自密實(shí)混凝土不良性能及控制技術(shù)

[摘要]全面介紹在西北某變電站在鋼管混凝土施工時(shí)所用自密實(shí)混凝土?xí)r出現(xiàn)的不良性能對(duì)鋼管混凝土頂升施工的影響及我單位消除這些不良性能的控制措施。以期為后續(xù)變電站自密實(shí)混凝土的應(yīng)用提供參考。

[關(guān)鍵詞]自密實(shí)混凝土；不良性能；控制措施

西北某變電站構(gòu)架鋼管柱采用鋼管混凝土柱，施工方式采用在構(gòu)架吊裝后采用泵送頂升法將鋼管內(nèi)灌滿混凝土。鋼管內(nèi)混凝土與管外混凝土不同，要考慮到凝結(jié)后鋼管與混凝土協(xié)同工作又要考慮到混凝土的工藝性。為保證鋼混凝土質(zhì)量本次施工采用C35補(bǔ)償收縮性自密實(shí)混凝土（坍落擴(kuò)展度550mm到650mm）。在施工過(guò)程中由于自密實(shí)混凝土性能易受運(yùn)輸距離和時(shí)間、環(huán)境溫度、原材料及配合比等因素影響導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)一系列不良現(xiàn)象，進(jìn)而影響頂升施工。為確?；炷翝M足施工要求我單位采用實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)足量實(shí)驗(yàn)相結(jié)合制定出控制混凝土不良性能的措施。

1、自密實(shí)混凝土不良性能

在施工過(guò)程中混凝土主要出現(xiàn)以下影響鋼管混凝土施工質(zhì)量的不良性能。

（1）混凝土經(jīng)時(shí)損失值過(guò)大。導(dǎo)致混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后坍落擴(kuò)展度減小，不但影響混凝土填充性而且混凝土泵送性降低造成泵送壓力增大、堵管。

（2）混凝土離析?；炷岭x析會(huì)導(dǎo)致混凝土在泵管中嵌鎖堆積而產(chǎn)生堵管現(xiàn)象，而且還會(huì)造成鋼管中混凝土嚴(yán)重分層，形成局部薄弱層，此外，硬化混凝土與鋼管壁的黏結(jié)也可能由于泌水形成水膜的存在而不密實(shí)，對(duì)整個(gè)鋼管柱混凝土的質(zhì)量造成影響。

（3）混凝土凝結(jié)后收縮不能與鋼管協(xié)同工作，降低構(gòu)架柱強(qiáng)度。

2、自密實(shí)混凝土性能控制技術(shù)

要控制混凝土的性能必須采取措施消除混凝土拌合物性能的不良現(xiàn)象，讓運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的坍落擴(kuò)展度、抗離析、補(bǔ)償收縮性等參數(shù)符合工藝要求。以滿足填充在鋼管內(nèi)的混凝土凝結(jié)后鋼管與混凝土協(xié)同工作以及混凝土的工藝性的要求。經(jīng)過(guò)自密實(shí)混凝土的實(shí)驗(yàn)室配制以及多次現(xiàn)場(chǎng)足量實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為要使混凝土運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后能滿足施工要求應(yīng)采取以下技術(shù)。

2.1自密實(shí)混凝土配制技術(shù)

2.1.1專用原材料

自密實(shí)混凝土原材料的要求比普通混凝土高，需選用專用原材料。在配制時(shí)對(duì)原材料進(jìn)行試驗(yàn)配比等實(shí)驗(yàn)，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次調(diào)整確定。原材料有：水、水泥、粉煤灰、聚羧酸高性能減水劑、砂、石、微膨脹劑。

1）膠凝材料：水泥：選用應(yīng)優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥和堿含量小、標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量低的水泥，以保持混凝土的工作性能減小經(jīng)時(shí)損失。粉煤灰：選用需水比低的粉煤灰，減少粉煤灰對(duì)混凝土水分的吸收造成坍落擴(kuò)展度降低，同時(shí)可顯著地降低混合物的屈服剪切應(yīng)力，提高流動(dòng)性（優(yōu)先選用Ⅰ級(jí)粉煤灰）。

2）骨料：細(xì)骨料采用連續(xù)級(jí)配¨區(qū)的中砂，粗骨料應(yīng)采用5-20mm連續(xù)級(jí)配的卵石（卵石提升混凝土流動(dòng)性）。使用時(shí)主要控制骨料的級(jí)配、含泥量、吸水率以及入機(jī)溫度。主要控制參數(shù)如下

其中含泥量是自密實(shí)混凝土控制最關(guān)鍵因素，含泥量過(guò)大不但影響混凝土強(qiáng)度而且會(huì)加大混凝土的收縮使混凝土與鋼管壁脫離。含泥量也會(huì)顯著影響聚羧酸高性能減水劑的性能，造成混凝土坍落擴(kuò)展度損失過(guò)大。

3）聚羧酸高性能減水劑：自密實(shí)混凝土需采用緩凝性聚羧酸高性能減水劑降低新拌混凝土的工作性能損失速度。但由于該類型減水劑性能易受其他因素影響因此在施工過(guò)程中應(yīng)特別注意以下事項(xiàng)：首先，在減水劑使用前應(yīng)做減水劑與混凝土其他原材料相容性實(shí)驗(yàn)，測(cè)定混凝土工作性能的變化避免出現(xiàn)混凝土坍落擴(kuò)展度損失較大、混凝土泌水離析等現(xiàn)象；其次，聚羧酸減水劑對(duì)用水量較為敏感，在加大用水量時(shí)混凝土?xí)霈F(xiàn)泌水離析現(xiàn)象，因此在施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按施工配合比拌制混凝土嚴(yán)禁私自加水。

4）微膨脹劑：加入膨脹劑的目的是其能使混凝土內(nèi)產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力以此來(lái)補(bǔ)償混凝土自身收縮使混凝土與鋼管緊密接觸協(xié)調(diào)工作。

2.1.2優(yōu)化配合比

（1）高漿骨比：提高潤(rùn)滑漿體和砂漿的比例（33～40%），使混凝土內(nèi)具有足夠的潤(rùn)滑層和可流動(dòng)組分，使混凝土具有更好的流變性能。

（2）增加砂率：在一定范圍內(nèi)增加砂率（40%-45%），有利于提高混凝土的抗離析性。

（3）水灰比：水灰比應(yīng)在0.45以下。

（4）減水劑摻量：聚羧酸減水劑對(duì)摻量較為敏感，應(yīng)經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定最佳摻量并在混凝土生產(chǎn)中嚴(yán)格控制。自密實(shí)混凝土外加劑的摻量應(yīng)在1.5%-2.0%內(nèi)選用。

（5）膨脹劑：混凝土的膨脹率要經(jīng)實(shí)驗(yàn)確定，膨脹率過(guò)大可能引起鋼管爆裂，過(guò)小達(dá)不到補(bǔ)償混凝土收縮的目的，本工程混凝土膨脹率為萬(wàn)分之六。

2.1.3加強(qiáng)施工管理

（1）縮短混凝土從拌制到施工時(shí)間，減少坍落擴(kuò)展度損失?，F(xiàn)場(chǎng)管理人員與商混站做好協(xié)調(diào)溝通工作，提前將混凝土澆筑計(jì)劃及時(shí)間報(bào)送商混站使其提前做好混凝土發(fā)送準(zhǔn)備，合理安排時(shí)間進(jìn)行運(yùn)輸。確保罐車到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)時(shí)就能夠立即進(jìn)行澆筑。

（2）合理安排作業(yè)時(shí)間盡量避開(kāi)高溫時(shí)間段施工，降低高溫環(huán)境對(duì)罐車內(nèi)混凝土的影響，必要時(shí)采取降溫措施。

（3）加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)混凝土質(zhì)量控制?；炷吝M(jìn)場(chǎng)后在頂升前做混凝土坍落擴(kuò)展度和T500試驗(yàn)來(lái)判斷混凝土的填充性及是否離析，以防不合格混凝土投入使用。若混凝土不滿足要求可以現(xiàn)場(chǎng)適當(dāng)調(diào)節(jié)，處理后仍不滿足要求堅(jiān)決退場(chǎng)。

（4）注重?cái)嚢韫に嚕簲嚢枵旧a(chǎn)自密實(shí)混凝土?xí)r，為讓減水劑充分發(fā)揮作用，混凝土攪拌時(shí)間延長(zhǎng)至90s（普通混凝土為40S）。

結(jié)語(yǔ)：

自密實(shí)混凝土作為十大新型建筑材料目前多在鋼管混凝土中使用，近年電網(wǎng)建設(shè)中對(duì)站內(nèi)建筑物造型不斷推陳出新造型越來(lái)越復(fù)雜若用普通混凝土，澆注和振搗難度都很大，相信自密實(shí)混凝土的高流動(dòng)、自密實(shí)性將大有作為。因此特寫(xiě)該論文以期為后續(xù)自密實(shí)混凝土在變電站建設(shè)中的應(yīng)用提供參考。