低强度自密实混凝土在复杂断面的水电工程中的应用.pdf

第 1期 2 0 1 5年 1月 广东水利水 电 GUANGD0NG WATER RES 0URCES AND HYDROPOW ER No 1 J a n 2 0 1 5 低强度 自密实混凝土在复杂断面的水电工程中的应用 彭建忠 ，张正乾 ，刘少跃 ( 1 广 东省源天工程公 司，广东 广州 5 1 1 3 4 0；2 华南理工大学，广东 广J ,I1 5 1 0 6 4 0 ) 摘要 ：广 西梧 州旺村 电站 门槽二期混凝 土施 工浇筑时对断 面复杂 ，钢 筋密集的 关键 部位采 用 自密实混凝 土施工技 术 ， 通过增加粉体材料适 当增加浆体体积和通过添加外加剂的方法来改善浆体的粘聚性和流动性来配置低强度 自密实混凝 土 ，提 出 自密实混凝 土的配合 比设 计思路且 通过 试验 证明满足施工和强度的要求。 关键词 ：低 强度 自密实混凝 土 ；配合 比设计 ；旺村 电站 门槽二期 中图分类号 ：T V 4 3 1 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8 0 l 1 2 ( 2 0 1 5 ) 0 0 1 0 0 5 20 4 在水电工程施工 中经常碰到蜗壳 、进水流道 、尾 水管衬管混凝土 ，旺村 电站 门槽二期混凝土工程 中遇 到复杂断面 、钢筋密集等情况 ，这些部位本身就为窄 小的阴角 ，加之定位的支撑件较多 ，作业场面条件差 ， 采用常态混凝土施工则难 以保证混凝土施工质量 ，很 难填充密实，易造成脱空现象，通常需要进行检查 和 填充灌浆处理。另一方面 ，随着社会经济和生活水 平 的不断提高，也导致 了另一个社会现象的出现：企业 普遍出现用工难 的问题。专业劳动力 的缺 口导致用工 费用不断 的攀升 ，直接导致企业生产 方成本 的上涨 。 针对这些情况 ，近些年来 ，笔者在工程施工 中对一些 断面复杂 、钢筋密集 的关键部位、二期 混凝土等采用 了 自密实混凝土技术进行施工 ，取得 了良好 的效果。 1 自密实混凝土技术的特性 自密实混凝土是一种高流动性且具 有适 当粘度的 混凝土，能够保持不离析和均匀性 ，属于高性能混凝 土的一种 J 。其突出特点是 拌合物具有 良好 的工作性 能 ，即使在密集配筋 和复杂断面的条件下 ，仅依靠 自 重而无需振捣便能均匀密实填充成型，为施工操作带 来极大方便。同时兼有提高混凝土质量 、降低施工噪 音污染 、减轻工人劳动强度、加快施工进度 、提高劳 动生产率 、减少工程 费用等技术经济效果 ，而且 由于 自 密实混凝土大量掺加粉煤灰、粒化高炉矿渣、硅灰 等工业废弃物 ，有利于资源 的循环利用和生态环境 的 保护 ，被称为“ 最近几 十年 中混凝土技术最具革命性 的发展” 。国家建设部将 自密实混凝土列入 建筑业 1 0 项新技术 ( 2 0 1 0年版 ) 进行推广应用 。 通过对骨料的级配控制和添加高效减水剂使混凝 土拌合物具有 良好填充性 、间隙通过 l生以及抗离析性 ， 从而实现混凝土拌合物的 自密实 ，就是说施工过程 中 这 3个 性 能 的控 制 技 术 是 自密 实混 凝 土 施 工 的关 键 。 2 低强度自密实混凝土配合比设计和主要性能检测 2 1 低强度 自密实混凝土的配合比设计 自密实混凝土对原材料 的要求 比较高，而混凝土 的原材料 ( 水泥、矿物掺合料 、砂 、石 、外加剂 ) 都具 有很强的地域性。在不 同的地 区，原材料在组成 、性 质上都存在着不同程度 的差异性 ，而且水泥 、矿物掺 合料、化学外加剂的相容性也不尽相 同。因此 ，在具 体施工中，根据广西梧州市的具体情况 ，开展满足本 地区材料性能要求 的 自密实混凝土研究 ，进行配合 比 设计。设计时按绝对体积法进行设计 ，单位体积混凝 土体积模型见图 1 。 g 卜 图 1 单位体积混凝土体积模型 注 为水泥浆体积 ； 为干砂浆体积 ； 为用水量 ； 为空气体 积； 为水泥体积 ； 为矿物掺合料体积； 为砂体积； 为石子体积 收稿 日期：2 0 1 41 0 2 7：修回日期 ：2 0 1 41 11 7 作者简介 ：彭建忠( 1 9 6 4 ) ，男，工程师，长期从事水利工程、基础工程、轨道交通工程等专业的施工技术管理。 5 2 2 0 1 5年 1月第 1期 广东水利水电 采用 4 2 5华润普通硅酸盐水 泥，用二级粉煤 灰 ， 掺量 3 4 ，聚羧 酸减水 剂 ，掺量 为胶 泥材 料 0 3 1 。根据以往经验 ，采用高效减水剂的低强度 自密实 混凝土用水量 1 6 02 0 0 k g m ，和我们使用的级配进 行调整 ，筛选出如下混凝土的配合 比，如下表 2所示 ： 表 2筛选配合比 经试验对两者进行相关指标对 比如表 3所示 ： 表 3 指标对 比 经试验对比两者第 3 d 、第 7 d 、第 2 8 d的混凝土 抗压强度如下表 4所示 ： 表 4 三个龄期强度对 比 最后确定使用 1 级配 ，经计算其水泥体积 +细粉 体为 1 4 0 L m ；水与粉体材料( 水泥 +细粉 ) 的体积比 ( + ) 应为 1 1 5 ；粗骨料的体积为 3 4 0 L m 。 3 3 密实混凝土浇筑控制要求 低强度 自密实混凝土因其 自身 的应用特性 ，在施 工前要做好一些特殊的控制措施 ，以确保混凝土安全 顺利施工。主要采取措施如下 ： 1 )旺村电站门槽二期 自密实混凝土在标准养护条 件下初凝 时间为 1 0 h ，因此在 每次 浇筑 时问控制在 1 0 h之内完成 ，以保障 自密实混凝土的流动性和填充 性 能 。 2 )牢 固加强门槽模板 ，浇筑过程 中，应控制浇筑 速度 、浇筑层厚 、保障均匀浇筑 ，保持浇筑面均衡上 升 ，防止混凝土侧压造成门槽模板扭 曲变形。 3 )混凝土面若不能保持均衡上升 ，将会给门槽模 板造成一定侧压力 ，导致水平 位移 。按 照门槽模板支 撑体系统验算 ，浇筑层厚控制在 5 0 c m，以保持浇筑 面均衡上升。施工效果浇筑过程 中从阴角部位观察低 强度 自密实混凝土 的填充情况 ，直至混凝 土完全能够 5 4 自动充满整个 阴角部位。施工过程不宜采用震动棒震 动 ，以免骨料沉淀，造成强度不均。 4 )混凝土浇筑倾落高度实 际工程 中不大于 2 m， 最大浇筑速率不超过 8 0 m h ，以保证混凝 土的施 工 质量和安全性 ，现场浇筑如图4所示 。 施工结束 1 4 d后 ，经拆模检查 ，表面光滑 、整个 浇筑面混凝土与预埋件和一期混凝土接触紧密 ，无孔 洞空腔 ，表观质量 良好 ，如图 5所示 。 图 4现场 浇筑 图 5拆 模 后 表 面 光 洁 4经济效益分析 自密实混凝土 由于工作性能要求高 ，因此必须掺 加高性能减水剂，其价格一般是普通减水剂几倍，同 时 自密实混凝土对原材料的要求 比较高 ，例如对粗骨 料的粒形 、最大粒径及细骨料的细度模数等要求较高， 并且 自密实混凝土的胶凝材料用量一般较 同强度等级 的普通混凝土高 ，因此 自密实混凝 土的直接材料成本 一 般较同强度等级的普通混凝土高 ，通过计算 1 m 自 密实 c ， 。 混凝 土 比普 通 c ， 。 混凝 土直 接材料 成本 高 出 2 5 7元 ，约高出普通混凝土的 1 1 1 ，符合市场经济 的一般发展规律性。但 自密实混凝土不需要振捣，降 低浇筑工序对工人 的依赖 ，节 约 了振捣施工机 械费 、 振捣操作工费，具有直接 的经济效益 ；此外可 以消除 施工噪音，提高工程效率，加快施工进度，在旺村水 电站施 工 中缩 短施 工工 期 8 d ，取得 综合 经 济 效益 4 9 4 6万 元 。 2 0 1 5年 1月 第 1期 彭建忠，等 ：低强度自密实混凝土在复杂断面的水电工程中的应用 N o 1 J a n 2 0 1 5 5 结语 1 )低强度 自密实混凝土具有大流动性及 良好的粘 聚性 ，依靠 自重充填密实 ，经过试验得到符合施工要 求的 自密实混凝土配合 比，各项性能均达到设计要求 ， 能应用于水 电工程上复杂断面的施工。 2 )低强度 自密实混凝 土的水胶 比大于 0 4 2 ，胶 凝材料用量也少于 4 5 0 5 5 0 k g m 的规定 ，其性能也 可满足工程要求 。 3 )由于低强度 自密实混凝土优 良的工作性能 ，能 够降低工人的劳动强度 和极 大的提高 了劳动效率 ，从 而间接的减少工程费用 。 4 )采用低强度 自密实混凝土 ，拆模后混凝土表观 质量 良好 ，但相对常规混凝 土而言 ，提高了混凝土胶 凝材料用量 ，由此也增加 了水泥水化热温升 ，在水工 建筑物上应用，应采用一定的温控措施，以降低混凝 土浇筑块体的温度。 参考文献： 1 O z a w a K，E T a 1 D e v e l o p m e n t o f h i g h p e rf o r m a n c e c o n c r e t e b a s e d o n t h e d u r a b i l i t y d e s i g n o f c o n c r e t e s t r u c t u r e s J Pr o c e e di ng s o f t he s e c o n d Eas tAs i a a nd Pa c i f i c Co n f e r e n ce o n S t r u c t u r a l E n g i n e e ri n g a n d C o n s t r u c t i o n ，1 9 8 9 ，1 ( 1 ) ： 4 4545 0 2 克罗帕蒂混凝土新技术 M 北京：中国建材工业出 版社 ，2 0 0 8 ：1 0 31 1 2 3 C E C S 2 0 3 ：2 0 0 6自密实混凝土应用技术规程 S 北京： 中国计划出版社 ，2 0 0 6 4 J G J T 2 8 3 _ _ 2 0 1 2自密实混凝土应用技术规程 S 北京： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 1 2 5 J G J 5 5 -2 0 1 1 普通混凝土配合比设计规程 S 北京：中 国建筑工业出版社 ， 2 0 1 1 6 李悦 自密实混凝土技术与工程应用 M 北京：中国 电力出版社 ，2 0 1 3 ：6 5 6 7 7 蒋峥自密实混凝土在金安桥水电站厂房工程的应用浅 析 J 广东水利水电，2 0 1 1 ( 5 ) ：5 3 5 5 ( 本文责任编辑马克俊 ) Ap pl i c a t i o n o f Lo w S t r e n g t h S e l f - c o mpa c t i ng Co nc r e t e t o t he Hy d r o p o w e r P r o j e c t wi t h C o mp l e x S e c t i o n P E NG J i a n z h o n g ，Z HA NG Z h e n g q i a n ，L I U S h a o y u e ( 1 G u a n g d o n g Y u a n t i a n e n g i n e e r i n g c o m p a n y ；G u a n g z h o u 5 1 1 3 4 0 ，C h i n a ； 2 S o u t h C h i n a U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，G u a n g z h o u 5 1 0 6 4 0， C h i n a ) Ab s t r a c t ：L o w s t r e n g t h s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e i s a d o p t e d t o c o n c r e t e p o u ri n g o f c o mp l e x c r o s s s e c t i o n a n d r e i n f o r c e d k e y p a r t b y i n c r e a s i n g p o wd e r ma t e ria l ，v o l u me o f s l u r r y a n d a d mi x t u r e s t o i mp r o v e t h e a d h e s i v e n e s s a n d l i q u i d i t y o f s l u r r y ，i n P r o s p e r i t y v i l l a g e W u z h o u Gu a n gx i h y dr op o we r s t a t i o n I n t h i s e n g i ne e ring s o me i de a s a b o u t mi x p r o po r t i o n d e s i g n o f s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e h a s b e e n p u t f o r w a r d，a n d i t i s s h o w n t h a t t h e r e s u l t o f t e s t me e t s t h e s t r e n g t h a n d r e q u i r e me n t s o f c o n s t r u c t i o n Ke y wo r d s ：l o w s t r e n gth s e l f - c o mp a c t i n g c o n c r e t e；d e s i g n o f mi x p r o p o r t i o n；g a t e s l o t p h a s e I I o f P r o s p e r i t y v i l l a g e p o we r p l a n t 5 5 -