李雄君 高 強(qiáng)[華潤(rùn)混凝土(佛山)有限公司;華潤(rùn)混凝土(惠州)有限公司]
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C60自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)與質(zhì)量控制
李雄君1高強(qiáng)2
[1華潤(rùn)混凝土(佛山)有限公司;2華潤(rùn)混凝土(惠州)有限公司]
【摘要】本文主要就C60自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)中原材料的選擇、配合比的設(shè)計(jì)思路與確定、原材料檢驗(yàn)、貯存與生產(chǎn)質(zhì)量控制及施工質(zhì)量控制進(jìn)行初步的探討和總結(jié),為后續(xù)的工作提供參考。
【關(guān)鍵詞】C60自密實(shí)混凝土;配合比設(shè)計(jì);質(zhì)量控制
自密實(shí)混凝土是具有高流動(dòng)性、均勻性和穩(wěn)定性,澆筑時(shí)無(wú)需外力振搗,能在自重力作用下流動(dòng)并充滿模板空間的混凝土[1]。自密實(shí)混凝土在澆筑施工中由于無(wú)須振搗即可在其自重力作用下流動(dòng)并充滿模板空間,最大限度地減少了施工噪音,更可加快建筑施工速度、減少現(xiàn)場(chǎng)工人的數(shù)量及勞動(dòng)強(qiáng)度?;葜菔心成虡I(yè)中心二期工程為豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),20層以下混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C60,豎向結(jié)構(gòu)大量采用型鋼混凝土組合技術(shù),多數(shù)框架柱內(nèi)均有型鋼。其工程特點(diǎn)是核心筒體內(nèi)采用C60自密實(shí)混凝土高拋、免振施工與核心筒外采用C60泵送混凝土以鋁模作為模板施工相結(jié)合的特點(diǎn)。該工程鋼管混凝土的技術(shù)難點(diǎn)在于:強(qiáng)度高、自密實(shí)、微膨脹、高層泵送。該工程現(xiàn)已順利完成澆筑并通過(guò)驗(yàn)收。
2.1原材料的選擇
水泥:配制自密混凝土宜選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥,且應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范《通用硅酸鹽水泥》GB 175-2007的有關(guān)規(guī)定??紤]所用水泥與減水劑的相容性問題,我們首選硅酸鹽水泥,因?yàn)橄鄬?duì)其他水泥來(lái)說(shuō)硅酸鹽水泥組分較單一,使用該水泥可以解決與減水劑相容性較為復(fù)雜的技術(shù)困難。經(jīng)多方面因素綜合考慮,最后我們選擇了東莞華潤(rùn)水泥廠有限公司生產(chǎn)的P·Ⅱ52.5R水泥,其主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)如表1。
粉煤灰:摻入品質(zhì)優(yōu)良的粉煤灰有利于改善混凝土拌合物的工作性能,并提高混凝土的后期強(qiáng)度和耐久性。配制自密實(shí)混凝土宜采用Ⅰ級(jí)或Ⅱ級(jí)的F類粉煤灰,并應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2005要求。試配時(shí)我們使用Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)的F類粉煤灰,使用Ⅰ級(jí)粉煤灰時(shí)單方用水量可減少10kg,但考慮市場(chǎng)Ⅰ級(jí)粉煤灰供應(yīng)緊張,為防止實(shí)際生產(chǎn)時(shí)供貨緊張或斷貨影響生產(chǎn)的情況發(fā)生,經(jīng)多方面因素綜合考慮,最后我們選擇了沙角電廠的F類Ⅱ級(jí)粉煤灰,該電廠的粉煤灰質(zhì)量穩(wěn)定,其主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo):細(xì)度20.7%,需水比94%,燒失量2.08%,活性指數(shù)75%。
?;郀t礦渣粉:摻入混凝土中的?;郀t渣粉包裹在水泥顆粒的表面,起到了延緩和減少水泥初期水化物相互搭接的隔離作用,可填充于水泥顆粒間隙和絮凝結(jié)構(gòu)中,與粉煤灰復(fù)摻配制混凝土可以充發(fā)揮二者的“優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)效應(yīng)”,改善混凝土拌合物的和易性[2]。配制自密實(shí)混凝土所用?;郀t礦渣粉應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T 18046-2008的相關(guān)要求,我們采用的是華潤(rùn)S95?;郀t礦渣粉,其主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo):比表面積465(m2·kg-1),活性指數(shù)7d78%、28d103%,流動(dòng)度比103%。與單摻Ⅱ級(jí)粉煤灰相比粒化高爐礦渣粉及Ⅱ級(jí)粉煤灰復(fù)摻時(shí)單方用水量可減少15kg。
表1 東莞華潤(rùn)P·Ⅱ52.5R水泥主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)
粗骨料:粗骨料的粒形、尺寸和級(jí)配尤其是粗骨料的最大粒徑對(duì)自密實(shí)混凝土拌合物的工作性能影響很大;粗骨料的針片狀顆粒含量、含泥量及泥塊含量應(yīng)符合《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 283-2012的要求,其他性能及試驗(yàn)方法應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 52-2006的有關(guān)規(guī)定。我們選用的是惠州日光石場(chǎng)粒形圓潤(rùn)的5~20mm連續(xù)粒級(jí)的碎石,其主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo):表觀密度2650kg/m3,含泥量0.3%,泥塊含量0.0%,壓碎指標(biāo)6.3%,針片狀含量3%。
細(xì)骨料:細(xì)骨料宜采用符合Ⅱ區(qū)中砂的天然砂,細(xì)骨料的含泥量及泥塊含量應(yīng)符合《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 283-2012的要求。我們采用的是符合Ⅱ區(qū)中砂的惠州東江河砂,其主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo):表觀密度2640kg/m3,含泥量0.7%,泥塊含量0.0%,細(xì)度模數(shù)2.7。
減水劑:自密實(shí)混凝土的抗離析性、間隙通過(guò)性、填充性和泵送性都需要通過(guò)摻減水劑來(lái)實(shí)現(xiàn),高效減水劑是配制自密實(shí)混凝土必不可少的原材料。其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合現(xiàn)行規(guī)范《混凝土外加劑》GB 8076-2008及《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》GB 50119-2013的要求。我們選用的是惠州紅墻CSP-11聚羧酸高效減水劑,其主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo):指導(dǎo)摻量2.0%,含固量13.4%,密度1.038(g·cm-3),pH值7,減水率22%。
膨脹劑:自密實(shí)混凝土的膠凝材料用量較大,導(dǎo)致收縮較大,必要時(shí)需要采取一定的控制措施,否則可能導(dǎo)致混凝土開裂從而出現(xiàn)滲透、碳化、鋼筋銹蝕等耐久性問題[3]。除選擇上述各原材料盡可能地避免影響混凝土的收縮外,通過(guò)多次與業(yè)主溝通后,最后確定由業(yè)主采購(gòu)武源建材的SY-G膨脹劑委托我們用于該項(xiàng)目的自密實(shí)混凝土的制備,作為混凝土補(bǔ)償收縮的措施。其主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo):指導(dǎo)摻量5%,比表面積282(m2·kg-1),水中7d膨脹率0.031%,空氣中21d膨脹率0.001%,28d抗壓強(qiáng)度49.5MPa。使用時(shí)應(yīng)符合《混凝土膨脹劑》GB 23439-2009及《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》JGJ/T 178-2009的要求。
拌合用水:采用生活用自來(lái)水。
2.2配合比的設(shè)計(jì)思路與確定
目前,從國(guó)內(nèi)自密實(shí)混凝土研究的文獻(xiàn)上看,自密實(shí)混凝土配合比計(jì)算方法主要有三種:第一種是直接引用高性能混凝土配合比計(jì)算的方法;第二種是固定砂石體積含量的計(jì)算方法;第三種是經(jīng)驗(yàn)推導(dǎo)法。在參考有關(guān)資料的基礎(chǔ)上,確定該工程C60自密實(shí)混凝土的配合比設(shè)計(jì)思路是:首先,通過(guò)試驗(yàn)調(diào)整混凝土中的膠凝材料用量、粉煤灰及粒化高爐礦渣粉的摻量、減水劑的摻量等,確定滿足施工及強(qiáng)度技術(shù)要求的不摻膨脹劑的自密實(shí)混凝土的配合比為基準(zhǔn)配合比;其次,在基準(zhǔn)配合比的基礎(chǔ)上摻加不同摻量的膨脹劑并委托第三方進(jìn)行補(bǔ)償收縮混凝土膨脹率的試驗(yàn)和檢驗(yàn),確定滿足施工及強(qiáng)度技術(shù)要求的自密實(shí)混凝土的配合比;最后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)模擬泵送澆筑試驗(yàn),混凝土拌合物到達(dá)澆筑現(xiàn)場(chǎng)時(shí)坍落擴(kuò)展度、擴(kuò)展時(shí)間T500、J環(huán)擴(kuò)展度均可滿足施工技術(shù)要求,澆筑后混凝土與鋼管粘結(jié)性能良好,28d實(shí)體芯樣經(jīng)檢測(cè)為83.6MPa。最終確定該工程的C60自密實(shí)混凝土配合比如表2。
3.1原材料檢驗(yàn)、貯存與生產(chǎn)質(zhì)量控制
原材料的質(zhì)量控制,在工程質(zhì)量控制中屬事先控制環(huán)節(jié),是質(zhì)量控制中的關(guān)鍵控制點(diǎn)。該工程所使用的原材料均是經(jīng)多方面因素綜合考慮后選定的,對(duì)各原材料的性能技術(shù)指標(biāo)均有明確的要求。首先,對(duì)各原料材料供應(yīng)商進(jìn)行全面的考查與溝通并將各原材料的性能指標(biāo)要求列入采購(gòu)合同作為各原材料的驗(yàn)收依據(jù);原材料進(jìn)廠后嚴(yán)格按照采購(gòu)合同及國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)并按種類、批次分開貯存與堆放,適量?jī)?chǔ)備。總之原材料的質(zhì)量控制應(yīng)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量預(yù)控作用,將不合格的因素消滅在萌芽階段,最大限度地確保自密實(shí)混凝土的質(zhì)量波動(dòng)最小化。
在控制好各原材料的質(zhì)量穩(wěn)定性后,對(duì)于自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量控制,在生產(chǎn)前首先應(yīng)對(duì)攪拌樓重新進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定,確保攪拌樓計(jì)量精度符合要求;其次,聚羧酸高效減水劑嚴(yán)禁與其他類型減水劑混用,因此每次生產(chǎn)前減水劑稱、攪拌機(jī)、混凝土運(yùn)輸車(并選用葉片較好的車輛,避免運(yùn)輸?shù)竭_(dá)澆筑地點(diǎn)后混凝土拌合物出現(xiàn)攪拌不均勻的情況)、混凝土泵車等設(shè)備充分清洗干凈;最后,用聚羧酸高效減水劑配制混凝土攪拌時(shí)必須充分均勻,該工程C60自密實(shí)混凝土的單盤攪拌量是1.5m3,單盤攪拌時(shí)間為5min??傊炷恋纳a(chǎn)質(zhì)量控制,應(yīng)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量監(jiān)控作用,確?;炷恋墓ぷ餍阅軡M足施工要求及強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
表2 C60自密實(shí)混凝土配合比
3.2施工質(zhì)量控制
自密實(shí)混凝土運(yùn)送及卸料澆筑完成時(shí)間宜控制在2h內(nèi)完成,以保證混凝土的高流動(dòng)性并保持連續(xù)泵送,必要時(shí)可降低泵送速度。自密實(shí)混凝土不宜采取振搗,特別是禁止采用強(qiáng)制振搗措施,強(qiáng)力振搗不僅不能提高混凝土的性能,而且還會(huì)引起混凝土離析,影響混凝土均勻性使混凝土強(qiáng)度降低,甚至致使各部位混凝土變形不一致,導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生變形或引發(fā)附加的應(yīng)力。另外還需加強(qiáng)施工監(jiān)督,嚴(yán)格檢查,確保施工質(zhì)量。自密實(shí)混凝土澆筑完畢終凝后立即灑水養(yǎng)護(hù),模板拆除后即時(shí)包裹塑料薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以防水分散失,不間斷地進(jìn)行灑水保濕養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。
為確保該工程C60自密實(shí)混凝土的工作性能滿足施工及產(chǎn)品質(zhì)量最終達(dá)到工程設(shè)計(jì)要求,主要從原材料的選擇、配合比的設(shè)計(jì)思路與確定、原材料檢驗(yàn)、貯存與生產(chǎn)質(zhì)量、施工質(zhì)量等方面加以控制,為客戶提供了優(yōu)質(zhì)、滿意的產(chǎn)品?!?/p>
【參考文獻(xiàn)】
[1]JGJ/T 283-2012,自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].北京∶中國(guó)建筑工業(yè)出社,2012.
[2]李曉斌,曾沖盛,桂苗苗,等.自密實(shí)混凝土技術(shù)手冊(cè)[M].北京∶中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2014.21-38.
[3]李悅.自密實(shí)混凝土技術(shù)與工程應(yīng)用[M].北京∶中國(guó)電力出版社,2013.10-30.