重混凝土的配合比設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用實(shí)例

重混凝土的配合比設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用[摘要]：本文結(jié)合***（***）重工有限公司70m外塢門工程中重混凝土施工的工程實(shí)踐，介紹了重混凝土的配合比設(shè)計(jì)、工作性調(diào)整、長距離泵送的方法及施工質(zhì)量的控制要點(diǎn)，供同行參考。[關(guān)鍵詞]：重混凝土容重配合比設(shè)計(jì)泵送技術(shù)0引言重混凝土又稱防輻射混凝土，它能有效地屏蔽各種射線和中子的輻射，是原子能反應(yīng)堆、粒子加速器及其他含放射性源裝置常用的防護(hù)材料。這種混凝土容重比普通混凝土大得多，在2700-4500kg/m3間，正是利用其容重大的優(yōu)點(diǎn)，常常在其他領(lǐng)域得到了應(yīng)用，本文結(jié)合***（***）重工有限公司70m外塢門工程中重混凝土施工的工程實(shí)踐，介紹了重混凝土的配合比設(shè)計(jì)、工作性調(diào)整、長距離泵送的方法及施工質(zhì)量控制要點(diǎn)，供同行參考。1工程概況***（***）重工有限公司是***控股有限公司投資的外商獨(dú)資企業(yè)。公司坐落于***市國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，占地面積327547平方米，長江深水岸線735米，在建大型船塢290米*68米，外塢門為70米*7.92米，該工程由*****設(shè)計(jì)研究院工程有限公司設(shè)計(jì)，***市****建筑安裝工程有限公司施工，重混凝土由******部混凝土有限公司提供。70米外塢門的壓載設(shè)計(jì)采用重混凝土，要求容重為4000kg/m3，重混凝土厚度為1100mm，數(shù)量約420m3，強(qiáng)度等級為C20，泵送混凝土，泵送水平距離約100m，泵送向下垂直距離約18m。2技術(shù)難點(diǎn)2.1要求容重為4000kg/m3，不能小，也不能過大。如果容重小了就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，塢門就有浮起的隱患；如果容重過大，首先是成本過高，其次與其他部位的壓載不協(xié)調(diào)（主要是活動壓載）。2.2重混凝土結(jié)構(gòu)斷面最小厚度達(dá)到1100mm，大于800mm，屬于大體積混凝土，對重混凝土由于溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力的原因可能會產(chǎn)生裂縫進(jìn)行防范。2.3長水平距離和超長向下垂直距離泵送重混凝土，極易產(chǎn)生重混凝土的離析。3重混凝土的配合比設(shè)計(jì)3.1原材料水泥：根據(jù)大體積混凝土選用水泥的要求，采用***臺泥水泥有限公司PⅡ52.5級硅酸鹽水泥，其性能見表1，所測項(xiàng)目符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》的技術(shù)要求。表1水泥物理性能細(xì)度安定性初凝時(shí)間終凝時(shí)間3天抗折強(qiáng)度28天抗折強(qiáng)度3天抗壓強(qiáng)度28天抗壓強(qiáng)度2.5%合格2h15min3h20min6.0MPa8.8MPa31.1MPaa60.1MPaa重骨料：由鐵質(zhì)骨料組成，包括各種小鋼段、小鋼塊、鐵砂、和切割鐵屑等，混合骨料的容重在5500kg/m3左右，小鋼段、小鋼塊的容重在7500kg/m3左右。粉煤灰：選用******粉煤灰開發(fā)有限公司Ⅱ級分選粉煤灰，其性能見表2，所測項(xiàng)目符合GB/T1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的技術(shù)要求。表2粉煤灰性能項(xiàng)目細(xì)度燒失量結(jié)果19%4.8%外加劑：選用江蘇***新材料股份有限公司生產(chǎn)的JM-10緩凝高效減水劑，其性能見表3，所測項(xiàng)目符合GB8076-1997《砼外加劑》的技術(shù)要求。表3JM-10緩凝高效減水劑性能減水率初凝時(shí)間差泌水率比3天抗壓強(qiáng)度比7天抗壓強(qiáng)度比28天抗壓強(qiáng)度比18.0%+130min25%141%135%133%3.2配合比設(shè)計(jì)確定水灰比重混凝土的抗壓強(qiáng)度取決于水泥的強(qiáng)度等級、水灰比、水泥砂漿的多少、骨料的吸水程度以及混凝土的搗實(shí)程度等，可以按照J(rèn)GJ55-2000《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行試計(jì)算，然后根據(jù)3天和7天抗壓強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整。確定水泥用量和用水量既要保證混凝土有足夠的塌落度，又要保證混凝土不離析，且有足夠的強(qiáng)度。在滿足水灰比（強(qiáng)度）的前提下，經(jīng)過試驗(yàn)確定水泥用量，然后根據(jù)水灰比確定用水量。確定摻和料的品種和摻量由于重混凝土結(jié)構(gòu)斷面最小厚度達(dá)到1100mm，大于800mm，屬于大體積混凝土，可能會因?yàn)闇囟葢?yīng)力和收縮應(yīng)力的原因產(chǎn)生裂縫，所以在可能的情況下盡量減少水泥用量，降低水化熱，從而對產(chǎn)生裂縫進(jìn)行預(yù)防。因此，采用摻加粉煤灰替代部分水泥來控制水化熱，達(dá)到減少裂縫的目的。3.2.4確定外加劑的品種和摻量根據(jù)混凝土的拌和物的工作性、現(xiàn)場施工情況和物理力學(xué)性能的要求，并通過試拌，確定外加劑的品種和摻量，本工程選用江蘇***新材料股份有限公司生產(chǎn)的JM-10緩凝高效減水劑，經(jīng)試拌測定性能能滿足重混凝土的各種要求。3.2.5計(jì)算重骨料的用量按照設(shè)計(jì)單位對重混凝土的容重要求，用絕對體積法根據(jù)水泥用量、用水量、粉煤灰的摻量、外加劑的摻量及其它們的表觀密度和重骨料的表觀密度計(jì)算出重骨料的用量。3.2.6試拌校正按上述計(jì)算的配合比進(jìn)行試拌，如果所拌的重混凝土拌和物的容重不大于規(guī)定的10%，則采用此配合比作為試拌拌和物的配合比，若大于10%或小于拌和物容重規(guī)定值，則需變動重骨料的用量，再行試拌，直到滿足要求為止。經(jīng)過大量試驗(yàn)認(rèn)為重骨料的摻量多少是重混凝土的容重大小的決定因素，其他材料如粉煤灰、泵送劑、水摻量的多少是重混凝土工作性（包括可泵性）的重要因素，水泥和水摻量的多少將決定重骨料混凝土抗壓強(qiáng)度大小。確定配合比運(yùn)用以上原材料，通過上述的計(jì)算方法，進(jìn)行了配合比的試驗(yàn)，綜合考慮了各種因素，最終確定了施工配合比見表4。表4重混凝土配合比原材料水泥重骨料粉煤灰水外加劑配合比160kg/mm33500kg//m3100kg/mm3315kg/mm33.4kg/mm33.3試驗(yàn)結(jié)果按照上述配合比配制的重混凝土的工作性能見表5、物理、力學(xué)性能見表6。表5混凝土工作性能混凝土性能塌落度/mm凝結(jié)時(shí)間/h:mmin初始30min60min初凝終凝結(jié)果20cm19cm18cm8h10min10h40minn表6物理、力學(xué)性能混凝土性能濕容重干容重3天抗壓強(qiáng)度28天抗壓強(qiáng)度結(jié)果4120kg//m34050kg//m36.6MPa24.3MPaa4施工質(zhì)量控制要點(diǎn)4.1配制重混凝土?xí)r應(yīng)準(zhǔn)確控制配合比中的各種材料的摻量，材料的重量偏差不得超過規(guī)范規(guī)定的要求。4.2由于重混凝土容重較大，因此在攪拌機(jī)和運(yùn)輸設(shè)備里的混凝土不宜過多，應(yīng)根據(jù)重混凝土容重的增大而相應(yīng)減少。4.3根據(jù)重混凝土工程特點(diǎn)、要求的最大輸送距離、最大輸出量及混凝土澆筑計(jì)劃等選擇合適的泵車。4.4混凝土輸送管的配管設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程、施工場地特點(diǎn)和澆筑方案進(jìn)行，輸送管的鋪設(shè)應(yīng)保證安全施工、便于清洗管道、排除故障和裝拆維修。特別是重混凝土，而且水平距離達(dá)到100m、垂直高度達(dá)到了18m，配管尤為重要。4.5振搗重混凝土要密實(shí)，澆筑厚度以20-25cm為宜，分層澆筑，分層振搗，振搗時(shí)間15s左右，以表面出現(xiàn)漿為準(zhǔn)。振搗時(shí)間過長會引起骨料的不均勻下沉，造成混凝土容重的不均勻分配。4.6根據(jù)重混凝土的凝結(jié)情況，應(yīng)適時(shí)用木抹子磨平搓毛，必要時(shí)用鐵滾筒壓兩遍以上，以防止產(chǎn)生表面的收縮裂縫。4.7重混凝土的養(yǎng)護(hù)也是十分關(guān)鍵的，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)可以減少由于水化熱的原因產(chǎn)生的溫度裂縫和收縮裂縫。5結(jié)束語5