高流態(tài)自密實混凝土實驗與施工中的應(yīng)用(圖文)

1、第 高流態(tài)自密實混凝土實驗與施工中的應(yīng)用(圖文)論文導(dǎo)讀：壓力管道和肘管又處于電站的重要位置,為確保壓力管道和肘管混凝土澆筑飽滿密實，設(shè)計采用高流態(tài)自密實混凝土。高流態(tài)自密實混凝土施工在小灣水電站尚屬首例,根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行高流態(tài)自密實混凝土施工的模擬現(xiàn)場試驗。根據(jù)設(shè)計要求，進(jìn)行壓力鋼管標(biāo)準(zhǔn)段混凝土襯砌1：1模型實驗，即：混凝土襯砌后直徑為8.5m，角度為120，最小襯砌厚度為0.7m，配筋與設(shè)計配筋相同。關(guān)鍵詞：高流態(tài)，自密實混凝土，實驗，施工應(yīng)用，小灣電站 1工程概述 小灣水電站6條壓力管道鋼襯段（下彎段）的底拱120襯砌混凝土和6條尾水肘管底部回填混凝土是常態(tài)混凝土不易填滿的部位。壓力管道

2、和肘管又處于電站的重要位置,為確保壓力管道和肘管混凝土澆筑飽滿密實，設(shè)計采用高流態(tài)自密實混凝土。高流態(tài)自密實混凝土施工在小灣水電站尚屬首例,根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行高流態(tài)自密實混凝土施工的模擬現(xiàn)場試驗。按壓力管道鋼襯段1：1的比例進(jìn)行模型試驗，對混凝土拌合物進(jìn)行填充性、間隙通過性的評價。試驗?zāi)康脑谟诳疾旎炷涟韬衔锔黜椫笜?biāo)對成型以后混凝土的影響；考察混凝土配合比的合理性。為高流態(tài)自密實混凝土施工提出指導(dǎo)性作用及提供施工依據(jù)。 2高流態(tài)自密實混凝土試驗 2.1目的及意義 1、確保高流態(tài)自密實混凝土澆筑密實飽滿，保證壓力鋼管和肘管的正常運(yùn)行； 2、根據(jù)實驗的澆筑情況，研究并確定壓力鋼管下部120和肘管底部

3、回填的澆筑方法； 3、根據(jù)實驗選用適用的級配及適當(dāng)?shù)呐浜媳龋?4、根據(jù)1：1模型試驗，進(jìn)行高流態(tài)自密實混凝土的填充性、間隙通過性和抗離析性的評價。 5、根據(jù)生產(chǎn)性試驗為壓力鋼管襯砌混凝土和肘管底部回填混凝土澆筑施工創(chuàng)造條件。 2.2混凝土試驗內(nèi)容 根據(jù)設(shè)計要求，進(jìn)行壓力鋼管標(biāo)準(zhǔn)段混凝土襯砌1：1模型實驗，即：混凝土襯砌后直徑為8.5m，角度為120，最小襯砌厚度為0.7m，配筋與設(shè)計配筋相同。高流態(tài)自密實混凝土由混凝土拌和系統(tǒng)拌制，混凝土攪拌運(yùn)輸車運(yùn)送，現(xiàn)場入倉采用HBT60泵泵送入倉。然后進(jìn)行拆模檢查，鉆心取樣等檢查高流態(tài)自密實混凝土的填充性和密實性。 2.2.1混凝土拌和試驗 配合比編碼水

4、膠比粉煤灰摻量減水劑摻量砂率單方材料用量（kg/m3）水水泥粉煤灰減水劑引氣劑砂小石中石HPC-C-010.37300.9521783321424.2720.019872805HPC-C-020.38300.8481703161353.6080.018844503412 在高流態(tài)自密實混凝土試驗澆筑前，先在拌和樓進(jìn)行高流態(tài)自密實混凝土拌和實驗，上表配合比按拌和時間120s、180s、210s、240s進(jìn)行攪拌,并對攪拌工藝進(jìn)行評判：目測外觀是否均勻，實測含氣量、容重是否符合設(shè)計要求，然后根據(jù)實驗進(jìn)行調(diào)整。 2.2.2混凝土工作性的檢測 包括填充性檢測、間隙通過性檢測(L型儀)、抗離析性檢測（L

5、型儀）。填充性檢測含塌落擴(kuò)展度、T500流動時間檢測，檢測指標(biāo)按設(shè)計要求執(zhí)行。 2.2.3混凝土塌落擴(kuò)展度損失實驗 在高流態(tài)自密實混凝土運(yùn)輸過程中，根據(jù)運(yùn)輸距離、環(huán)境因素、泵送入倉方式等對塌落擴(kuò)展度、間隙通過性、T500的損失情況進(jìn)行檢測，根據(jù)檢測情況再進(jìn)行調(diào)整配合比。 2.2.4混凝土級配對自密實混凝土密實度的影響實驗 對每種級配混凝土上表面鉆芯取樣取三組，鉆頭直徑100mm，芯樣長度100mm，首先觀察石子的均勻情況，然后測量表面砂漿層的厚度，其厚度宜小于15mm。澆筑前，須在內(nèi)側(cè)模板上作標(biāo)記，防止鉆到鋼筋。 對一級配和二級配高流態(tài)自密實混凝土進(jìn)行對比分析，最終決定壓力鋼管襯砌混凝土和肘管

6、底部回填混凝土選用何種級配。 2.2.5混凝土密實度對比及強(qiáng)度實驗 1、現(xiàn)場每種級配取三組標(biāo)準(zhǔn)實驗塊進(jìn)行3天、7天、28天抗壓強(qiáng)度實驗。 2、拆模后每種級配混凝土進(jìn)行三組鉆芯取樣測試抗壓強(qiáng)度。 2.2.6模型試驗成果的分析研究 在進(jìn)行以上試驗過程中，應(yīng)對高流態(tài)自密實混凝土的施工工藝和方法，以及影響施工質(zhì)量的關(guān)鍵工序進(jìn)行分析總結(jié)，為壓力鋼管襯砌混凝土和肘管底部回填混凝土的施工積累經(jīng)驗。 2.2.7混凝土拌合物性能檢測 經(jīng)對混凝土配合比多次調(diào)整測得的混凝土拌合物性能見下表 水膠比總膠凝材料kg/m3粉煤灰摻量%減水劑摻量%引氣劑摻量擴(kuò)展度mmL儀試驗%H2/H17天抗壓強(qiáng)度MPa室內(nèi)現(xiàn)場室內(nèi)現(xiàn)場室

7、內(nèi)現(xiàn)場0.38472350.90.76206209298.923.336.1 說明：L型儀試驗結(jié)果為98.9%，即是指混凝土拌合物停止流動以后，通過L型儀的拌合物高度H2與未通過L型儀的拌合物高度H的比值自密實混凝土設(shè)計與施工指南（CCES02-2022）（以下簡稱指南）要求不小于80。 2.2.8現(xiàn)場拌合試驗 一級配和二級配高流態(tài)自密實混凝土根據(jù)大綱要求在拌和樓上進(jìn)行拌和物外觀目測試驗。拌和120s的時間時骨料與膠凝材料分布不均勻，骨料上膠凝材料較少或未包裹；拌和180s時骨料與膠凝材料基本攪拌均勻，看起來流動性稍差（跟室內(nèi)試驗比較）；拌和300s時混凝土外觀較黏稠，流動性好，骨料與膠凝材料

8、分布均勻。 2.2.9現(xiàn)場澆筑試驗 1、根據(jù)現(xiàn)場澆筑情況看，混凝土流動性較好，整個倉面在無需振搗，完全靠自重情況下，就能處于水平狀態(tài)；在底部模板完全覆蓋之后，級配自密實混凝土在一側(cè)下料時，能從模板底部流向另一側(cè)，像水在連通器中一樣。 2、高流態(tài)自密實混凝土保水性較好，模板之間的小縫沒有水泥漿和泌水流出； 3、側(cè)壓力、上浮力較大，初凝時間比常態(tài)混凝土長得多； 4、級配混凝土的流動性比級配差，底模被覆蓋后混凝土不能從一側(cè)流向另一側(cè)。 2.2.10鉆芯取樣 對拆模后的高流態(tài)混凝土進(jìn)行鉆芯取樣，芯樣如下表所述： 鉆芯取樣描述芯樣一芯樣二芯樣三芯樣四骨料分布均勻，成形密實，表面浮漿層厚10mm，最大氣孔

9、直徑4mm。取樣部位為底拱中部。骨料分布均勻，成形密實，表面浮漿層厚不明顯，周邊氣孔較少，最大氣孔直徑3mm。骨料分布均勻，成形密實，表面浮漿層厚不明顯，周邊光滑，無大氣孔。骨料分布均勻，成形密實，表面浮漿層厚30mm，有少許直徑為1mm的氣孔。頂面。 說明：表中所列的擴(kuò)展度和L儀試驗均為入倉前檢測結(jié)果；混凝土抗凍、抗?jié)B、抗拉、極限拉伸、彈性模量試驗成果待報。 2.2.11拆模后表面情況及分析 1、拆模以后整體外觀較好。 2、底拱頂面部位，混凝土表面局部因泌水出現(xiàn)波紋狀，同時混凝土難以排氣導(dǎo)致表面有少量氣孔。 2.2.12實驗結(jié)論 混凝土拌合物嚴(yán)格按照141試驗室提供的配合比執(zhí)行，但是出機(jī)口檢

10、測混凝土拌合物各項指標(biāo)與試驗室所得到的結(jié)果差異較大；運(yùn)輸?shù)絺}面的混凝土塌落擴(kuò)展度與出機(jī)口及L儀試驗檢測結(jié)果均較出機(jī)口好，塌落擴(kuò)展度甚至有超出出機(jī)口所測得結(jié)果，分析原因：混凝土運(yùn)輸過程中不斷攪拌，減水劑得到充分分散。 混凝土7天抗壓強(qiáng)度達(dá)到36.1MPa,已經(jīng)滿足了設(shè)計要求，室內(nèi)試驗同樣已經(jīng)證實了振搗成形與自密實成形的混凝土在強(qiáng)度上無質(zhì)的差異；試驗再次證實了未經(jīng)振搗，僅依靠混凝土自重成型的混凝土?xí)r可以滿足設(shè)計要求的。免費(fèi)。 從芯樣看，鉆芯得到的芯樣整體情況較好，骨料分部均勻，未出現(xiàn)分離現(xiàn)象，漿液包裹骨料充分，整體澆筑密實。對于芯樣表面出現(xiàn)的氣孔，通過調(diào)整引氣劑摻量，加快入倉速度、連續(xù)澆筑等手段是

11、可以盡量避免的。 本次自密實混凝土模擬施工的試驗整體澆筑情況達(dá)到了預(yù)期自密實的效果。對以后自密實混凝土施工具有指導(dǎo)意義。 3高流態(tài)自密實混凝土在壓力管道鋼襯段的應(yīng)用 小灣水電站引水發(fā)電系統(tǒng)的壓力管道鋼襯段斷面布置28雙層環(huán)向主筋，16單層縱向分布筋，雙層環(huán)向主筋之間間距為5cm，與壓力管道鋼襯鋼板壁面距離為3.5cm，以及底部尚有各種排水管道。采用常態(tài)混凝土澆筑難于滿足該部位襯砌混凝土的技術(shù)要求，根據(jù)設(shè)計要求采用高流態(tài)自密實混凝土對底部120襯砌混凝土施工，120以上部位再用常態(tài)混凝土進(jìn)行襯砌。本節(jié)只對高流態(tài)自密實混凝土底部120襯砌混凝土施工進(jìn)行論述。 3.1混凝土施工程序流程 壓力管道鋼襯

12、混凝土施工程序：壓力鋼管安裝結(jié)束并驗收合格建基面清理測量放樣全斷面鋼筋綁扎預(yù)埋件、預(yù)埋管安裝堵頭模立?；炷翝仓?。 3.2混凝土分層 鋼襯段混凝土底部120范圍采用高流態(tài)自密實混凝土澆筑，上部拱240范圍采用C20常態(tài)混凝土澆筑。 3.3模板方案 壓力管道鋼襯段的堵頭模板采用30mm拼裝木模，圍檁采用58cm方木，再用48鋼管背撐進(jìn)行整體加固，同時用拉筋和斜撐進(jìn)行固定。在澆筑段泵管進(jìn)入堵頭模板頂部預(yù)留缺口，作混凝土輸送管和進(jìn)人通道。 3.4混凝土入倉方法 壓力鋼管鋼襯段下部120高流態(tài)自密實混凝土澆筑采用6m3攪拌車經(jīng)2#施工支洞或9#施工支洞運(yùn)輸至鋼襯段各工作面，再采用HBT60混凝土拖泵從

13、兩邊泵送混凝土入倉。 3.2襯砌混凝土施工 壓力管道鋼襯段襯砌混凝土施工工序主要包括建基面清理、測量放樣，插筋施工、鋼筋制安、立模、相關(guān)埋件安裝、混凝土澆筑、縫面處理及混凝土養(yǎng)護(hù)等。 混凝土施工工藝：清基、沖洗測量放線鋼筋綁扎排水盲溝管安裝立模、校模倉位驗收混凝土澆筑養(yǎng)護(hù) 1、基礎(chǔ)面清理 襯砌混凝土澆筑前采用人工對倉面進(jìn)行浮渣清除，并用高壓水將倉面沖洗干凈，并排干倉內(nèi)積水。 2、測量放線 由于鋼管安裝后倉面空間有限，在鋼管安裝前需對架立筋進(jìn)行布設(shè)。 在分塊樁號的兩端站立筋上用測量放控制點(diǎn)，用紅油漆標(biāo)注出結(jié)構(gòu)鋼筋底部高程和結(jié)構(gòu)邊線，并做好明顯標(biāo)記，焊接縱向架立筋，用以支承和固定結(jié)構(gòu)鋼筋。 3、鋼

14、筋安裝 鋼筋由鋼筋廠加工制作，編號掛牌運(yùn)至工作面，人工綁扎成型。在架立筋上用粉筆分出間距，按先綁扎環(huán)向鋼筋，然后縱向分布筋，鋼筋端頭的位置拉線控制，嚴(yán)格按鋼筋施工規(guī)范施工。鋼筋接頭和錯位應(yīng)符合設(shè)計規(guī)范要求；28的主鋼筋采用滾壓直螺紋機(jī)械連接或焊接，16的分布鋼筋采用搭接綁扎，長度35d，嚴(yán)格按鋼筋施工規(guī)范施工。鋼筋接頭和錯位應(yīng)符合設(shè)計規(guī)范要求。鋼筋穿過施工縫，縫面按規(guī)范處理 4、埋件埋設(shè) 壓力鋼管鋼襯段的預(yù)埋件主要包括止水帶、排水管、排水盲溝管、接地扁鋼及監(jiān)測儀器等。 壓力鋼管內(nèi)側(cè)環(huán)向排水管（10環(huán)向輕型槽鋼）在鋼管安裝前已先在金結(jié)加工廠焊接完成，鋼管安裝完成后，內(nèi)側(cè)環(huán)向排水管通過采用排水支管

15、（DN50）分別連接襯砌內(nèi)側(cè)、和序排水主管（DN100），主排水管引至廠房第三層排水洞。 外側(cè)環(huán)向排水管（MF7塑料盲溝管）沿巖壁設(shè)置，盲溝管采用土釘固定于巖壁，盲溝管通過排水支管（DN50）連接襯砌外側(cè)排水主管（DN100），主排水管引至廠房第三層排水洞。 預(yù)埋件嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙的要求進(jìn)行加工和安裝，在混凝土澆筑過程中采取保護(hù)措施，防止預(yù)埋件被損壞。 5、模板安裝 鋼筋綁扎完并驗收合格后，即可進(jìn)行底拱的堵頭側(cè)模立模。 6、澆筑前準(zhǔn)備和驗倉 襯砌混凝土澆筑準(zhǔn)備主要有混凝土導(dǎo)管、溜筒的架設(shè)、清倉沖洗、振搗設(shè)備和混凝土泵車就位等。 a、混凝土導(dǎo)管架設(shè) 澆筑底部時采用泵管搭在預(yù)先焊好的鋼筋架上，鋼筋

16、架固定在邊拱上，并與底拱鋼筋焊接(導(dǎo)管及支架嚴(yán)禁與模板支撐系統(tǒng)接觸)。兩側(cè)邊墻分料點(diǎn)各為一個，下料口不足時，現(xiàn)場進(jìn)行增加。 B、倉面清洗 采用高壓水槍對倉面進(jìn)行沖洗，倉內(nèi)沖洗積水用小潛水泵抽出倉外；沖洗干凈后，用棉紗將倉面內(nèi)的水蘸干。堵頭模兩側(cè)要注意采取堵水和排水，防止外水進(jìn)入倉內(nèi)。 C、泵車及照明設(shè)施就位 混凝土導(dǎo)管架設(shè)后，混凝土泵車就位，檢查導(dǎo)管與泵車連接是否牢固。倉面照明1000KV鏑燈及36V低壓燈入倉使用，所有照明及設(shè)備加設(shè)漏電保護(hù)器。 D、開倉驗收 倉面驗收前，首先由作業(yè)班組自檢，要搞好模板堵縫、加固系統(tǒng)檢查、模板平整度檢查，測量配合校正模板及分縫堵頭模，提交測量資料。各施工工序在完成后，施工隊技術(shù)人員二檢檢查，合格后再由施工隊技術(shù)員配合質(zhì)檢人員進(jìn)行三檢，并按照監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的有關(guān)表格內(nèi)容（基礎(chǔ)、模板、鋼筋、埋件）如實填寫，經(jīng)由質(zhì)檢員報監(jiān)理工程師申請驗收。免費(fèi)。各工序驗收通過，倉面準(zhǔn)備完成后，最后進(jìn)行開倉驗收和簽混凝土澆筑開倉證。 7、混凝土澆筑 由于底部120采用高流態(tài)自密實混凝土澆筑，該混凝土流動性較大，澆筑過程中呈水平面布置，不需人工振搗，采用平鋪法澆筑，分層厚度40cm以內(nèi)，對稱下料，高差小于40cm，澆筑時應(yīng)連續(xù)不間斷。下料口與澆筑面高度以15cm為佳，防止下料過程中混凝土料混入空氣難于