、外加剂用量或砂的体积分数等,直到符合要求为止。然后提出供混凝土强度试验用的基准配合比。
③混凝土强度试验时至少应采用三个不同的配合比。当采用不同的配合比时,其中一个应为基准配合比,别外两个配合比的水胶比宜较基准配合比分别增加和减少0.02;用水量与基准配合比相同,砂的体积分数可分别增加或减少1%。
④制作混凝土强度试验试件时,应验证拌和物自密实性能是否达到设计要求,并以结果作为代表相应配合比的混凝土拌和物的性能。
⑤进行混凝土强度试验时,每种配合比至少应制作一组(三块)试件,标准养护到28天或设计强度要求的龄期时试压,也可同时多制作几组试件,按《早期推定混凝土强度试验方法标准》(JGJ/T 15—2008)早期推定混凝土强度,用于配合比调整,但最终应满足标准养护28天或设计规定龄期的强度要求。如有耐久性要求时,还应检测相应的耐久性指标。
⑥根据试配结果对基准配合比进行调整,直至拌和物自密实性能和硬化后混凝土性能都满足相应规定为止,获得生产配合比。
⑦对于应用条件特殊的工程,可对确定的配合比进行模拟试验,以检验所设计的配合比是否满足工程应用条件。
2.作业条件准备
(1)混凝土配合比确定后,在现场按照施工方案做样板试件,通过样板试件对混凝土配合比以及施工工艺等进行验证,积累相关经验后进行详细的技能培训和技术交底,使每名施工人员都熟悉操作规程和职责。
(2)所有物资、机具、人员都准备完毕。
(3)预检、隐检等各种验收全部完成。
3.模板工程
(1)模板及其支撑设计应符合现行行业标准《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ 162—2008)规定,其中新浇筑混凝土对模板的最大侧压力按γcH(液体压力)计算。
(2)模板的支撑立柱应置于坚实的地(基)面上,模板体系应具有足够的承载能力、刚度和稳定性,能可靠地承受浇筑混凝土的自重、侧压力、风荷载及施工荷载。
(3)对外观有严格要求的现浇或预制构件,应严格选择模板的材质和脱模剂种类。
(4)成型的模板应拼装紧密,不得漏浆,并能保证构件尺寸、形状正确:①斜坡面混凝土的外斜坡表面应支设模板。②混凝土上表面模板应有抗自密实混凝土浮力的措施。③浇筑形状复杂或封闭模板空间内混凝土时,应在模板上适当部位设置排气口和浇筑观察口。
(5)模板及其支架拆除的顺序及安全措施应按施工技术方案执行。
(6)拆模时间应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2002)要求,对薄壁、异型等构件宜延长拆模时间。
4.混凝土拌制与运输
(1)生产自密实混凝土必须使用强制式搅拌机。混凝土原材料均按重量计量,每盘混凝土计量允许偏差为水泥±1%,矿物掺和料±1%,粗细骨料±2%,水±1%,外加剂±1%。
(2)搅拌机投料顺序为先投细骨料、水泥及掺和料,然后加水、外加剂及粗骨料。应保证混凝土搅拌均匀,适当延长混凝土搅拌时间,搅拌时间宜控制在90~120秒。加水计量必须精确,应充分考虑骨料含水率的变化,及时调整加水量。
(3)砂、石骨料级配要稳定,供应充足,筛砂系统用孔径不超过20毫米的钢丝网,滤除其中所含的卵石、泥块等杂物,每班不少于两次检测级配和含水率,并及时调整含水率。骨料露天堆放情况下,雨天不宜生产施工,防止含水率波动过大,混凝土性能不易控制。
(4)每次混凝土开盘时,必须对首盘混凝土性能进行测试,并进行适当调整,直至混凝土性能符合要求,才能确定混凝土的施工配合比。
(5)在自密实混凝土生产过程中,除按规范规定取样试验外,对每车混凝土应进行目测检验,不合格混凝土严禁运至施工现场。
(6)自密实混凝土的长距离运输应使用混凝土搅拌车,短距离运输可利用现场的一般运输设备。必须严格控制非配合比用水量的增加。搅拌车在装入混凝土前必须仔细检查,筒体内应保持干净、潮湿,不得有积水、积浆。
(7)在运输过程中严禁向车筒内加水,应确保混凝土及时浇筑与供应,合理调配车辆并选择最佳线路尽快将混凝土运送到施工现场,对超过120分钟的混凝土,司机必须及时将情况反映给技术人员,并对混凝土进行检查。
(8)高温施工时,生产自密实混凝土原材料入机温度应符合表1规定,必要时应对原材料采取控温措施。
原材料 |
最高入机温度(摄氏度) |
原材料 |
最高入机温度(摄氏度) |
---|---|---|---|
水泥 |
60 |
水 |
20 |
骨料 |
30 |
粉煤灰等掺和料 |
60 |
(9)冬期施工时,宜对拌和水、骨料进行加热,但拌和水温度不宜超过60摄氏度、骨料不宜超过40摄氏度;水泥、外加剂、掺和料不得直接加热。
5.混凝土浇筑
(1)混凝土输送管路应采用支架、毡垫、吊具等加以固定,不得直接与模板和钢筋接触,除出口外其他部位不宜使用软管和锥形管。
(2)混凝土搅拌车卸料前应高速旋转60~90秒,再卸入混凝土泵,以使混凝土处于最佳工作状态,有利于混凝土自密实成型。
(3)泵送时应连续泵送,必要时降低泵送速度,当停泵超过90分钟,则应将管中混凝土清除,并清洗泵机。泵送过程中严禁向泵槽内加水。
(4)在非密集配筋情况下,混凝土的布料间距不宜大于10米,当钢筋较密时布料间距不宜大于5米。每次混凝土生产时,必须由专业技术人员在施工现场进行混凝土性能检验,主要检验混凝土坍落度和坍落扩展度,并进行目测,判定混凝土性能是否符合施工技术要求,发现混凝土性能出现较大波动,及时与搅拌站技术人员联系,分析原因及时调整混凝土配合比。
(5)泵送卸料时,在墙体附近搭设架子,采用可供卸料的专用料斗放料,不宜直接入料,防止对模板的冲击太大,出现模板移位。
(6)浇筑时下料口应尽可能的低,尽量减少混凝土的浇筑落差,在非密集配筋情况下,混凝土垂直自由落下高度不宜超过5米,从下料点水平流动距离不宜超过10米。对配筋密集的混凝土构件,垂直自由落下高度不宜超过2.5米。
(7)混凝土应采取分层浇筑,在浇筑完第一层后,应确保下层混凝土未达到初凝前进行第二次浇筑。
(8)如遇到墙体结构配筋过密,混凝土的黏聚性较大,为保证混凝土能够完全密实,可采用在模板外侧敲击或用平板振捣器辅助振捣方式来增加混凝土的流动性和密实度。
(9)浇筑速度不要过快,防止卷入较多空气,影响混凝土外观质量。在浇筑后期应适当加高混凝土的浇筑高度以减少沉降。
(10)自密实混凝土应在其高工作性能状态消失前完成泵送和浇筑,不得延误时间过长,应在120分钟内浇筑完成。
(11)高温施工时,混凝土入模温度不宜超过35摄氏度;冬期施工时,混凝土入模温度不宜低于5摄氏度。
(12)大体积自密实混凝土入模温度宜控制在30摄氏度以下;混凝土在入模温度基础上的绝热温升值不宜大于50摄氏度,混凝土的降温速率不宜大于2.0摄氏度/天。
6.混凝土养护与保护
(1)应综合考虑自密实混凝土性能、现场条件、环境温湿度、构件特点、技术要求、施工操作等因素制订养护方案。
(2)自密实混凝土浇筑完毕,应及时采用覆盖、蓄水、薄膜保湿、喷涂或涂刷养护剂等养护措施,养护时间不得少于14天。
(3)大体积自密实混凝土养护措施应符合设计要求,当设计无具体要求时,应符合现行国家标准《大体积混凝土施工规范》(GB 50496—2009)的有关规定。对裂缝有严格要求的部位应再适当延长养护时间。
(4)对于平面结构构件,混凝土浇筑收浆和抹压后,应及时采用塑料薄膜覆盖严密,并保持塑料薄膜内有凝结水。混凝土强度达到1.2牛/平方毫米后,用麻袋或草袋覆盖浇水养护,条件许可时宜蓄水养护。
(5)垂直结构构件拆模后,表面宜用麻袋或棉被覆盖并浇水养护,也可涂刷养护剂。
(6)冬期施工不能向裸露部位的自密实混凝土直接浇水养护,应用保温材料和塑料薄膜进行保温、保湿养护,保温材料的厚度应经热工计算确定。