自密实混凝土隧道工程（精选9篇）
自密实混凝土隧道工程 篇1
自密实混凝土可以依靠自重及流动性填充试模, 并且保持混合料的均匀性, 尤其适用于薄壁、结构形状复杂、振捣困难以及对施工噪声有特殊要求的工程[1,2]。因此, 在钢管内填充自密实混凝土形成的组合结构材料, 具有很好的工程应用前景。近年来, 钢管自密实高强混凝土在工程中的应用范围日益广泛, 我国的北京南站改扩建工程[3]、国家体育场[4]、厦门财富中心[5]等工程中均使用了钢管自密实高强混凝土, 取得了很好的技术与经济效益。本文先介绍自密实混凝土研究进展情况, 再就具体的工程实例进行自密实高强混凝土配合比优化, 以及施工模拟试验与分析, 并在工程中开展应用。
1 钢管自密实混凝土研究进展
由于自密实混凝土的特点, 自90年代以来, 自密实混凝土得到了迅速的发展和推广应用。近年来在国内外陆续展开了对钢管自密实混凝土的研究, 研究包括其与普通钢管混凝土在承载力方面的差别, 钢管自密实混凝土受力性能等方面的研究等。
在承载力试验研究方面, 中南大学蒋丽忠等通过钢管自密实混凝土短柱轴压试验, 研究了不同混凝土强度等级、钢管中部是否开小孔或不同高度的横槽以及不同加载方式对钢管自密实混凝土极限承载力的影响[6]。尧国皇、韩林海通过18个轴压构件和20个压弯构件, 进行了试验研究和理论分析[7]。杨有福通过对矩形钢管自密实混凝土构件界面粘结性能进行的试验研究, 对钢管自密实混凝土与钢管普通混凝土进行比较[8]。大连理工大学黄承逵等人对15根钢管自应力自密实混凝土柱和3根普通钢管自密实混凝土柱进行了偏心受压试验研究。结果表明:与普通钢管自密实混凝土相比, 钢管自应力自密实混凝土具有较长的弹性工作段, 初始自应力对结构的破坏形态几乎没有影响[9]。王庆利等[10]研究钢管自密实混凝土轴压构件的静力性能, 为辽宁省相关地方标准的编制提供参考依据。通过18个钢管自密实混凝土轴压构件的静力试验, 对轴压构件的破坏模态、轴力-中截面挠度曲线、轴力-应变曲线和侧向挠曲线形状等进行了分析。同时对钢管自密实混凝土轴压构件的静力性能进行有限元模拟, 进一步了解其工作机理分析[11]。周静海等通过对钢管再生自密实混凝土短柱轴压试验, 分析荷载与位移应变曲线[12]。朱国平等借助有限元分析软件ANSYS, 考虑了钢管与混凝土两种材料本构关系的非线性, 对轴心受压钢管自密实混凝土短柱进行了大量的非线性有限元分析, 建立了钢管自密实混凝土短柱在轴心压力作用下的非线性有限元计算模型[13]。
国外的一些学者也对钢管自密实混凝土受力性能、与钢管普通混凝土等方面进行了大量的试验研究。除了对钢管自密实混凝土的大量研究外, 工程中的应用也在大力推广。
2 工程案例分析
2.1 工程概况
杏林湾营运中心12号楼建筑高度262m, 南北边长最长约为205m, 建筑占地面积为8049.5m2, 地下3层主要是商业购物广场、停车位、机房等, 地上1层~4层为商业部分, 5层~53层为办公部分, 54层为观光大厅。
本工程大楼竖向采用钢管柱承载体系, 主楼使用14根钢管混凝土柱, 钢管内填充C60混凝土, 单根钢管直径900~1200mm, 在钢管柱与钢梁、斜撑连接部位内设横向环形加劲板, 加劲板中心设有通孔。加劲板的存在使钢管内混凝土不易振捣、施工难度大。为保证钢管混凝土结构的施工质量, 采用C60自密实混凝土高抛法进行浇筑。
2.2 自密实高强混凝土配制
按照《自密实混凝土应用技术规程》 (JGJT283-2012) 要求配制自密实混凝土。
2.2.1 混凝土原材料的选用
(1) 水泥
选用标号为P·O42.5R闽福水泥, 性能指标检验结果符合GB175-2007中P·O42.5R水泥的技术要求, 具体指标见表1。
(2) 细集料
细集料采用河砂, 氯离子含量0.004%≤0.02%, 含泥量1.8%≤2.0%, 泥块含量0.4%≤0.5%。颗粒级配符合JGJ52-2006中Ⅱ区中砂的质量要求。如表2所示。
(3) 粗集料 (碎石)
选用最大粒径5~10mm (碎石1) 及10~20mm (碎石2) 两种规格的碎石, 抽检结果, 碎石1含泥量0.4%≤0.5%, 泥块含量0.2%≤0.2%, 针片状4%≤8%;碎石2含泥量0.4%≤0.5%, 泥块含量0.1%≤0.2%, 针片状2%≤8%。两种规格的碎石颗粒级配分别符合JGJ52-2006中5~10mm连续粒级和10~20mm单粒级的质量要求。如表3、表4所示。
(4) 掺合料
选用粉煤灰和粒化高炉矿渣粉两种掺合料。两种掺合料的技术指标检验结果分别符合GB/T1596-2005中Ⅰ级 (F类) 粉煤灰和GB/T18046-2008中S95矿渣粉的技术要求。
(5) 混凝土外加剂
选用缓凝型点石聚羧酸系高效减水剂Point-400s及JYQ-A膨胀剂, 两种外加剂的主要性能指标检验结果分别符合GB8076-2008中外加剂的技术要求和GB23439-2009中Ⅱ型膨胀剂的技术要求。
2.2.2 配合比设计
依据《普通混凝土配合比设计规程》 (JGJ55-2011) , 按28d强度69MPa, 塌落度270mm, 密度2420kg/m3, 初凝时间475min, 终凝时间630min, 和易性好的要求进行配合比设计, 见表5。
2.3 模拟试验
2.3.1 试验的目的
现场按1:1的比例模拟钢管混凝土浇筑试验, 通过现场观测自密实高强混凝土本身拌合物性能, 包括流动性、和易性、检查坍落度、扩展度等检验施工现场混凝土的基本性能;通过沿着对称位置切割钢管, 取下其中一侧钢管时能否感受到混凝土与钢管壁的粘结力以及观察混凝土与未取下的钢管边沿的结合情况, 从而定性判断钢管与混凝土的粘结性能;通过观察混凝土表面是否存在气泡及裂缝, 判断自密实混凝土的浇筑质量;通过对混凝土钻芯取样, 目测混凝土密实情况并检验其强度。通过试验结果检验自密实混凝土浇筑方案的可行性, 确保自密实高强钢管混凝土的施工质量。
2.3.2 试件设计及制作
该模拟试验的构件与工程实际构件在构造上一致, 包括加劲板设置, 排气孔设置等。实验柱采用的钢管直径900mm, 厚度20mm, 单节高度9.9m, 钢管内壁焊接厚32mm宽度245mm的横隔板, 横隔板共8块, 隔板中线4个对称位置各设置直径25mm的排气孔。
钢管内混凝土的浇筑方案与施工现场一致, 用钢管架搭设实验平台, 将钢管柱竖向固定, 模拟现场高抛形式, 用吊车将混凝土提至钢管上方, 抛落高度11米, 打开阀门, 使混凝土以自由落体的方式灌注至钢管, 利用混凝土从高位抛下时产生的动能达到振实混凝土, 现场模拟见图1所示。试件的制作流程如下:钢管的制作→安装900mm管径柱脚→安装直段钢管及支撑→安装临时操作架→浇筑系统布置→浇筑混凝土→混凝土养护。
2.3.3试验现象及分析
运至现场的混凝土的塌落度为250mm, 粘聚性、保水性和延展性都较好, 浇筑过程中没有发生离析、堵管等不良现象, 具有较好的流动性、和易性。在浇注混凝土的同时取样制作150mm×150mm×150mm立方块, 在与试件同样的环境下养护及在实验室标准养护下, 混凝土试块强度见下表6。
混凝土养护至33 d时, 对模型进行切割放倒, 如图2、图3所示, 观察钢管内混凝土的表面质量及填充效果, 并钻芯取样测试混凝土强度。切割时能明显感受到混凝土与钢管壁之间的粘结力, 目测混凝土与钢管切割缝无可见缝隙, 表明钢管与内部混凝土结合良好, 同时混凝土表面较为光滑, 加劲隔板位置填充良好 (见图4) ;根据抽芯、取样检测结果分析, 混凝土的钻芯取样试样强度测试值最小为78.9MPa, 最大为99.4MPa, 平均为89.5MPa, 达到设计强度要求。
整个钢管柱混凝土浇筑质量观感良好、无严重质量缺陷, 符合相关要求。在钢柱加劲板部位处混凝土自密实质量符合相关质量要求, 可保证后期钢管混凝土施工质量要求及对钢管柱自密实混凝土施工技术的推广及应用。
3 结论
(1) 在钢管混凝土中采用自密实混凝土, 可以用于普通混凝土难以浇筑甚至无法浇筑的结构部位, 解决施工中的难题。同时可以避免因施工带来的噪声污染, 具有实际的社会意义。
(2) 试验结果表明, 钢管与内部混凝土粘结良好, 同时混凝土表面较为光滑, 混凝土的钻芯取样试样强度达到设计强度要求, 表明混凝土具有较好的自密实性。
(3) 通过对本工程案例的自密实高强混凝土配合比及现场模拟浇筑试验分析, 该项目采取的高抛自密实混凝土技术方案, 较好的满足了设计和施工要求。可为类似项目选择该技术的使用作为参考。
自密实混凝土施工质量控制要点 篇2
关键词：自密实混凝土；施工工艺；施工质量控制；工作性；耐久性
中图分类号：TU528
文献标识码：A
文章编号：1009-2374(2009)04-0032-02
自密实混凝土是第四代混凝土——高性能混凝土的一个重要组成部分和发展方向，20世纪80年代日本东京大学罔村甫教授研究室率先提出自密实混凝土的概念并研制成功。它具有优良的变形能力和抗离析性，在浇灌过程中能够完全依靠自重作用自由流淌，穿越钢筋间隙填充模板空间，同时具有足够的黏聚性防止离析泌水，拌合物均匀密实，硬化后具有良好的力学和耐久性能。本文探讨了自密实混凝土施工质量控制要点。
一、自密实混凝土施工工艺
自密实混凝土具有特殊的工作性能，这使得它在原材料上比普通振捣混凝土要求更为细致严格，其中最显著的特点是必须掺用高效减水剂和矿物质掺合料。减水剂的掺量以及与水泥、矿物掺合料的相容性应经试验确定。矿物掺合料可采用各种母岩的磨细石粉、粉煤灰、磨细矿渣、硅灰等，配制自密实混凝土通常将两种矿物掺合料复合使用。
因为自密实混凝土中含有大量超细粉掺合料，因此加料顺序很重要；搅拌时间要适当延长；更为重要的是要严格控制加水量。生产自密实混凝土的投料顺序分两步进行。第一步，用水泥、适当地掺合料、砂、水与高效减水剂配制出具有良好流动性的砂浆；第二步，在上述砂浆中加入粗集料，充分搅拌，视拌合物流动情况适当增加高效减水剂用量，若仍不能满足要求则需调整配合比。
若泵送浇筑自密实混凝土，为减少截留空气，应从模板底部开始进行浇筑。泵送时采用几个软管输出口同时操作，以便减少浇筑时间避免混凝土凝固。普通混凝土浇筑层间的冷接缝可通过振捣消除，自密实混凝土则不能，因此，浇筑过程要连续进行，尽量避免中断防止冷接缝。自密实混凝土由于粉体系数大，砂率高，缺乏更多的抵抗收缩的粗集料组分，施工浇注后很容易产生塑性收缩。若得不到及时有效的养护，混凝土固化后还极易产生干燥收缩以致开裂。因此，自密实混凝土浇筑完毕后，应及时加以覆盖防止水分散失，并在终凝后立即洒水养护，洒水养护时间不得少于7d，以防止混凝土出现干缩裂缝。
二、新拌混凝土的工作性
(一)新拌混凝土的工作性评价
自密实混凝土的最大优点在于其良好的工作性能。与普通混凝土和一般大流动性混凝土相比。自密实混凝土的工作性内涵有所扩大，具体体现在以下四个方面：
1．高流动性：保证混凝土能够在自重作用下克服内部阻力(包括胶凝材料的黏滞性与内聚力以及骨料颗粒间的摩擦力)和与模板、钢筋间的黏附性，产生流动并填充模板与钢筋周围。
2．高稳定性：保证混凝土质量均匀一致，在浇筑过程中砂浆与骨料不会离析，浇筑后不会泌水与沉降分层。
3．通过钢筋间隙能力：保证混凝土穿越钢筋间隙时不发生阻塞。
4．填充密实性：保证混凝土填充模板，并自行排出浇灌过程中带入的气泡达到成型密实，是流动性、稳定性和间隙通过性的综合表现。
有关自密实混凝土工作性评价方法，都是围绕上述四个方面展开试验的。如坍落扩展度试验反映了拌合物的流动性，扩展度主要由屈服值决定，屈服值越大，扩展度越小。而倒坍落度筒试验中的流动时间主要反映拌合物的塑性黏度，同时也部分反映了屈服值的大小。扩展度则量化了混凝土在自重作用下克服屈服应力、黏度和摩擦后的流动状态；扩散越接近圆形表明混凝土匀质变形能力良好，直径大则表明间隙通过能力强。中边差反映了石子在砂浆中的悬浮流动能力和抗离析性，其值越小表明这些性能越好。
除此以外，还发展了一些新试验方法，如L型仪、U型槽、J环、牵引球黏度计、密配筋模型填充试验等。在文献中有相关详细介绍。
(二)新拌混凝土的工作性控制
日本土木工程协会(JSCE)对新拌自密实混凝土的性能有详细的规定，国内目前尚未形成统一的自密实混凝土工作性检测方法的规定。笔者认为，对此应该力求简单实用性原则，尤其是在现场施工中，例如可以同时采用倒坍落度筒和L型仪或U型槽试验综合评价实际工程中自密实混凝土的工作性能。西卡建筑材料天津分公司就是采用该方法向客户展示其自密实混凝土产品性能的。
新拌自密实混凝土的工作性控制除了严格执行上述工作性评价外，还应严密控制施工浇筑过程。在施工过程中，浇筑速度不应过快或过慢，过快容易卷入空气，影响混凝土的外观质量，而过慢容易丧失其高工作性。为了防止自密实混凝土在垂直浇筑中因高度过大产生离析现象，或被钢筋打散使混凝土不连续，应对自密实混凝土的自由下落高度进行限制。在非密集配筋情况下，混凝土垂直自由落下高度不宜超过5m，从下料点水平流动距离不宜超过10m。对配筋密集的混凝土构件，垂直自由落下高度不宜超过2.5m。
三、硬化后混凝土的力学及耐久性能
(一)影响自密实混凝土力学及耐久性能的因素
混凝土硬化后的性能包括机械性能和耐久性能两个方面。自密实混凝土的强度范围从中、低强度等级直到超高强混凝土，因此，强度对于自密实混凝土而言并不是主要问题。
自密实混凝土的耐久性主要与各种矿物掺合料有关。掺入硅灰能明显降低硬化水泥浆的孔隙，以及骨料与水泥浆之间过渡区的孔隙，能降低混凝土的干缩与渗透系数。硅灰还能与铝酸盐反应，明显地降低水泥浆中与硫酸盐反应生成膨胀性复盐如钙矾石的铝酸盐成分。此外，硅灰还能抑制碱——氧化硅反应，一方面是由于它降低渗透性从而有效阻止水分的渗透；另一方面是它能迅速降低孔缝溶液中碱离子浓度，这样就使得碱活性骨料无法与碱反应。
高炉矿渣具有改善硫酸盐的特性，含磨细矿渣的混凝土，具有良好的不透水性和抗冻性，且C1-的渗透深度比硅酸盐水泥混凝土的小。粉煤灰在混凝土中，使大孔和小孔都有增多，总的孔隙体积高于对比的空白混凝土，但粉煤灰水泥浆的C1-扩散系数低；粉煤灰的抗硫酸盐性能与其化学成分有关。粉煤灰中CaO与Fe2O3比例越低，抗硫酸盐侵蚀的性能越高；高体积含量的粉煤灰混凝土抗冻融试验差。
(二)硬化混凝土的质量检验
硬化混凝土的力学性能应按现行国家标准GB／T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行检验，并按现行国家标准GBJ107-1987《混凝土强度检验评定标准》进行合格评定。硬化混凝土的长期性能和耐久性应按GBJ82—1985《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行检验。试块制作方法与普通混凝土相同，在试块制作过程中，成型时无需振捣。分两次装入，中间间隔30s，每层装入试模高度的1／2，装满后抹平静置24h，转入标准养护室养护到规定龄期即可。
当施工过程中抽检的试件强度或耐久性不合格时，应按有关规范要求对实体混凝土的质量及耐久性进行检测。如依据TB 10426-2004对钻芯取样的具体要求，在现浇混凝土实体结构上随机钻芯抽取混凝土芯样，测定实体混凝土的含气量、气泡间距系数和氯离子渗透电量。
四、结语
自密实混凝土隧道工程 篇3
厦门禹洲广场工程是厦门港谊置业有限公司投资兴建的高档写字楼, 地处厦门湖滨南路名宫大厦北侧。项目西侧紧邻工商局大楼、北侧为筼筜湖、东侧为湖滨南长途汽车站停车场。本工程总建筑面积6.8万m2, 总建筑高度为163.5m, 地下3层、地上36层 (不含顶部2层设备层) 。
本工程结构竖向采用钢筋混凝土核心筒体, 外设钢管混凝土柱, 水平结构采用工字钢梁、压型钢板与混凝土板相结合的组合结构。主楼外框钢柱共22根, 最大截面为□1000×1000×36×36, 柱重最大为1.58t, 钢管柱地下室首段按6m进行吊装, 标准层分为三层一段 (12m) 进行吊装, 钢管柱混凝土采用塔吊吊斗高位抛落法进行浇筑, 钢管柱混凝土采用自密实混凝土。图1为柱网平面图。
2 施工技术存在的问题
自密实混凝土为国内新兴的技术, 目前国内尚无成熟的技术经验借鉴, 如何控制自密实混凝土质量成为一个技术难题。
钢管柱内部结构复杂, 混凝土施工质量难以保证, 国内常用的钢管混凝土为圆钢管柱, 或小直径的钢管柱, 施工较为方便。本工程采用□1000×1000的方钢管柱, 单节柱长度为12m, 内设栓钉、横隔板及钢筋笼。钢管柱内部复杂, 要保证混凝土施工质量难度较大。
复杂钢管混凝土柱内部有横隔板及首节柱设有钢筋笼, 完整性与剥离情况检测尚无成熟经验, 是本工程尚需考虑的一个问题。
3 针对存在问题采取的措施
由于该工程时间紧、工程量大, 施工技术难度大。因此, 在公司技术部门的帮助下, 项目部开展专项研究, 设置1∶1比例模型试验, 经过多轮的专家论证, 针对存在的技术难题, 采取可行的、有针对性的应对措施。
3.1 自密性混凝土质量控制
3.1.1 原材料控制
水泥:采用普通硅酸盐水泥P.O42.5。
粗骨料:采用5～25连续级配的碎石, 针片状颗粒含量控制小于10%, 空隙率控制小于40%。
细骨料:选用级配合格的中砂, 含泥量控制小于1%。
水:拌合用水选用可饮用的自来水。
外加剂:采用高性能减水剂HT-500、高性能膨胀抗裂剂SY-G。
矿物掺合料:采用符合规范要求的S-95级磨细矿渣和Ⅱ级粉煤灰。
3.1.2 配合比控制
提前在实验室进行试配、调整, 根据混凝土强度检验结果和足尺试验结果最终确定用于本工程的配合比, 如表1。
3.2 模拟试验
3.2.1 模拟试验简介
本试验在禹洲广场项目工地进行, 该建筑结构形式为外框架剪力墙核心筒、钢管柱-钢梁结构, 外框筒由22根大截面的箱型 (矩形) 钢管混凝土柱组成。为了验证施工方案的可行性及施工质量的可靠性, 本试验制作1个同样截面钢管柱试件, 混凝土采用C50自密性混凝土。
钢管混凝土柱尺寸为1.0m×1.0m×6.0m与在建的禹洲广场项目的钢管混凝土柱按1∶1比例制作, 钢板取36mm厚钢板制作, 横隔板取30mm厚钢板按深化图设置4道。
3.2.2 试验主要内容
(1) 浮浆强度试验; (2) 混凝土强度试验; (3) 混凝土完整性检验--超声波检验法; (4) 混凝土与钢管柱粘结性检验--肢解、剥离法
3.2.3 主要施工方法
本项目采用塔吊吊料斗进行浇筑, 利用混凝土下落产生的初动能来达到混凝土的自密实。料斗配置串筒伸入钢管柱内, 防止浇筑过程中混凝土散开造成离析, 每节串筒长度为1m, 混凝土浇筑至每道横隔板下50mm时 (可通过吊线长度测量) , 停止浇筑5min, 便于排气。浇筑前先了解钢管柱每道横隔板之间的间距, 以此计算混凝土方量, 浇筑时通过控制方量来控制混凝土浇筑高度 (料斗内焊上短钢筋头来标示混凝土方量) 。混凝土浇筑见图2、图3。
3.2.4 浮浆强度试验
浮浆是混凝土浇筑必然会存在的一个问题, 但对于钢管混凝土柱采用高抛自密性混凝土的浮浆研究并不多见。因此针对该项目自密性混凝土, 对上表面进行抽芯试验, 芯样直径100mm、高度为100mm, 标准养护28d进行抗压试验, 检测结果为:64.3MPa (混凝土强度:C50) 。
从数据结果可以得出结论:对于钢管混凝土柱采用自密性混凝土的浮浆强度符合设计要求。
3.2.5 强度试验
在试验柱中心做三组抽芯试验 (见图4、图5) , 芯样直径100mm、高度为100mm, 每个试件芯样取模型中间部位的混凝土进行抗压试验, 检查试件28d的强度, 如表2。
从上面数据进行分析:强度都满足设计要求;试验柱中部的混凝土强度比设计强度高3%左右, 而且偏低于其它部位抽芯试验数据。主要原因是因为模型试验试件采用蓄水养护, 所以上部试件强度偏高一些, 而下部混凝土经过沉淀作用也会偏高一些, 中部的试件最接近设计强度。
3.2.6 完整性试验--超声波检测
钢管柱混凝土浇灌以后, 由于混凝土在凝固的过程中和凝固以后随时间的推移会产生收缩, 而钢材自身的变形则较小, 有可能在混凝土与钢管柱侧壁、隔板等接触部位产生缝隙, 特别是横隔板下, 由于重力作用及无法振捣等因素影响, 缝隙可能比较明显, 为了研究验证混凝土自收缩变形情况及是否产生缝隙, 特采用超声波法进行检测。
测试前, 在试验柱内设置4根声测管。测试时每2个通道为一组, 通过水的耦合, 超声脉冲信号从一个通道中换能器中发射出去, 在另一个通道中的换能器接收信号, 超声仪测定有关参数, 采集记录储存。换能器由检测管底处同时以同一高度等距往上逐点检测, 测点间距250mm, 遍及各个截面, 发现可疑部位再进行复测或加密检测 (对测及斜测) , 以确定缺陷的位置和范围。检测结果如表3。
根据声波透射法检测钢管混凝土柱的声时-深度曲线、声幅-深度曲线、PSD曲线来判断。本次检测钢管混凝土模拟试验柱 (检测范围为标高0.0～5.7m) , 在检测范围内混凝土基本完整。
3.2.7 混凝土与钢管柱粘结性检验--肢解、剥离法
为了检验混凝土与钢板由于不均匀收缩造成混凝土与钢管柱粘结的情况, 对试验柱按在横隔板位置进行肢解成5段, 然后进行剥离, 见图6。
根据剥离后的混凝土表面分析:混凝土与钢管柱粘结良好, 钢管柱横隔板下混凝土密实度能得到保证, 试验柱采用的浇筑方案是可行的。
4 钢管柱施工
根据试验柱施工的工艺进行禹洲广场项目部22根钢管柱的施工, 每节柱施工前严格进行钢管柱内横隔板位置确认, 计算好横隔板之间每段钢管柱混凝土至隔板下约50mm时停止混凝土浇筑至少5min, 让钢管柱隔板内的气体能充分地得到释放。对进场的混凝土每车进行坍落度和扩展度测量并记录, 确保混凝土供应质量。对于首节钢管柱, 由于钢管柱内部设有抗拉拔钢筋笼, 为了更有效地保证混凝土浇筑密实度, 采用振动棒放在钢筋笼上部进行辅助振动。
现场严格按照以上方法进行施工, 每节柱混凝土施工后, 待混凝土强度达到要求后进行逐层逐根敲击以判断混凝土浇筑是否密实, 根据敲击情况来选取进行超声波检测的柱子。本项目在第7节柱 (第13～15层) 第15层选取2轴～D轴、4轴～L轴、10轴～L轴三根柱子, 以及第12节柱 (第28～30层) 第30层选取2轴～L轴、4轴～D轴、8轴～DL轴三根柱子, 在柱内埋设超声波检测管, 进行超声波检测, 对钢管柱混凝土完整性及钢管柱与混凝粘结性进行检测, 根据敲击以及超声波检测结果为符合要求, 有效地保证了施工质量, 对施工工期也做出了贡献。
5 结束语
随着经济的高速发展, 超高层钢结构工程逐渐增多, 钢管混凝土柱的截面形状、尺寸也将越来越丰富, 钢管柱内混凝土施工经验也会越来越成熟, 自密性混凝土的性能、施工工艺也将越来越先进, 施工质量也将越来越有保证。
参考文献
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[3]段雄辉.免振捣自密实混凝土技术及工程实践[J].建筑技术, 1997 (1)
[4]JGJ/T283-2012, 自密实混凝土应用技术规程
[5]CECS28:90, 钢管混凝土结构设计与施工规程
[6]建筑业10项新技术 (2005) 应用技术指南
自密实混凝土隧道工程 篇4
关键词：无砟轨道；自密实；模板；应用
1 工程概况
中交一公局第六工程有限公司苏家屯制梁场承担跨沈丹特大桥、后岗特大桥、柳河特大桥及跨沈本大道1#特大桥的全部无砟轨道施工任务。
2 CRTSⅢ板式无砟轨道自密实混凝土模板设计说明
CRTSⅢ型板式无砟軌道底座和轨道板采用自密实混凝土连接，自密实混凝土层为单元结构。根据无砟轨道结构设计，由于CRTSⅢ型轨道结构曲线段的超高全部在底座板上设置完成的，与自密实混凝土层没有关系，所以不论对于桥梁段还是路基段，所有段落的自密实混凝土设计高度均为10cm，因此对于自密实混凝土的模板设计就简单很多，仅需根据不同轨道板型号在长度方向上分别设计即可。CRTSⅢ型轨道板包括P5600、P4925，P4856和P3710四种型号，所以本套自密实混凝土模板就根据这四种型号轨道板进行设计。
3 组装方法
本套自密实混凝土模板由端头模板、侧模中间段、带观察孔的连接段侧模以及对应的扣压装置组成。采用卡扣装置方式连接的模板拼装，拆卸更便捷，采用螺栓方式连接的模板更牢固，而且相比于卡扣装置连接的模板成本较低。本工程负责施工段落内，总计要完成7264块轨道板的自密实混凝土灌注工作，对于模板的重复使用的效率以及抗损坏的能力就有较高要求。综合考虑后，选用的是螺栓方式连接的自密实混凝土模板。
对于四种型号轨道板的自密实混凝土模板，由于自密实混凝土层与轨道板对齐，四种型号的轨道板自密实混凝土端头模板均为相同尺寸，侧模中间段和带观察孔的连接段侧模在长度上则根据轨道板型号的变化而变化。四种型号轨道板根据实际选用相应尺寸侧模中间段以及连接段。
自密实混凝土层部分模板内侧需粘贴一层透水模板布，要保证模板布粘贴平顺、牢固、无褶皱、无翘边，防止在灌注过程模板布嵌入自密实混凝土层。模板拼装要保证接缝处平整完好、不漏浆，模板错台不得大于1mm。
扣压装置通过压杠、花篮螺栓和膨胀螺栓配套使用保证自密实混凝土灌注过程中和灌注后轨道板不上浮。通过花篮螺栓一端与钢筋相扣（该段一定要固定在钢筋底部，贴近底座侧面板）、另一端与压架相扣的形式，通过绞紧花篮螺栓来达到扣压轨道板，限制其位移。特殊地段，比如线间防水施工先于自密实混凝土灌注施工，此时采用在底座板横向边坡上固定膨胀螺栓，通过膨胀螺栓固定于花篮螺栓连接的特制钢板座，达到防止轨道板上浮的目的。直线段轨道板上设置的下料管露出轨道板上表面的高度不宜小于70cm，防溢管露出轨道板上表面的高度不宜小于30cm；曲线段轨道板上设置的下料管露出轨道板上表面的高度不宜小于100cm，防溢管露出轨道板上表面的高度不宜低于超高一侧轨道板上表面最高处高度。
4 实用效果
自密实混凝土层模板在沈丹客运专线上应用广泛，较好地完成了全部自密实混凝土的灌注任务。自密实混凝土模板在反复使用过程中强度、刚度及稳定性均能满足施工要求，模板拼装、拆卸和倒运均简单快捷，在一定程度上提高了自密实混凝土模板的周转效率，降低了施工成本。
在实用的过程中，我们也发现本套自密实混凝土模板也存在一些有待改进的地方，比如带排气口的侧模与端头模板的连接段，在清理排气口内的自密实混凝土过程中，部分模板有少许变形，导致模板与轨道板的结合处有缝隙，经过研究分析以及对其他项目的模板工装进行比较发现，可以将调整排气口的位置放在轨道板的拐角处，既可以满足排气要求，又在一定程度上改善了排气口处的自密实混凝土拆模后的外观质量。
5 CRTSⅢ板式无砟轨道自密实混凝土工装的技术核心与创新
该套CRTSⅢ板式无砟轨道自密实混凝土灌注工装因其组装简单、快捷以及搬运方便等特性，在沈丹客专全线应用广泛，且施工效果良好，主要技术核心和创新点如下：
①多功能压杠的开发应用。如何能保证精调完成的轨道板在后续灌注中不发生位移，同时方便与底座的连接固定，这是关键的一项技术。本工程研发了一款CRTSⅢ型板式无砟轨道多功能压杠，并于2014年向国家知识产权局申请了专利，并于2014年8月28日授权，授权号为：2014203040595，并在沈丹客专上推广应用。
②由于桥梁或者路基段线间距较小，保质保量地运送自密实混凝土也成为施工质量控制的关键点。为此，本工程技术人员自主研发了《高速铁路简易双向行走且可升降式混凝土运输斗》，于2014年向国家知识产权局申请了专利，已于2014年9月25日授权，授权号为：2014203696458。由于简单实用，经济性好，在沈丹客专全线推广使用。
③由于CRTSⅢ型板式施工时，单元较多，独立性强，虽然操作较简单，但是耗时费力，如果加快混凝土部分施工速度，就等于缩短了工期，节约了成本。为此，本工程技术人员自主研发了《CRTSⅢ型板式无砟轨道自密实混凝土侧向灌注工装》，并于2014年获得了国家知识产权局授权，授权号为：2014203697465。由于该装置比常规施工速度提高了一倍，运用简单易行，其他兄弟单位均借鉴此法。
本套CRTSⅢ轨道板自密实混凝土模板，因其适用性广泛，操作简便快捷，并且现场施工质量优良，一定程度上节约了施工成本、缩短了工期，经济效益可观，在沈丹客运专线全标段得到积极推广，对于以后类似工程可借鉴推广。
参考文献：
[1]本刊编辑部.“参考文献”范例（部分）[J].铁道建筑，2016（02）.
自密实混凝土隧道工程 篇5
1 工程案例及背景概况
某18层的综合楼建筑, 业主单位计划将首层大厅直上二楼的楼梯和托梁拆除。通过施工现场的一系列勘查, 拆除前的底层原柱距离为8.7 m, 现需要将中间的一根柱拆除, 适时底层的跨度将扩至17.4 m, 原来的底层结构内力, 必然出现紊乱。为此, 我们必须通过扩大截面加固的方法, 解决拆除柱两边其他柱体承载力不足的问题。
笔者发现, 扩大截面加固施工后, 可供振捣混凝土的位置配筋密集, 如果应用普通混凝土, 无法形成有效的振捣施工条件, 因此建议应用“自密实混凝土”扩大柱截面。经施工检验, 确定施工后的结构, 完全满足基本的承载力要求。
2 工程应用自密实混凝土的施工建议
为达到以上的施工成效, 本工程在施工时, 在完成缜密的结构计算后, 从材料生产、配合比和施工调整等方法, 将这种材料的性能发挥得淋漓尽致。笔者基于施工实践, 归纳总结了以下几方面的施工建议。
2.1 施工计算
原先的梁体结构, 是以植筋的方法, 与新梁进行连接, 在拆除底层柱体后, 施工方决定进一步简化两侧的简支, 其中左端支座反力为86.25 k N, 右端支座反力为63.75 k N, 形成的集中应力, 直接作用于结构主体。在明确集中荷载作用下弯矩条件的基础上, 进行纵向受力钢筋计算时发现, 使用强度等级为C30的混凝土, 钢筋抗拉强度为300 N/mm2, 所形成的纵筋混凝土保护层厚度至少为25 mm。按照这种结构条件使用混凝土, 可充分发挥混凝土的流动性能, 使混凝土在浇筑后, 在自重作用下填充密集钢筋的各个位置, 进而达到预期的密实效果。
2.2 材料生产与配比
自密实混凝土的生产, 是按照一定的比例, 由工厂提供各种材料。本工程所选用的原材料, 主要是42.5级水泥、5 mm~25 mm碎石、细度模数2.8河砂、一级粉煤灰、高效减水剂、膨胀剂和防冻剂。这些材料的配比, 笔者在进行实验室分析后确定水∶水泥∶石∶砂∶粉煤灰∶减水剂∶膨胀剂∶防冻剂=210∶418∶851∶780∶107∶7.1∶20.9∶15.1。按照该配比制作混凝土, 笔者依次进行混凝土流动性、填充性和抗离析性的试验:
1) 流动性试验:坍落度260 mm·s、扩展度646 mm·s、流动时间9、扩展速度5.4、中边比6、扩展度最大差值42 mm·s。
2) 填充性及钢筋间隙通过性试验:流动长度大于800 mm、U型仪高差4 mm、L型仪3 mm、槽首混凝土高度59 mm、立筒坍落度241 mm。
3) 抗离析性试验:U型仪左腔骨料重量2 152 g、U型仪右腔骨料重量2 047 g、台板300内骨料重量1 512 g、台板300~500内骨料重量1 623 g、台板500内骨料重量1 698 g。
从以上的试验数据中可看出, 按照笔者设计的配比进行混凝土的拌制, 能够有效满足这种材料在本工程中的正常使用。
2.3 材料施工应用
搅拌是混凝土施工应用的基本前提, 考虑到这种混凝土的工作性要求比较高, 因此需要缜密控制好后台搅拌的各个工序环节。笔者认为有必要定期检测后台的计量器, 尤其是自动上水装置, 确保材料数量剂量的准确, 为配比拌制提供有利条件。与此同时, 在每次搅拌之前, 都要对待搅拌的砂石含水率进行测量, 同时检查待入盘粗细骨料数量的精准, 才能够切实保证搅拌的质量。
至于材料的应用施工, 尽管材料本身的流动性、充填性、通过性、抗离析性、耐久性等优点, 简化了传统混凝土施工的工序, 但为保证材料的应用质量, 仍然需要进行严格的施工控制, 下面几个方面的施工要点, 是确保材料应用质量的关键:
1) 由于自密实混凝土的粘性比较大, 而塑性比较小, 在自重作用下, 混凝土对模板会形成很大的侧向压力, 如果模板安装质量不过关, 模板可能无法承受产生的侧向压力, 从而出现分体或者开裂现象。对此, 我们必须保证模板安装的牢固, 尤其在混凝土浇筑到比较高的高度之后, 要安排专人检查模板的状态, 如果发现模板结构松动, 应即刻加固处理。本工程所使用的模板, 都进行强度和刚度的检测, 对其严密性的要求, 是规定开放缺口或者缝隙都不能超过2 mm, 如果超过该宽度, 都进行胶带封严。另外在浇筑混凝土时, 笔者建议采用分段建筑的方法, 即在浇筑到一定高度后, 适当减缓浇筑的速度, 以控制流体的静压力, 避免对模板造成过大的重力影响。
2) 混凝土的输送, 同样考虑到自重影响, 需要借助支架、吊具等辅助固定管路, 即输送管路不能够与模板、钢筋等直接接触, 且除了出口位置可以使用软管外, 其他位置的管段都要使用硬管。经搅拌车高速搅拌后的自密实混凝土, 首先倾倒进混凝土泵内, 专人检查泵内混凝土是否处于最佳性能状态, 确定有利于自密实成型后, 再泵送至指定位置。泵送时注意连续性和速度控制, 不能够往泵槽内加水, 如果需要暂停泵送, 则不能够超过90 min, 而且在继续泵送时, 要将原先管内滞留的混凝土清除干净。
3) 浇筑顺序的合理控制, 对混凝土自密实效果会有直接影响。本工程的混凝土浇筑, 优先照顾角落区域, 将垂直下落的具体控制在5 m以内, 而且每层浇筑的高度, 都不会超过50 cm。之所以采用这种浇筑方法, 是因为混凝土中的气泡可能来不及全部导出, 如果顺序不合理, 这些气泡容易滞留在混凝土内部, 最终可能会影响浇筑后混凝土的表面观感。
4) 保温施工。本工程的自密实混凝土施工, 是在冬季进行, 因此要同步做好相关的保温措施。将泵管吊斗吊至墙板位置并入模后, 开始调节入模的温度, 原则上在12℃~20℃之间, 期间可利用振捣棒插入至边模附近的混凝土内, 如果没有出现气泡上浮现象, 说明混凝土的密实成型效果良好。在完成浇筑后, 将塑料薄膜覆盖其上, 防止水分损失, 形成材料的保温养护条件。在终凝后, 往混凝土表面洒水, 时间至少持续7 h, 期间还要检查是否出现干缩裂缝。在混凝土完全达到预期强度后, 再将模板拆除, 随后在表面涂刷养护剂即可。
3 结语
完成以上施工, 笔者在现场随机抽取了混凝土试块, 试块平均强度达到46.8 MPa, 符合强度标准要求。经观察, 混凝土在硬化之后内部密实、外观平整, 不存在任何孔洞、蜂窝、麻面等问题, 预埋件也没有受到混凝土自密实成型的影响。文章所选取的案例工程, 使用了这种性能的混凝土, 在通过施工计算、材料生产与配比、材料施工应用等研究之后, 基本明确了混凝土的使用方法, 但考虑到不同工程施工条件的差异性, 以及对混凝土使用要求的不同, 以上施工方法的实践应用, 要结合实际工程的主客观条件, 予以灵活地参考借鉴。
摘要：以某综合楼工程为例, 从施工计算、材料生产、配合比设计、施工要点等方面, 阐述了建筑工程中自密实混凝土施工质量控制措施, 为自密实混凝土的推广应用提供了技术依据。
关键词：自密实混凝土,材料,粘性,填充性
参考文献
[1]王永标, 李旭平.利用地方材料配制自密实高性能砼的试验研究[J].丽水学院学报, 2015 (2) :73-76.
[2]王桂芳, 武孟强, 李明秋.自密实砼在辛克雷水电站厂房底板施工的应用[J].云南水力发电, 2015 (2) :62-63.
[3]徐敏.浅析钢管柱自密实砼施工技术[J].建筑·建材·装饰, 2015 (2) :232.
自密实混凝土隧道工程 篇6
混凝土拌合物具有高流动性、均匀性和稳定性, 浇筑时无需外力振捣, 能够在自重作用下流动并充满模板空间的高性能混凝土。
在20世纪80年代以前, 人们就开始研究自密实混凝土, 并在一些工程应用。但由于当时对高效外加剂和矿物掺合料等的性能认识不够深入, 使得自密实混凝土的应用推广较为困难。20世纪80年代以后, 人们对外加剂和矿物掺合料的研究越来越深入, 高性能混凝土的研究与应用得到迅速发展, 在此背景下, 人们重新研究自密实混凝土技术, 取得重大突破。因此新一代自密实混凝土是以高性能混凝土技术为背景研究开发的无需振捣、仅靠自重作用就能密实填充模板的各个角落的混凝土。
自密实混凝土技术的发展已有20多年的历史, 在国内也已应用10多年。近几年自密实混凝土在我国发展应用速度加快, 应用领域也进一步拓展, 越来越多的工程使用自密实混凝土, 国内不少高等院校、科研与施工单位也对自密实混凝土技术进行了系统深入的理论分析、试验研究和推广应用工作。典型工程有深圳赛格广场钢筋混凝土柱 (C40) 、长沙市洪山庙浏阳河大桥 (C50) 、长沙市妇女儿童活动中心综合楼加固工程 (C40) 、湖南郴州市某高层宿舍 (C50) 、厦门集美历史风貌建筑保护工程 (C35) 、福建莆田哑铃形钢管混凝土拱桥 (C40) 、山西大学0号学生公寓、广州国际金融中心 (C100) 等, 并取得良好的施工效果, 为自密实混凝土的应用及发展起了促进作用。
1 工程概况
东莞市连通西部干道和松山湖大道、东部快速路的东莞大道延长线的工程。三个标段道路总长4.76公里, 总投资达6.6亿元。延长线的建设按城市快速路标准设计, 沥青路面, 全宽约61.5~65m, 主车道设双向六车道, 两侧设有辅道。业主单位为东莞市公路桥梁开发建设总公司, 由山东省公路建设 (集团) 有限公司承建。
根据设计要求:东莞水道特大桥的承台封底将采用C20自密实混凝土进行施工, 因为所有混凝土均在水中浇筑, 所以给施工增加了一定的难度, 通过混凝土的自重, 无需振捣, 把整个沉箱的底部封住, 并填满所有空隙。该施工方法跟水下混凝土的灌注有些相似, 同时借鉴利用混凝土导管的方法, 用泵车输送混凝土, 使混凝土顺利浇灌到沉箱的底部, 然后通过自密实混凝土自流平的特性慢慢把空隙填满, 当混凝土的流动距离及高度达到一定的位置后在下一地方继续连接导管进行浇灌, 从而把空隙填满, 并把整个沉箱的底部封住。当混凝土达到一定的设计强度后, 就可以把沉箱里的水抽走, 进行承台上部的施工。
2 C20自密实混凝土的研制过程
2.1 材料的选择
⑴配制自密实混凝土宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐并符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》GB175的规定。本次试验采用的是广东英德海螺水泥有限责任公司“海螺牌”P.O42.5R, 其物理性能见表1:
⑵配制自密实混凝土可采用粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰等矿物掺合料, 且粉煤灰符合国家现行标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T1596的规定, 粒化高炉矿渣粉符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定。
(1) 本次试验采用的粉煤灰是:广州黄埔发电厂Ⅱ级粉煤灰, 其性能见表2:
(2) 本次试验用的矿渣粉是:广东韶钢嘉羊新型材料有限公司S95级矿渣粉, 其性能见表3:
从表3可以看出, 矿渣粉的28d强度活性指数>100%, 可以等量出代水泥用量。
⑶细骨料宜采用级配Ⅱ区的中砂, 性能指标符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的规定, 本次试验采用的是东江砂, 其性能见表4:
⑷粗骨料宜采用连续级配或2个及以上单粒级配搭配使用, 最大公称粒径不宜大于20mm;性能指标符合现行行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52的规定, 本次试验用的石子是:广东增城石场碎石, 其性能见表5:
⑸外加剂:采用广东省东莞市埃富地恩建材有限公司生产的聚羧酸系高性能减水剂SP1000, 其性能指标符合《混凝土外加剂》GB8076和《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119的有关规定。其性能见表6:
2.2 自密实混凝土的设计思路
根据相关技术标准, 自密实混凝土的胶凝材料总用量宜控制在450~550kg/m3, 但高的胶凝材料用量或者水泥用量过多, 将导致混凝土一系列不可避免的缺陷。将胶结料用量控制在450kg/m3以下, 水泥用量降到160~220kg/m3左右, 关键是使用性能优异的混凝土外加剂和大掺量矿物掺合料, 增加浆体体积, 改善浆体的粘聚性和流动性, 配制出坍落度达240~250mm, 坍落扩展度达600mm, T500<5s, U型仪的填充高度超过300mm的自密实混凝土;通过大掺量矿物掺合料及使用性能优异的外加剂, 使混凝土的性能得到提高, 并把成本控制在合理的范围内, 取得良好的经济效益。
2.3 试验及优化概况
本试验历时壹年, 经过大量的试验, 仅在此摘录主要内容如表7:
2.4 C20自密实混凝土试验结果
⑴新拌混凝土特性测定与分析
(1) 混凝土和易性、工作性 (见表8) ;
(2) 不同混凝土流动过U型仪格栅、L仪的性能 (见表9) 。
⑵混凝土各龄期抗压强度 (Mpa) (见表10)
通过上面的试验可以看出, 我们可以在合理的成本范围内, 达到相应的效果, 混凝土的强度符合设计要求, 并有一定的富余值, 而自密实混凝土最主要的性能指标是要保证良好的工作性。自密实混凝土应根据工程应用特点着重对其中一项或者几项指标作为主要要求, 一般不需要每个指标都达到最高要求。填充性是自密实混凝土的必控指标, 间隙通过性和抗离析性可根据建筑物的结构和施工特点进行选择。
坍落扩展度值描述非限制状态下新拌混凝土的流动性, 是检验新拌混凝土自密实性能的主要指标之一。T500时间是自密实混凝土的抗离性和填充性综合指标, 同时, 可以用来评估流动速率, 建议控制在2s~8s范围内。间隙通过性用来描述新拌混凝土流过具有狭口的有限空间 (比如密集的加筋区) , 而不会出现分离、失去黏性或者堵塞的情况。本次C20自密实混凝土承台封底, 因水下施工未有钢筋分布, 所以间隙通过性可不作为主要要求。抗离析性是保证自密实混凝土均匀性和质量的基本性能。
通过以上的试验结果及技术要求, 我们设计的C20自密实混凝土基本上可以达到国内有关自密实混凝土规范的要求, 证明我们的试验方案是可行的。
3 C20自密实混凝土的生产应用
我司对自密实混凝土的实际生产应用, 同样做了大量的工作。具体分两步走:
⑴在自密实混凝土试验配方成功的基础上, 用预拌混凝土生产楼多次进行试生产。从优选胶凝材料、严格控制粗骨料粒径和级配、利用高效外加剂降低水灰比及提高混凝土流动性、严格控制投料及运输, 加强监控频率及加强对产品的后期养护等各方面。
⑵进行自密实混凝土的实际生产。在对东莞大道延长线承台封底施工中, 我们采用了C20自密实混凝土的生产配方。为了能科学地监控混凝土实际生产情况, 以达到设计要求, 对每一车混凝土都进行严格的生产控制和抽检。具体有以下几个步骤: (1) 原材料优选; (2) 石子经过粗细碎石按预定比例搭配, 以达到要求的连续级配; (3) 混凝土搅拌机每槽生产3m3混凝土, 保证搅拌时间不少于60秒; (4) 每车检查混凝土配合比投料量; (5) 每车计量混凝土坍落度, 不符合要求时, 随即退货; (6) 每50m3混凝土抽检一组试件; (7) 委派试验室人员1~2人/台班进驻工地对砼质量进行实时监控。
⑶对使用后情况进行跟踪。混凝土达到一定的设计强度后, 就可以把沉箱里的水抽走, 进行承台上部的施工。在承台施工前, 我们对C20自密实混凝土的使用情况进行了跟踪, 沉箱里的水抽干后, 我们在现场观察, 整个沉箱的底部都被混凝土封住, 没有外界的水入侵, 但混凝土表面不是很平整, 施工单位在进行承台施工前将会进行找平处理, 实践证明C20自密实混凝土使用效果是成功的。
C20自密实混凝土生产及施工时应注意的注意事项:
⑴应保证施工的连续性。因施工面积较阔, 一次性浇筑混凝土方量较大, 所以必须保证混凝土施工的不间断性。
⑵应控制好混凝土的凝结时间。C20自密实混凝土的初凝结时间一般可达10h以上, 才可满足施工要求;因施工是采用连续浇筑, 并应保持混凝土的流动性, 而且施工时间较长, 在施工过程有很多不可预见的问题发生, 所以一般都要求混凝土初凝时间达10h以上。
⑶在水中施工时, 必须使用导管法施工, 隔水处理, 以保证自密实混凝土水下施工的不分散性。
⑷应合理控制好生产成本, 提倡使用掺合料。C20自密实混凝土本身就是一个比较矛盾的概念, 强度等级较低, 但又要达到自密实的效果, 符合高性能混凝土的要求, 所以必须从技术及经济角度合理控制生产成本, 朝着绿色、健康的方向发展。
4 总结
自密实混凝土的主要优点有:
⑴可用于难以浇注甚至无法浇注的结构, 能解决传统混凝土施工中的漏振、过振以及钢筋密集难以振捣等问题, 可保证钢筋、预埋件、预应力孔道的位置不因振捣而移位。
⑵增加了结构设计的自由度。不需要振捣, 可以浇注成形状复杂、薄壁和密集配筋的结构。
⑶大幅降低工人劳动强度, 节省人工数量。
⑷有效地提高了混凝土的品质, 具有良好的密实性、力学性能和耐久性。
⑸降低环境噪声, 改善工作环境。
⑹能大量利用工业废料作矿物掺合料, 有利于环境保护。
⑺施工自动化程度高, 能促进工业化的施工与管理。
⑻节省电力能源。
总之, 自密实混凝土是一种省资源、省能源、省力气、便于施工及环境友好型的高性能混凝土, 是未来混凝土发展的趋势。
参考文献
[1]《自密实混凝土设计与施工指南》 (CCES 02-2004)
[2]《自密实混凝土应用技术规程》 (CECS 203:2006)
自密实混凝土隧道工程 篇7
1 自密实高性能混凝土的特点及适用范围
1.1 性能特点
1.1.1 高流动性
自密实高性能混凝土无须振捣,只在自身重力的作用下即可均匀流动充满模板,这样能大幅缩短混凝土浇筑时间,降低建筑工人的劳动强度,改善工作环境中的噪声状况,从而提高建筑工程施工的速度和质量。
1.1.2 高抗离析性
自密实高性能混凝土具有很高的抗离析性能,均质性较强,不会因收缩不一致而产生砂纹骨料及钢筋外露等情况,这也使得自密实高性能混凝土具有抗渗抗冻的耐久性能[2]。
1.1.3 高间隙通过性
自密实高性能混凝土能够通过致密的钢筋,填满模板的间隙,可以浇筑成形状复杂且密集坚固的结构,降低复杂建筑工程的施工难度,提高适用性。
1.1.4 高填充性
自密实高性能混凝土的高填充性使得混凝土的表面质量非常高,能逼真地呈现出模板表面的造型和纹理,避免因出现蜂窝或麻面而进行修补,简化了建筑施工程序。
1.2 适用范围
自密实高性能混凝土的特点决定了它主要适用于形状复杂或不能进行振捣的混凝土结构中,但由于自密实高性能混凝土抗裂性能比较差,不适于直接用在大面积且易产生裂缝的结构中,而应首先对其进行优化并经检验过后方可使用。
2 自密实高性能混凝土施工技术
自密实高性能混凝土施工有一定的难度,在不同的流程阶段需要采取不同的施工技术。
2.1 自密实高性能混凝土浇筑前的准备工作
(1)选择原材料,比如水泥需要选择稳定性好,需水性低并溶于高效减水剂的,一般情况下用量控制在350～450kg/m3;粗骨料则以圆形石子为佳,需控制片状和针状颗粒的含量;细骨料选择粉碎砂、河砂中的中粗砂,因其在混凝土中存在减水和需水的双重矛盾效应而需要根据其他的用料情况综合考虑;外加剂是自密实高性能混凝土的重要成分,决定了混凝土的高流动性和高抗离析性,是必不可少的原料;矿物掺合料包括石粉、粉煤灰、矿渣、微硅粉等,能保证自密实高性能混凝土的耐久性和强度。
(2)要设计配合比,水胶体积比要控制在4.0以内,最优为0.9～1.0,其中胶结材料浆体体积占34%～42%;高效减水剂最好占0.8%～1.2%;砂率值控制在50%左右;其他掺合料比如煤粉灰的掺量范围为20%～45%。关于配合比的设计方法许多学者进行了研究,包括在水泥浆和砂浆试验的基础上做自密实混凝土试验、基于超砂浆理论和最大密度原理的填密拌合物设计算法,可以根据实际情况选择不同的配合比方案。
(3)要综合考虑模板和钢筋配置情况。模板及其支撑系统要具有较高的稳定性和强度,要注意增加混凝土对模板壁的压力,用砂浆封堵模板根部的缝隙以保证混凝土的密实性。钢筋配置的好坏关系着安全系数,也应多加注意。另外,在浇筑之前,要清除模板残存的水,提高抗离析性能。
2.2 自密实高性能混凝土的浇筑
自密实高性能混凝土建议采用全面、分层、连续的浇筑方式并且要一次推进。在泵送过程中要注意控制浇筑速度不能过快,尽量避免因供应不足或空气卷入等造成的浇筑中断。在进行分层浇筑时要控制上下层之间的间隙,在下层混凝土初凝之前完成上层混凝土的浇筑。自密实高性能混凝土在浇筑过程中的垂直下落高度和水平流动距离要分别严格控制在5～7m之间,这样能有效避免出现石子多而砂浆少的问题,从而提高混凝土的外观质量。
2.3 自密实高性能混凝土的养护
在完成自密实高性能混凝土的浇筑工作之后,要尽早开始养护,以避免其表面水分的快速蒸发。比如在冬季进行浇筑之后可以立即用棉毡或者塑料薄膜覆盖其上,不仅可保证混凝土的湿度,也可避免因温度应力产生收缩不一致而导致混凝土开裂[5]。为更好地对混凝土进行温度控制,可以在施工时布置多个测温点。比如在混凝土厚度方向,其外表、中心和底面间距小于600mm的地方可布置温度测点,并且要注意合理设置在大面积后浇带两侧或者是混凝土厚度变化的位置,使得测出温度数据更具有代表性。
3 自密实高性能混凝土的施工控制
3.1 对施工现场进行监督
配置专业人员对自密实高性能混凝土的施工现场进行监管,包括施工过程中可能出现的质量问题、安全问题和施工进度等,一旦发现有任何问题一定要及时进行纠正和有效处理,如不能自行解决,应立即上报请求援助,这样才能保证施工顺利进行。
3.2 对自密实高性能混凝土的质量控制
目前我国建筑工程中通常采用的检验自密实高性能混凝土的方法有稳定筛选法、L形流动仪法、坍落度筒法和填充箱法等。比如增大截面型的加固工程,可以采用坍落度筒法进行检验,测定其坍落扩展度是否在550～700mm之间,坍落度是否处于250～270mm之间;另外也可以采用带有钢筋网片的L形流动仪进行检验,它主要是通过观察混凝土从竖箱向横梁流平的程度来检验其穿越密集钢筋的能力。
3.3 制订施工环保措施
在建筑工程的施工中也要遵循我国发展低碳经济的政策,实行节能减排,注重环境保护。为此,可以指定一系列有效措施来降低噪声对周围居民的干扰以及减少灰尘雾霾对空气的污染,在保证建筑工程施工进度顺利的同时也为工程企业留下良好的口碑,提高在市场中的竞争力,使企业能够更加持续健康发展。
4 结束语
综上所述,自密实高性能混凝土在建筑工程中的应用涉及到多个方面,我们要根据实际施工情况不断地进行调整改善和再研究,提高和发展自密实高性能混凝土技术,促进我国建筑工程领域的发展进步。
摘要：自密实混凝土因其高性能在我国的建筑工程中得到广泛的应用。笔者从三个方面对其进行了探究。首先自密实高性能混凝土具有四个基本的性能特点,并由此决定了它在建筑工程中的适用范围。其次对自密实高性能混凝土的技术要点进行分析概括,包括其浇筑前的准备工作,浇筑中的注意事项和浇筑后的及时养护。最后阐述了自密实高性能混凝土的施工控制,要进行施工现场监督、用多种方法检验来控制质量和制订环保措施等。
关键词：建筑工程,自密实混凝土,高性能,应用探究
参考文献
[1]裴伟鹏.自密性高性能混凝土在建筑结构中的应用[J].建筑工程技术与设计,2015(13):1760-1760.
[2]戴云初.自密实混凝土应用现状与探究[J].城市建设理论研究(电子版),2013,(33).
[3]章富齐.绿色自密实混凝土施工研究与工程应用[D].合肥:安徽理工大学,2013.
[4]董胜华.自密实混凝土结构的应用分析[J].城市建筑,2013,(24):259-259.
自密实混凝土隧道工程 篇8
关键词：自密实混凝土,工程应用,施工要点,质量控制
1 引言
自密实混凝土是一种具有高流动度且不离析、不泌水, 能在免振捣的情况下, 完全依靠自身重力作用, 充满模板内空间, 达到充分密实和获得最佳性能的混凝土[1,2,3,4]。自密实混凝土区别于普通混凝土的最大特点在于其以流动性、黏聚性、通过性、抗离析性为主的工作性能。其优越性主要表现在:可降低漏振、过振等施工中的人为因素以及配筋密集、结构形式复杂等不利条件对施工质量的影响, 最大程度的减少因振捣不足而造成的质量缺陷, 提高混凝土的密实性和耐久性;同时, 能够显著降低作业强度, 消除振捣噪声, 改善环境等。
采用AP技术的第三代压水堆核电工程, 其结构紧凑, 并采用模块化理念进行施工。自密实混凝土由于其独特的优势, 及在施工方面无可比拟的优越性, 在AP系列核电核岛工程中有较广泛的应用。
2 工程应用特点
2.1 自密实混凝土的配合比
2.1.1 原材料要求
1) 胶凝材料。除要求温升很低的中热或低热水泥外, 还应考虑与高效减水剂的相容性;而掺用矿物细掺料的目的是调节混凝土的施工性能, 提高混凝土耐久性, 降低其温升。
2) 骨料。骨料的粒形、尺寸和级配对自密实混凝土的施工性, 尤其是对其间隙通过性影响很大。自密实混凝土需要有较大的浆骨比, 由于砂率大, 粗骨料用量较小, 砂子宜选用中粗砂, 且应严格控制砂中粉细颗粒的含量和石子的含泥量。
3) 外加剂。外加剂要求要有优质的流化性能, 保持混凝土的流动性、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性, 同时还不能对混凝土力学性质、干缩和徐变无坏影响, 多采用高性能引气型减水剂, 同时掺抗离析剂或增稠剂来解决自密实混凝土离析的问题。
2.1.2 配合比设计
自密实混凝土的配合比应满足施工性能的要求, 关键是良好的流变性能。根据性能要求, 对水胶比、用水量、砂率、粉煤灰、外加剂等主要参数进行精心设计, 再经过性能试验, 反复调整原材料参数来最终确定自密实混凝土的配合比。在某核电工程中, 某自密实混凝土的设计扩展度 (610±50) mm;设计强度C35;设计含气量3.5%~6.5%;水灰比=0.55;水胶比=0.42。主要配合比参数如下:
中砂∶小碎石∶中碎石∶水泥∶粉煤灰∶高效减水剂∶水=833:291:588:345:110:3.64:190。
2.2 模型试验验证
为有效论证施工性能是否够满足设计和施工要求, 对自密实混凝土进行模拟试验验证。截取结构模块中具有代表性的一段钢板结构作为试验件, 进行流动性模拟试验。通过测定混凝土经过隔断间隙, 从模型一侧流入另一侧时的流动状态, 并在试验件内部人为制造空鼓或气泡区域, 综合评价流动性、间隙通过性和填充性。通过对浇筑试验前后过的对比分析, 得出以下结论:
1) 自密实混凝土的流动性和填充性满足浇筑要求, 最大水平流动距离不大于10m;
2) 抗离析性满足对自密实混凝土浇筑高度的要求;
3) 密实性满足结构模块对自密实混凝土的设计要求。
通过上述试验论证, 为自密实混凝土的工程应用提供了有效的试验论证依据。
2.3 自密实混凝土在结构模块工程中的应用
核岛厂房通常采用多个结构模块, 每个结构模块以钢板、槽钢、角钢、锚固钉等先拼接形成墙体等结构构件后, 再吊装就位, 最后在其钢板墙中间浇筑自密实混凝土。三门核电工程中的结构模块主要以钢板、槽钢、角钢、锚固钉等拼接形成墙体、楼板等结构构件, 吊装就位后, 再对其墙体和楼板等灌注混凝土, 典型的结构模块如图1所示。
结构模块的特点对混凝土的性能提出更具体的要求, 表现为: (1) 混凝土要具有良好的流动性和填充性, 来充满结构复杂的门洞和贯穿件区域; (2) 混凝土从高处下落后保证不产生离析; (3) 需要严格控制由于混凝土浇筑过程中产生的侧压力对钢板造成的变形。
为满足结构模块对混凝土的性能要求, 可采用自密实混凝土进行灌注。结合模块特点, 合理布置多个固定下料点, 用多个输送直管组装成整体下料泵管, 使自密实混凝土在下料点处下落后水平流动, 每个下料点负责其流动范围 (不大于10m) 内的混凝土布料。为避免离析, 注意保证泵管的下端离浇筑面自由下落高度小于1.8m。
按照待浇注的结构模块的结构特点和自密实混凝土水平流动距离布置浇筑下料点, 以相邻2个下料点的间距不大于10m为原则, 则对于图1所示的结构模块, 其下料点的布置如图2所示, 其共有19个下料点, 分别为下料点1至下料点19。在每个下料点内架设垂直方向泵管, 垂直方向泵管的内/外径可为125mm/134mm, 依靠自密实混凝土自身的扩展性浇筑到设计部位, 在垂直方向泵管的下部端头上加设了逐步缩小的管头, 该管头与浇筑面高度不大于1.83m。
对于由于其他原因可能会造成模块墙体局部位置将留设混凝土施工缝。对留设的施工缝可采用压痕法进行处理。其具体方法为:在浇筑完毕8h后开始检查混凝土的凝固情况, 在浇筑完毕后10~16h开始施工缝的处理, 应保证在终凝前完成对施工缝的处理, 其中:对于施工缝表面的浮浆或积水, 采用工具将其吸出, 搜集到预先准备好的空容器中, 并将盛有浮浆或积水的容器运出结构模块外进行清空处理, 工具每次使用前应将其清理干净;若施工缝区域表面有可见的粗骨料, 则先将粗骨料上所附的浮浆清除, 然后将表面的水泥浆扫除, 并将扫除的渣收集到一起后运出结构模块, 在整个过程中不要扰动粗骨料;若施工缝区域表面无水泥浆, 则利用施工缝处理工具下压形成压槽, 压槽深度至少为6mm, 相邻压槽之间的净间距不大于50mm。
以上所述施工缝的验收采用如下标准: (1) 表面无可见的碎渣, 碎渣至少包括施工后残留碎渣以及用施工缝处理工具处理后产生的碎渣; (2) 用施工缝处理工具处理后的施工缝表面形成的压槽朝一个方向, 且平行于结构模块的墙体方向; (3) 无可见的积水或水泥浆残留在混凝土表面。
2.4 自密实混凝土在钢筋混凝土工程中的应用
在核岛建设中, 有一些钢筋密集、几何形状复杂等浇筑部位, 采用传统混凝土施工技术无法浇筑或浇筑困难, 也可采用自密实混凝土。自密实混凝土由于其独特的特点和优势, 对于这些钢筋密集、几何形状复杂等的部位, 特别适合, 可以保证钢筋和混凝土的整体性, 保证浇筑质量。
3 施工要点及质量控制
3.1 施工要点
自密实混凝土的优越性是否能够体现, 关键在于其施工性能要求。结合核电工程应用实践, 为保证施工性能要求, 自密实混凝土重要的施工要点有以下几个方面:
1) 施工开始之前应认真熟悉施工图纸等设计文件, 确保图纸的有效性和准确性, 并做好安全和技术交底工作;做好分层分段设计, 合理安排施工逻辑, 确保分层浇筑的间隔时间略短于混凝土的初凝时间。
2) 浇筑前, 确保管道、埋件、钢筋等均已施工完毕, 各种预留洞口、钢筋、套筒与模块及钢板与底板之间的连接处都已密封完毕, 提前2h湿润混凝土接触面, 并先浇筑一层100~200mm厚与混凝土强度等级相同的水泥砂浆, 以防止下落的混凝土粗骨料产生弹跳。
3) 应结合工程结构特点选用适当机具与浇筑方法, 浇筑不宜过快, 但应保持连续性, 避免形成孔洞和蜂窝麻面;浇筑最大自由落下高度和最大水平流动距离要进行严格控制, 不宜超过限值, 避免混凝土离析分层;泵管的上下部应采用钢管夹紧并连接牢固, 以防浇筑时晃动;采用固定下料点方式, 下料时要保证只从一个方向下料, 有利于混凝土在模块内水平流动。
4) 自密实混凝土一般不允许振捣, 但对于结构复杂难以排出气泡、混凝土流动困难时, 可谨慎采用轻微辅助性振捣。同时自密实混凝土的流动度较大, 要求模板具有更高的刚度和坚固程度, 并严格控制自密实混凝土一次浇筑高度和下料顺序来避免墙体模板的侧压力超过设计允许值。
5) 由于自密实混凝土胶凝材料含量较高、水灰比较小, 在终凝前易失水造成早期收缩开裂, 因此, 早期养护尤为重要, 以防止早期收缩裂缝。同时, 为防因气泡溢出而导致自密实混凝土沉降, 可在浇筑最上层混凝土时适当提升标高。
3.2 质量控制措施
为保证自密实混凝土的施工性能, 选择合理的质量控制措施是至关重要的。除选择具有资质和实力的混凝土供应商, 不定期对混凝土原材料进行抽查外;浇筑前应对坍落度、扩展度和卸料温度等进行实测;同时配备强有力的施工项目管理班组, 在施工前制定切实可行的浇筑方案, 对施工人员进行交底, 确保质量。而对于结构模块等不易外观检查的含有密闭空间的构件, 对于浇筑完成之后的质量检查极其困难, 目前尚未有有效的手段来检测浇筑质量, 只能在过程中严格控制并检查浇筑质量。
3.2.1 浇筑过程中的检试验
按照76.5m3进行一次的检验频率, 在入泵口处进行入模温度、含气量、密度、扩展度的检验和标准试块取样。单次浇筑量不足76.5m3的, 也按照上述要求进行一次检验和取样。
3.2.2 相关性试验
试验项目有:温度、含气量、塌落扩展度。分为浇筑前相关性试验和浇筑过程中的相关性试验。根据设计要求, 浇筑前在现场对混凝土进行相关性试验, 所取得的数据作为正式施工的参考, 再在浇筑过程中, 在下料处和泵车泵管出口处 (浇筑到墙体或楼板之前) 进行检测。
3.2.3 浇筑过程监控
监控主要采用百分表进行监测, 采用悬垂法作为辅助。测点位置由浇筑高度来布置, 但需要布置在墙体钢板外侧, 应尽量避免被外部因素干扰。
自密实混凝土浇筑完成后, 除按规定对表观质量、平整度和标高常规检测外, 还应对标养试块和同条件试块检验报告进行混凝土强度检验评定。
3.3 应用展望
工程实践表明, 与传统混凝土施工方法相比, 自密实混凝土施工速度快, 避免了长时间的混凝土施工带来的疲劳作业, 有利于保护施工人员的劳动安全和身体健康, 且可避免漏振、过振等人为因素对施工质量的影响, 并通过摆脱振捣工序, 直接成型形状复杂、配筋密集或特殊结构, 增加结构设计的自由度, 经济和社会效益十分显著, 具有很好的可推广性。但为了更好地提升自密实混凝土应用效果, 还应关注以下两个方面:
1) 初凝时间和塑性的关系。自密实混凝土浇筑时, 为减少流动混凝土的侧压力, 宜适当减少初凝时间来减小下层混凝土侧压力, 但同时, 还必须保证流动性和可塑性。自密实凝土的设计, 应在满足混凝土流动性和可塑性的前提下, 通过添加早凝剂, 尽量减少初凝时间。
2) 耐久性和流动性的关系。为增强自密实混凝土的流动性, 其含气量设计值一般较大, 会在混凝土内部形成小气眼。为提高混凝土耐久性, 尚需降低含气量。可通过控制引气性高效减水剂的使用, 适当提高优质粉煤灰的含量来实现自密实混凝土的流动性和耐久性的平衡。
4 结语
自密实混凝土技术适合于浇筑量大、钢筋密集、有特殊形状等的工程, 特别是用于密筋、形状复杂等无法浇筑或浇筑困难的部位。本文结合AP系列核电工程建设, 介绍了自密实混凝土的工程应用, 探讨了其施工要点和质量控制措施, 通过采取必要的施工措施, 能保证工程质量, 为其他类似项目提供参考。
参考文献
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[2]刘运华, 谢友均, 龙广成.自密实混凝土研究进展[J].硅酸盐学报, 2007, 35 (5) :671.
[3]周启帆, 曾力, 李建成.自密实混凝土技术的应用[J].水利水电工程设计, 2009, 28 (1) :49.
自密实混凝土的试验配制 篇9
关键词：自密实混凝土,配合比,试验
自密实混凝土因其优良的工作性能而被应用于一些需要大流动度的结构和工作环境中。由于自密实混凝土在浇注过程中无需振捣成型, 显著降低了传统振捣混凝土施工中的噪音污染, 大幅度减轻了工人的劳动强度。此外, 它解决了配筋密集、结构复杂工程因骨料阻塞造成的空洞等问题, 减少了传统混凝土施工因漏振、过振造成的上下分层蜂窝麻面, 提高了混凝土质量和耐久性能。同时由于配制自密实混凝土需要大量利用粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰等工业固体废弃物, 有利于资源的综合利用和生态环境的保护, 因此自密实混凝土被誉为“绿色混凝土”。本文主要探讨试验配置自密实混凝土的方法。
1 试验目的
1) 探讨自密实混凝土配合比设计的流程;
2) 试验室配制出强度等级为C50-C80的自密实混凝土。
2 试验方案
2.1 自密实混凝土配合比设计思路
自密实混凝土需要掺加高效减水剂和各种矿物质材料提高其流动性和稳定性, 达到依靠重力作用自行流平密实而不离析泌水。不同水泥与外加剂之间相容性存在差异, 这是毫无疑义的, 同时矿物掺合料也存在与减水剂的相容性问题, 因此, 自密实混凝土的浆体组成应通过净浆流动度试验, 判断所用水泥、掺合料与高效减水剂的相容性, 在此基础上进行合理选择, 确定高效减水剂和矿物掺合料的种类和掺合料系数γ。
自密实混凝土拌合物的均匀性要求需要各种组分达到最佳密实状态, 按照最大密实理论, 粗细骨料应达到最佳的堆积状态以使得空隙率最小, 表现为粗细骨料的堆积密度达到最大。此时, 确定合理砂率βs。根据Metha和Aitcin对高性能混凝土研究结果:要使高性能混凝土同时达到最佳的施工和易性和强度性能, 其水泥浆与骨料应有一个最佳体积比, 其值为35∶65。本试验将在固定其他参数的基础上, 取浆体体积比为33%、36%、39%和42%做对比试验, 综合确定最佳的浆体体积比Vp。混凝土的强度往往取决于水胶比W/B的大小, 因此, 为了配制满足不同强度要求的自密实混凝土, 需要通过试验确定水胶比的范围, 合理取值。
在确定上述参数取值的基础上, 按体积法计算自密实混凝土的配合比。按照计算配合比进行试配, 结合工作性和强度进行调整, 确定最终的自密实混凝土配合比。
2.2 自密实混凝土性能检测方法
1) 工作性:采用坍落度仪和L-型仪, 测量提起坍落筒2m in后的扩展度D, 扩展至50cm时的时间T50, 水平槽内拌合物的流平坡度, 并目测拌合物的保水性和骨料堆积情况。
2) 力学性能:按《普通混凝土力学性能测试方法》测定硬化后混凝土的抗压强度。
2.3 试验设计
2.3.1 净浆流动度试验
试验目的:检测水泥、高效减水剂和粉煤灰在不同水胶比条件下的性能和适应性, 以流动度最大, 经时损失最小为准。
试验内容:通过固定水胶比和粉煤灰掺量, 寻找减水剂的饱和点;通过固定水胶比和减水剂, 改变粉煤灰用量, 考察净浆的性能, 以此确定粉煤灰最佳用量。
参数范围:水胶比W/B=0.35;粉煤灰掺量:15%、30%、45%、60%。
2.3.2 合理砂率试验
试验目的:寻找粗、细骨料在不同砂率βs条件下的最大堆积密度。试验内容:设定不同砂率值, 测量砂、石在该条件下的堆积密度, 绘出相应拟合曲线图, 确定最大堆积密度条件下的合理砂率值。
参数范围:βs=30%、40%、50%、60%
2.3.3 最佳浆骨比试验
试验目的:寻找最佳浆骨比, 确定净浆体积比Vp。
试验内容:固定W/B=0.35和βs, 变化净浆的体积比, 以混凝土坍落扩展度最大且拌合物密实均匀性良好满足要求。
参数范围:Vp=33%、36%、39%、42%。
2.3.4 水胶比试验
试验目的:探讨自密实混凝土的强度随水胶比变化趋势。
试验内容:变化水胶比, 配制满足工作性要求的自密实混凝土, 测定其28天抗压强度。
参数范围:W/B=0.29、0.32、0.35、0.40
2.4 试验结果及分析
2.4.1 净浆流动度试验结果
固定水胶比W/B=0.35, 测定高效减水剂SP的饱和点。
从图1可以看出, 聚羧酸系高效减水剂与水泥的的适应性良好, 表现为饱和点用量低 (1.0%左右) , 在低掺量时也能使浆体具有高流动性, 且流动度经时损失小。
在水胶比W/B=0.35时, 变化粉煤灰掺量得到图2, 可以看出, 粉煤灰最佳掺量为30%左右。
2.4.2 合理砂率试验
由图3的拟合曲线可知, 合理砂率应取βs=40%左右。
2.4.3 最佳浆骨比试验
取砂率βs=40%, 固定水胶比W/B=0.35, 粉煤灰掺量为30%, 测定不同净浆体积含量下的混凝土坍落扩展度, 试验结果见图4。可以看出, 随着拌合物中浆体体积的增大, 拌合物流动性能增加, 表现为坍落扩展度增加。但当浆体体积增加到一定程度时, 坍落扩展度增加不明显, 而拌合物则出现离析泌水现象。综合考虑, 最佳的浆体体积应取Vp=40%左右。
2.4.4 水胶比试验
基本固定砂率、掺合料系数及浆体体积比的取值, 变化水胶比W/B取值0.40、0.35、0.32、0.29, 考察单纯水胶比变化对混凝土性能的影响。试验结果可知, 当水胶比从0.40降至0.29时, 28天抗压强度从62.5MPa增至91.2MPa, 增长幅度高达46%。混凝土强度随水胶比的降低而升高, 这与普通混凝土相似。由此可认为, 水胶比是影响自密实混凝土强度的主要因素。
3 结语
基于本文提出的自密实混凝土配合比设计思路, 在实验室内配制出强度高达91.2MPa的自密实混凝土。在本试验条件下, 粉煤灰最佳掺量为30%, 砂率40%, 浆体体积比40%, 高效减水剂掺量1%左右, 选择不同水胶比可以配制出满足不同强度要求的自密实混凝土。
参考文献
[1]冯乃谦.高性能混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社, 1996.
[2]刘广同, 等.基于最佳浆骨比的混凝土配合比设计方法研究[J].混凝土, 2003.