C60免振自密实高性能混凝土的配制及应用

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标准类别:建筑工业标准
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C60免振自密实高性能混凝土的配制及应用

C60免振自密实高性能混凝土是一种兼具高强度与优异工作性能的现代工程材料。该混凝土在设计时采用低水胶比、优化胶凝材料体系(如水泥、粉煤灰、矿渣粉等复合使用),并借助高效聚羧酸系减水剂,实现高流动性(坍落扩展度通常达600mm以上)、良好抗离析性和自密实能力,无需振捣即可均匀填充模板,尤其适用于钢筋密集、结构复杂或施工空间受限的工程部位。

免振自密实混凝土的施工是采用抛落自密实的方式进行特殊部位的浇注方式,要求浇注混凝土具有严格的粘聚性、保水性、流动性、保塑性和低的气泡含量。在现代建筑中免振自密实混凝土应用最多的当属箱型柱混凝土的施工。

2.1由于箱型柱高度过高,而且中间无其他固定支撑点,采用泵送顶升法施工时泵车和泵送管振动过大,会严重影响柱的稳定性及定位准确性sl 468-2009 小水电代燃料标准,而且为施工的安全性带来隐患。

2.2箱型柱内每隔2米设有加强带,为混凝土的浇筑密实性带来难度。为避免混凝土浇筑过快加强带底面不能密实填充,应尽量放缓混凝土浇筑速度,使其有足够时间填充密实,为此我们选择了塔吊吊打混凝土。

2.3箱型柱内加强带预留孔只有30cm,若采用自由下落的混凝土浇筑方式混凝土必然会撒落到加强带上侧,为混凝土浇筑的密实性会带来又一隐患。

2.4鉴于以上几点,我们最终选择了管道引流免振自密实的浇筑方式,采用一根2.5米长直径为20cm的钢管引流,使混凝土下落方向刚好为加强带预留孔之心(即箱型柱中心)。示意图如下:

箱型钢柱剖面图

水泥可选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥。水泥应具有较低的需水性,同时还应考虑其与高效减水剂的相容性,水泥中掺用的矿物外掺料也应具有高活性。综合考虑后宜采用强度等级为42.5或52.5的硅酸盐水泥。为保证工程质量我们选择了P.I 52.5等级日本三菱水泥。

骨料的性能是决定混凝土强度和流动性的重要因素。因此,骨料的好坏是本次混凝土施工成败的重要因素。由于威海地区骨料材质较差,5~10mm石子尤其严重,风化石含量较高,所以我们采用了10~20mm单粒径级配碎石,石子压碎值为9.4%。细骨料采用中砂,细度模数在2.6~3.0范围内,含泥量不宜超过2%。我们选用了细度模数为2.9含泥量为2.2%的河砂。

免振自密实混凝土主要采用细度和活性均较大的高性能掺合料来提高混凝土的粘聚性和强度,主要有:矿渣微粉、粉煤灰、微硅粉三种。矿渣微粉要求细度大于420目,活性不低于S95;粉煤细度等级要求不低于II级,不宜采用需水量和烧失量大的粉煤灰;硅微粉要求细度大于18000m2/kg,活性二氧化硅含量不低于85%。

综上,我们选用的具体材料为:

水泥:三菱P.I 52.5,R28=59.0MPa;

粉煤灰:威海华能电厂产II级粉煤灰;

矿渣微粉:济南钢铁产S95级,细度430目;

硅微粉:宁夏产,活性SIO2>85%,细度22000m2/kg;

砂:中河砂,细度模数2.9,含泥量2.2%;

石子:10~20mm石灰岩碎石,压碎值9.4%。

在试配试验中我们选择了不大于0.32的水胶比、砂率范围在44~48%、扩展度不小于750mm、不离析、不泌水、不含有大气泡、流动后骨料不外露且具有良好经时保塑和流动性的标准进行选择试验。具体结果如下:

在高强度等级自密实混凝土中萘系减水剂与聚羧酸减水剂相比表现出明显的弊端,即:减水率不够、坍落度及流动度经时损失大,这两点对自密实混凝土能否实现是最重要的指标。由上表可以看出: 4、8两组配合比在各方面均能满足施工要求,最终我们选择了第4组方案做为施工配合比。即:

现场箱型柱的施工程序为:安装第 X 层的钢型柱体系 → 支设第 X层柱和X+1 层梁、板模板 → 布设第 X+1层的梁、板钢筋并绑扎 → 浇筑第 X 层箱型柱内C60混凝土 → 浇筑第 X 层箱型柱外C45混凝土 → 浇筑第 X层柱和X+1 层梁、板混凝土 → 安装第 X+1 层的空钢型柱体系……如此循环。

5.2.1引流管位置要尽量保证垂直安放,使混凝土能够垂直落在柱底中部。

5.2.2浇筑时柱内不得有杂物和积水,先浇筑一层 50~100mm 厚同配合比但无粗骨料水泥砂浆(注意调整水量),以防止自由下落的混凝土柱产生 “烂根”现象。

5.2.3浇筑过程中柱外要配合工人进行敲击,根据声音判断混凝土是否密实,若有不密实部位应停止浇筑,待气泡上浮至表面、空缺部位流满混凝土再继续浇筑。

5.2.4除最后一节箱型柱外,每段箱型柱的混凝土,只浇筑到离钢管顶端约 500mm 处,以防焊接高温影响箱型柱的质量。

5.2.5每节箱型柱浇筑完,应清除掉上面的浮浆,清理后用塑料布将柱口封住养护,并防止异物掉入。安装上一节箱型柱前应将柱内的积水、浮浆、松动的石子及杂物清除干净。

5.2.6浇筑过程中,必须由专人对混凝土的质量进行监控,及时作好塌落度及流动度检测,对有和易性、塌落度不达标等现象的混凝土坚决不准使用。每台车混凝土取样不少于2组。

5.2.7浇筑完毕待混凝土终凝后应及时进行超声波检测,发现混凝土不密实部位应待浇筑7天后及时进行压力注浆填补。

6.1通过本次实践,充分体现了采用材质不太理想的骨料(砂含泥2.2%,石子压碎9.4%)仍能配制强度等级较高的自密实混凝土市政配套工程桥基坑开挖施工方案,但需要适当增大胶凝材料的总量来弥补骨料的缺陷。

6.2外加剂的选择在高等级自密实混凝土的配制过程中起着最重要的最用,外加剂的选择直接决定了试验的成败。另外,尤其使用聚羧酸减水剂时要严格控制外加剂与水泥的适应性。

6.3通过本次实践使我们深刻体会到在解决施工中所遇到的诸多难题的时候,我们必须选择新方法新工艺才能达到更好的经济效益和社会效果。

陈建奎.混凝土外加剂原理及应用.北京:中国计划出版社,2004.

吴中伟【工艺标准】真空预压地基施工工艺标准,廉慧珍.高性能混凝土.北京:中国铁道出版社,2005.

金峰.现代混凝土外加剂研发与应用技术标准大全.银声音像出版社,2004.

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