《自密实混凝土施工工法》是中国葛洲坝集团股份有限公司完成的建筑类施工工法;作者分别是程志华、石义刚、郭光文、余英、范品文;该工法适用于大型孔洞结构分层回填时顶层混凝土施工以及小孔洞结构一次封堵回填施工部位。也适用于孔洞结构顶部衬砌混凝土施工。
《自密实混凝土施工工法》主要的工法特点是:利用自密实混凝土具有大流动性及良好的黏聚性,依靠自重可充填密实的特性,达到了混凝土免振自密实效果;降低了空间狭小部位孔洞结构混凝土回填施工难度,加快了施工进度,确保了施工质量。
2005年三峡三期大坝达到了挡水高程后,二期工程导流底孔完成放水泄洪任务,具备了回填封堵条件。导流底孔单孔封堵体长78.0米,高12米;分长为28.0米、25.0米和25.0米三段施工,每段分4层施工。导流底孔回填封堵后,封堵体为大坝挡水部分,质量要求很高;如何确保封堵体混凝土回填质量,尤其是封堵体顶层空间狭小,施工人员很难进入仓位进行混凝土振捣,是孔洞结构混凝土回填封堵面临的难题;为确保封堵体顶层部位混凝土回填质量,葛洲坝集团在三峡工程施工中,经科研攻关,研发了一种高流态自密实混凝土,满足了导流底孔、大坝临时廊道、地下电站施工支洞等孔洞结构部位混凝土回填封堵的要求。
自密实混凝土原材料的选择
1.水泥:在水工建筑物中,为减小水泥水化热,宜选用中热硅酸盐或低热硅酸盐水泥。
2.粉煤灰:采用Ⅰ级粉煤灰。
3.细骨料:自密实混凝土的砂率较大。一般选用中砂或偏粗中砂,砂细度模数在2.5~3.0为宜,砂中所含粒径小于0.125毫米的细粉不低于10%。
4.粗骨料:各种类型的粗骨料都可使用,要求石子为连续级配,使石子获得较低的孔隙率。
5.外加剂:外加剂的性能有缓凝保塌、增塑、减水、早强等性能。
自密实混凝土浇筑底部坯层混凝土时,通过模板上预留窗观察混凝土浇筑情况,确定换布料埋管的时机。浇筑顶层混凝土时,通过预埋的排气管观察孔内混凝土填满程度,若排气管有水泥浆出现,说明此泵管周边位置混凝土已填满,然后根据实际情况换泵管,当所有的排气管都有水泥浆出现时,说明孔内已填满。适时控制泵机供料和稳压的时间(一般为30分钟),同时防止钢管的持续压力影响模板的稳定性。
自密实混凝土水泥含量多,混凝土水化热大,对混凝土温控压力非常大。施工中主要采取以下温控措施:
1.加强一次和二次风冷,同时做好水泥入罐和骨料温度检测,骨料冷透,通过一系列措施混凝土出机口温度低于7℃。
2.加强混凝土运输过程中的温控,对自卸车用遮阳棚保温,泵管包裹2毫米厚的保温被保温,同时加强车辆调配,确保混凝土快速入仓,提高浇筑入仓强度,减少混凝土在运输过程中的温升。
3.优化混凝土配合比,减少水泥用量,降低水化热。
4.埋设测温管和温度计,做好温度检测和监控。确保及时准确地了解混凝土温度变化,采取相应的温控措施。
5.冷却水管加密布置(一般间距为1.0×1.0米),根据温度检测资料,及时调整冷却通水方案。一般情况下,自密实混凝土浇筑即开始通水,通水温度8~10℃,24小时换向一次,混凝土内部出现高温度前,通水流量一般为35~40升/分钟,高温度出现后通水流量降至18~25升/分钟。
《自密实混凝土生产和浇筑施工工法》配制自密实混凝土的原理是通过外加剂、胶结材料和粗细骨料的选择与搭配和精心的配合比设计,将混凝土的屈服应力减小到足以被因自重产生的剪应力克服,使混凝土流动性增大,同时又具有足够的塑性黏度,令骨料悬浮于水泥浆中,不出现离析和泌水问题,能自由流淌并充分填充模板内的空间,形成密实且均匀的胶凝结构。因此,在配制中主要应采取以下措施:借助以萘系减水剂为主要组分的外加剂,可对水泥粒子产生强烈的分散作用,并阻止分散的粒子凝聚,使混凝土拌和物的屈服应力和塑性黏度降低。减水剂的减水率应不低于25%,并且应具有一定的保塑功能。