第頁共頁高流態自密實混凝土實驗與施工中的應用(圖文)論文導讀：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，設計采用高流態自密實混凝土。高流態自密實混凝土施工在小灣水電站尚屬首例,根據設計要求進行高流態自密實混凝土施工的模擬現場試驗。根據設計要求，進行壓力鋼管標準段混凝土襯砌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，配筋與設計配筋相同。關鍵詞：高流態，自密實混凝土，實驗，施工應用，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混凝土不易填滿的部位。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，設計采用高流態自密實混凝土。高流態自密實混凝土施工在小灣水電站尚屬首例,根據設計要求進行高流態自密實混凝土施工的模擬現場試驗。按壓力管道鋼襯段1：1的比例進行模型試驗，對混凝土拌合物進行填充性、間隙通過性的評價。試驗目的在于考察混凝土拌合物各項指標對成型以后混凝土的影響；考察混凝土配合比的合理性。為高流態自密實混凝土施工提出指導性作用及提供施工依據。2高流態自密實混凝土試驗2.1目的及意義1、確保高流態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行；2、根據實驗的澆筑情況，研究并確定壓力鋼管下部120和肘管底部回填的澆筑方法；3、根據實驗選用適用的級配及適當的配合比；4、根據1：1模型試驗，進行高流態自密實混凝土的填充性、間隙通過性和抗離析性的評價。5、根據生產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造條件。2.2混凝土試驗內容根據設計要求，進行壓力鋼管標準段混凝土襯砌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，配筋與設計配筋相同。高流態自密實混凝土由混凝土拌和系統拌制，混凝土攪拌運輸車運送，現場入倉采用HBT60泵泵送入倉。然后進行拆模檢查，鉆心取樣等檢查高流態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-010.37300.9521783321424.2720.019872805－HPC-C-020.38300.8481703161353.6080.018844503412在高流態自密實混凝土試驗澆筑前，先在拌和樓進行高流態自密實混凝土拌和實驗，上表配合比按拌和時間120s、180s、210s、240s進行攪拌,并對攪拌工藝進行評判：目測外觀是否均勻，實測含氣量、容重是否符合設計要求，然后根據實驗進行調整。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型儀）。填充性檢測含塌落擴展度、T500流動時間檢測，檢測指標按設計要求執行。2.2.3混凝土塌落擴展度損失實驗在高流態自密實混凝土運輸過程中，根據運輸距離、環境因素、泵送入倉方式等對塌落擴展度、間隙通過性、T500的損失情況進行檢測，根據檢測情況再進行調整配合比。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，須在內側模板上作標記，防止鉆到鋼筋。對一級配和二級配高流態自密實混凝土進行對比分析，最終決定壓力鋼管襯砌混凝土和肘管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度實驗1、現場每種級配取三組標準實驗塊進行3天、7天、28天抗壓強度實驗。2、拆模后每種級配混凝土進行三組鉆芯取樣測試抗壓強度。2.2.6模型試驗成果的分析研究在進行以上試驗過程中，應對高流態自密實混凝土的施工工藝和方法，以及影響施工質量的關鍵工序進行分析總結，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驗。2.2.7混凝土拌合物性能檢測經對混凝土配合比多次調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%引氣劑摻量擴展度mmL儀試驗%H2/H17天抗壓強度MPa室內現場室內現場室內現場0.38472350.90.76206209298.923.336.1說明：L型儀試驗結果為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H１的比值《自密實混凝土設計與施工指南》（CCES02-2004）（以下簡稱《指南》）要求不小于80％。2.2.8現場拌合試驗一級配和二級配高流態自密實混凝土根據大綱要求在拌和樓上進行拌和物外觀目測試驗。①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；②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（跟室內試驗比較）；③拌和300s時混凝土外觀較黏稠，流動性好，骨料與膠凝材料分布均勻。2.2.9現場澆筑試驗1、根據現場澆筑情況看，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；在底部模板完全覆蓋之后，Ⅰ級配自密實混凝土在一側下料時，能從模板底部流向另一側，像水在連通器中一樣。2、高流態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、側壓力、上浮力較大，初凝時間比常態混凝土長得多；4、Ⅱ級配混凝土的流動性比Ⅰ級配差，底模被覆蓋后混凝土不能從一側流向另一側。2.2.10鉆芯取樣對拆模后的高流態混凝土進行鉆芯取樣，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：表中所列的擴展度和L儀試驗均為入倉前檢測結果；混凝土抗凍、抗滲、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波紋狀，同時混凝土難以排氣導致表面有少量氣孔。2.2.12實驗結論混凝土拌合物嚴格按照141試驗室提供的配合比執行，但是出機口檢測混凝土拌合物各項指標與試驗室所得到的結果差異較大；運輸到倉面的混凝土塌落擴展度與出機口及L儀試驗檢測結果均較出機口好，塌落擴展度甚至有超出出機口所測得結果，分析原因：混凝土運輸過程中不斷攪拌，減水劑得到充分分散。混凝土7天抗壓強度達到36.1MPa,已經滿足了設計要求，室內試驗同樣已經證實了振搗成形與自密實成形的混凝土在強度上無質的差異；試驗再次證實了未經振搗，僅依靠混凝土自重成型的混凝土時可以滿足設計要求的。免費。從芯樣看，鉆芯得到的芯樣整體情況較好，骨料分部均勻，未出現分離現象，漿液包裹骨料充分，整體澆筑密實。對于芯樣表面出現的氣孔，通過調整引氣劑摻量，加快入倉速度、連續澆筑等手段是可以盡量避免的。本次自密實混凝土模擬施工的試驗整體澆筑情況達到了預期自密實的效果。對以后自密實混凝土施工具有指導意義。3高流態自密實混凝土在壓力管道鋼襯段的應用小灣水電站引水發電系統的壓力管道鋼襯段斷面布置28雙層環向主筋，16單層縱向分布筋，雙層環向主筋之間間距為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。采用常態混凝土澆筑難于滿足該部位襯砌混凝土的技術要求，根據設計要求采用高流態自密實混凝土對底部120襯砌混凝土施工，120以上部位再用常態混凝土進行襯砌。本節只對高流態自密實混凝土底部120襯砌混凝土施工進行論述。3.1混凝土施工程序流程壓力管道鋼襯混凝土施工程序：壓力鋼管安裝結束并驗收合格建基面清理測量放樣全斷面鋼筋綁扎預埋件、預埋管安裝堵頭模立模混凝土澆筑。3.2混凝土分層鋼襯段混凝土底部120范圍采用高流態自密實混凝土澆筑，上部拱240范圍采用C20常態混凝土澆筑。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鋼管背撐進行整體加固，同時用拉筋和斜撐進行固定。在澆筑段泵管進入堵頭模板頂部預留缺口，作混凝土輸送管和進人通道。3.4混凝土入倉方法壓力鋼管鋼襯段下部120高流態自密實混凝土澆筑采用6m3攪拌車經2#施工支洞或9#施工支洞運輸至鋼襯段各工作面，再采用HBT60混凝土拖泵從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、相關埋件安裝、混凝土澆筑、縫面處理及混凝土養護等。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護1、基礎面清理襯砌混凝土澆筑前采用人工對倉面進行浮渣清除，并用高壓水將倉面沖洗干凈，并排干倉內積水。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行布設。在分塊樁號的兩端站立筋上用測量放控制點，用紅油漆標注出結構鋼筋底部高程和結構邊線，并做好明顯標記，焊接縱向架立筋，用以支承和固定結構鋼筋。3、鋼筋安裝鋼筋由鋼筋廠加工制作，編號掛牌運至工作面，人工綁扎成型。在架立筋上用粉筆分出間距，按先綁扎環向鋼筋，然后縱向分布筋，鋼筋端頭的位置拉線控制，嚴格按鋼筋施工規范施工。鋼筋接頭和錯位應符合設計規范要求；28的主鋼筋采用滾壓直螺紋機械連接或焊接，16的分布鋼筋采用搭接綁扎，長度35d，嚴格按鋼筋施工規范施工。鋼筋接頭和錯位應符合設計規范要求。鋼筋穿過施工縫，縫面按規范處理4、埋件埋設壓力鋼管鋼襯段的預埋件主要包括止水帶、排水管、排水盲溝管、接地扁鋼及監測儀器等。壓力鋼管內側環向排水管（[10環向輕型槽鋼）在鋼管安裝前已先在金結加工廠焊接完成，鋼管安裝完成后，內側環向排水管通過采用排水支管（DN50）分別連接襯砌內側Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ序排水主管（DN100），主排水管引至廠房第三層排水洞。外側環向排水管（MF7塑料盲溝管）沿巖壁設置，盲溝管采用土釘固定于巖壁，盲溝管通過排水支管（DN50）連接襯砌外側排水主管（DN100），主排水管引至廠房第三層排水洞。預埋件嚴格按照設計圖紙的要求進行加工和安裝，在混凝土澆筑過程中采取保護措施，防止預埋件被損壞。5、模板安裝鋼筋綁扎完并驗收合格后，即可進行底拱的堵頭側模立模。6、澆筑前準備和驗倉襯砌混凝土澆筑準備主要有混凝土導管、溜筒的架設、清倉沖洗、振搗設備和混凝土泵車就位等。a、混凝土導管架設澆筑底部時采用泵管搭在預先焊好的鋼筋架上，鋼筋架固定在邊拱上，并與底拱鋼筋焊接(導管及支架嚴禁與模板支撐系統接觸)。兩側邊墻分料點各為一個，下料口不足時，現場進行增加。B、倉面清洗采用高壓水槍對倉面進行沖洗，倉內沖洗積水用小潛水泵抽出倉外；沖洗干凈后，用棉紗將倉面內的水蘸干。堵頭模兩側要注意采取堵水和排水，防止外水進入倉內。C、泵車及照明設施就位混凝土導管架設后，混凝土泵車就位，檢查導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，所有照明及設備加設漏電保護器。D、開倉驗收倉面驗收前，首先由作業班組自檢，要搞好模板堵縫、加固系統檢查、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，施工隊技術人員二檢檢查，合格后再由施工隊技術員配合質檢人員進行三檢，并按照監理工程師批準的有關表格內容（基礎、模板、鋼筋、埋件）如實填寫，經由質檢員報監理工程師申請驗收。免費。各工序驗收通過，倉面準備完成后，最后進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，對稱下料，高差小于40cm，澆筑時應連續不間斷。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