超缓凝混凝土施工总结

超缓凝水下桩基混凝土的研究与应用研究背景在一些大型桥梁工程中，为提高单桩的承载能力，桩的长度和横截面都较大，单桩所需灌注的混凝土方量较大,灌注时间较长，尤其是在炎热的夏季，必须把混凝土的初凝时间大大延长,才能保证一次灌注成功.在目前轨道交通建设中，尤其是在城市市区浅埋车站建设中，采用盖挖逆作法修建的车站越来越多。为了解决中间桩基安装钢管柱的问题，目前较为先进的HPE液压垂直插入钢管柱的施工工艺（如图1-1所示），该施工工艺在灌注桩混凝土浇灌完成后能一次性将钢管柱垂直插入到混凝土中，就对混凝土的性能提出了很高的要求。考虑插入钢管的需要,灌注桩的混凝土要有一定缓凝时间，但由于工期的限制，一般终凝时间不大于60小时，同时要求混凝土运输至插入钢管柱时间段内混凝土的坍落度不少于12cm，考虑到施工过程所持续的时间，为了保证钢管的顺利插入，对混凝土的坍落度提出了更高的要求,混凝土18小时后坍落度不少于12cm.缓凝剂是一种能延长混凝土凝结时间的外加剂，缓凝剂主要是用于延缓水泥的水化硬化速度，以使新拌混凝土在较长时间内保持塑性.缓凝剂对新拌混凝土性能的影响主要有：延缓混凝土初终凝时间；降低水化放热速率；降低塌落度损失。从强度的发展来看,掺入缓凝剂，混凝土1天、3天强度要低,但后期强度没有明显的影响，如果掺量过大,则由于水分的蒸发和散失会对混凝土强度造成永久性不可恢复的影响。1—1HPE液压垂直插入钢管柱的施工工艺普通商品混凝土缓凝剂，由于具有引入空气的性质，掺量过多会引起混凝土强度的降低和硬化不良,且缓凝时间较短,一般不能用于需长时间延续混凝土凝结的地方,较好的普通缓凝剂初凝时间差不多8-10小时,很难达到保坍时间较长的效果。但超缓凝剂却不然，超缓凝剂即为能较长时间延缓混凝土的凝结,其缓凝时间可以根据掺量来人为控制，而且混凝土在较长的时间内塌落度损失较小，一般终凝时间在50个小时以上。其缓凝效果显著，落度经时损失小,混凝土缓凝时间可达60～80h ，有效降低了混凝土的水化温升.研究的难点及主要内容研究的难点超缓凝混凝土一般用于大体积混凝土工程,一般对保坍这方面要求不是很高,只是对混凝土的凝结时间有着明确的要求。影响混凝土坍落度损失的因素很多，各种原材料质量的波动以及天气的变化都会引起混凝土坍落度损失，要想在很长的一段时间内对混凝土坍落度进行量化比较难度。混凝土凝结时间的影响因素取决于水泥的凝结时间、化学外加剂中缓凝组分的掺量、矿物掺合料的掺量和反应活性，而且化学外加剂对混凝土凝结时间的影响与温度联系比较紧密，要想利用试验结果指导实际生产,确保混凝土坍落度和凝结时间的稳定存在一定的难度。本试验的具体的技术难点如下：①混凝土18小时后坍落度要不小于120mm。②混凝土终凝时间不超过60小时。由于这两种性能之间存在紧密的联系，保坍时间较长，凝结时间也会有所增加，如何协调两个条件是本试验中的难点。2.主要研究内容超缓凝混凝土的配置成功的关键在于原材料的选择和混凝土配合比,本试验主要从以下几个方面展开研究。超缓凝化学外加剂的选择选择满足试验要求的胶凝材料，并测量胶凝材料的凝结时间超缓凝混凝土配合比设计，对新拌混凝土的和易性，坍落度损失情况和凝结时间进行测定,确定满足要求的最佳配合比。硬化混凝土力学性能试验，通过与普通基准混凝土的进行对比分析,研究缓凝剂对混凝土后期强度的发展的影响。创新点混凝土18小时后坍落度仍不小于120mm详细的科学研究内容4.1技术线路对于该工艺对混凝土的特殊要求，混凝土终凝时间为72小时，新拌混凝土塌落度18小时后仍能达到120mm,一般的缓凝剂根本不能满足要求.为实现这一目标，我们采用两种途径来共同完成：一种是选择合理配合比，使用大掺量矿物掺合料来延缓胶凝材料的水化速度，从而延长混凝土的凝结时间；另外是选择一种性能优良的超缓凝剂。4.2超缓凝混凝土的试验研究4.2。1原材料及其性能1.水泥华新P·O42。5水泥属于中低热水泥，水泥熟料中硅酸三钙含量比较少，水化速度相对较慢，28天强度发展正常.具体的各项物理性能指标如表4—1所示.表4—1华新水泥各项物理性能指标细度/％标准稠度用水/g凝结时间/min强度/MPa安定性0.4～1。2123初凝：140～1603d：5.9/27。3合格终凝:220～25028d:8。9/51。22.粉煤灰：粉煤灰是由燃煤热电厂烟道中收集的一种粉状材料。汉川II级灰需水量比较小,活性较高,较其它地区粉煤灰性能较优越。具体的性能指标见表4—2所示。表4-2汉川粉煤灰物理性能指标细度（％）需水量比（%）烧失量(%）—含量（％）Cl10~1593～951。0～2。00。0073.矿粉磨细矿粉是指在高炉炼铁过程中排出的非金属矿物熔渣，通过粉磨所得到的一种粉状物料。磨细矿粉的化学组成主要是一些氧化物（氧化钙、二氧化硅、氧化铝、氧化镁和氧化铁），矿渣的化学组成与硅酸盐水泥较接近。我公司新型建材厂粉末的矿渣属于S95级矿粉,活性指数较高，需水量比较小，具体的性能指标见表4-3所示。Cl-含量(%）0.018

表4-3矿粉物理性能指标比表面积（m2/kg) 需水量比（％)395～405 90～95

活性指数（％）96～994.骨料骨料是混凝土重要组成材料之一，它约占混凝土总体积的3/4以上.骨料的级配直接影响到混凝土的和易性。对于混凝土用砂最好选用中砂，对于普通标号混凝土采用5—31.5㎜的连续级配的粗骨料。本试验中我们选用巴河的河砂,属II区中砂，含泥量较低;石头选用乌龙泉碎石，石头粒径为5—31。5mm的连续级配。砂石的物理性能指标具体见表4—4、表4—5所示.4—4砂的物理性能指标含泥量（%） 泥块含量（％) 细度模数 Cl-含量（%）0.6～1。1 0。1～0。2 2。6～2.8 0。007表4—5石的物理性能指标含泥量（％） 泥块含（%)针片状颗粒总含（%）Cl-含（%）压碎指(％）0.2～0。4 0。1～0。2 8 0。007 95。外加剂:根据混凝土的凝结时间和保塑效果，外加剂选用超缓凝剂与聚羧酸高效减水剂。在胶凝材料水化过程中，缓凝剂在水泥颗粒表面形成一层不溶性质的膜层，阻止水泥颗粒与水的进一步接触，延缓水泥的水化反应。缓凝剂的主要作用是调整新拌混凝土的初、终凝时间，延缓水泥水化放热速度，减轻或者抑制高效减水剂所引起混凝土的坍落度损失.本试验中我们选用三种超缓凝减水剂。这三家是国内生产外加剂的知名企业，对高效减水剂和缓凝剂的研制技术比较成熟，为提高混凝土的质量保证率，我们在试验中采用这两家的产品。表6两种产品的性能指标品种固含量减水率水泥净浆流动度含气量％博特21%30％260mm2。7西卡22.2%30％260mm2。5迈地21%30％250mm3。0其中西卡外加剂超缓凝机采用外掺方式加入，减水剂和缓凝剂如图4-1.缓凝

4—1西卡外加剂4。剂2。2超缓凝试验配合比设计4。2.3试配结果聚羧酸减水剂4.2。4超缓凝混凝土中试工程技术应用中南路站是地铁二号线与地铁四号线合设车站，为地下二层车站，车站总长290m，标准段宽42.90m，盾构加宽段为47。1m，车站总建筑面积为30804。56m2，主体建筑面积为27720。36m2。车站共设置6个出入口，3组风亭、风道。标准段基坑开挖深度为16m,端头井段开挖深度为17。7m，顶板覆土厚度约为2.5～3m。车站周边建筑物群立，车流、人流众多，属繁华商业区之一，地下各类管网密布，为施工复杂地段。中间桩基施工采用先进的HPE液压垂直插入钢管柱的施工工艺,此种超缓凝水下混凝土桩基共147根，累计方量约20000m3，考虑插入钢管的需要,灌注桩的混凝土