高性能混凝土施工技术总结

高性能混凝土技术总结一、工程概况武汉****文化艺术中心****大剧院工程是由一个1800座大剧院、一个400座多功能厅、多个排练厅、汽车库、公共服务空间、交通辅助用房等组成的剧院建筑，总建筑面积65650m2，建筑总高度40.300m，建筑基底面积24543m2，地下一层，局部四层，地上六层。规模巨大，造型新颖，质量标准高，施工难度大，工期短，本工程高性能混凝土用量达65600m3，主要由办公区、舞台区、观众区、休息区四大块组成，设计有一道永久性伸缩缝及八道后浇带，最大一块面积达4500m2。同时，在舞台区及休息区设有劲性钢骨柱29根，其内混凝土采用了自密实细石混凝土。超长、超大面积及大体积混凝土是本工程结构的重要特色之一，其裂缝控制、混凝土的耐久性能也是本工程施工的重点与难点。二、高性能混凝土施工技术本工程混凝土最大输送距离达280m，最大输送高度为40m，为满足泵送混凝土和大剧院复杂特殊造型的施工要求，我们大量采用了高性能混凝土施工技术。针对本工程的需要，配制高性能混凝土时为了优选原材料和配合比，我们应用“双掺”技术，除提高混凝土的可泵性外，还有意识地预先通过试验确定低收缩率的混凝土配合比，同时减少水泥用量，降低混凝土的水化热和改善其收缩性能。2.1优选原材料选用优质的原材料，如底板施工中采用连续级配骨料，增大混凝土的密实度。严格控制混凝土出机和人泵坍落度，随不同施工阶段的设计要求与天气变化情况跟踪调整配合比，详见下表。原材料选用表应用部位水泥粗骨料细骨料拌和水地下室底板洋房42.5硅酸盐水泥碎石，粒径5~331.5mmm含泥量≤0.7%%中粗砂，细度模数数2.6~33.0含泥量≤0.6%自来水看台华新42.5硅酸盐水泥碎石，针片状颗粒粒含量≤6.9%压碎指标6.6%，含泥量≤0.7%中砂，细度模数22.5含泥量≤0.6%%自来水楼层板洋房42.5矿渣渣硅酸盐水泥泥碎石，粒径10~~20mmm，含泥量≤1%，针片状颗颗粒含量≤10%普通河砂，细度模模数2.5~332，含泥量≤1.2%自来水2.2采用“双掺技术在本工程施工中，地下室底板使用KFDN-SP8外加剂，看台楼层等混凝土结构根据具体情况，选用FDN-9000高效缓凝减水剂、FE—C2外加剂等，这些高效外加剂具有高减水率和良好的保塑性能。掺外加剂混凝土与基准混凝土的减水效应比较如图所示。掺外加剂混凝土与基准混凝土减水效应比较根据本工程的具体情况，我们分别选用武汉发电厂、湖北科能环保公司等的I级或Ⅱ级粉煤灰，采用粉煤灰这种活性的水硬性材料代替部分水泥，补充泵送混凝土中的细骨料，提高混凝土的抗渗性、耐久性和流动性，并改善其可泵性和降低水化热，从而提高混凝土的后期强度。2.3配合比选择混凝土的配合比决定了混凝土的强度、抗渗性、和易性、坍落度、水泥用量、水化热大小、初凝和终凝时间以及混凝土收缩率等性能指标。根据结构的不同特点和设计要求、气候条件，掺人粉煤灰的影响以及施工现场的生产管理状况，采用不同技术指标，由实验室试配确定。(1)地下室底板施工阶段根据现场条件，对底板混凝土提出以下指标：①坍落度12—14cm；②初凝时间6—8h；③掺加高效减水剂，超量掺加I级粉煤灰，减少水泥用量，降低水化热；④通过试验选定收缩率较小的配合比。为了确保混凝土具有高性能，我们提前对混凝土配合比进行了大量反复多次的试验，取得十几组试配数据，测试了不同配合比混凝土的收缩率及收缩与龄期的关系，并采用钢环试验方法测试混凝土的长期收缩情况。测定混凝土收缩率后，有意识地模拟浇筑一块混凝土试件进行试验，测试其温度变化和收缩率，确定了表2的配合比，其收缩率为0．12％0，且在14d后基本上不再收缩。实践证明，本配合比是成功的，用I级粉煤灰代替部分水泥，大大减少了水泥用量和降低了水化热，在确定了收缩率较小的配比后，据此收缩率确定底板分块的最大长度为45m，相邻块之间混凝土浇筑的时间间隔为14d。底板C35S8高性能混凝土配合比水胶比水泥（kg）I级粉煤灰（kg）砂（kg）石（kg）水（kg）减水剂（kg）0.353008076010951708.5(2)看台楼层选择不同的水泥和多种外加剂进行配合比试验研究，对外加剂的适应性进行对比试验，得出针对不同阶段和不同施工部位的优化配合比。看台采用FE—C2外加剂掺量为1．6％，Ⅱ级粉煤灰掺量为22％，既满足了混凝土的强度要求，又具有良好的可泵性和经济性。楼层采用FDN-9000高效缓凝减水剂和湖北科能环保公司的Ⅱ级粉煤灰得出的配合比，即：水泥：混合材：砂：石：水：外加剂=l：0．23：2．17：3．20：0．53：0．016，水泥、砂、石、水、粉煤灰、外加剂用量分别为332，722，1063，176，77，5．28/m3，水胶比0．4％，含砂率40．4％，坍落度145mm，质量密度2370kg／m3，初凝时间5—8h，终凝时间8—10h。2.4合理增加施工缝数量以改善约束条件在超大面积现浇底板、看台和楼层中，通过合理增加施工缝数量，降低了约束应力，减少了混凝土收缩，取得良好的效果。地下室底板为了有效控制混凝土底板的收缩变形，施工前经计算和研究，决定调整底板分块，将大块底板划分成小块进行施工，中间增加6条施工缝，把整个底板划分成16小块，每块长度基本上控制在30m内，底板后浇带按设计要求采用橡胶止水片，施工缝和侧墙后浇带及外墙水平施工缝采用钢板止水片。后浇带、施工缝采用新型永久性模板——快易收口网。后浇带待其两侧混凝土龄期达2个月后再施工，采用比设计高一等级的微膨胀混凝土浇筑。底板混凝土的浇注采用跳仓法进行，相邻两块底板混凝土浇注时间间隔为14d，实践证明收到了很好的效果。看台楼层本工程形体庞大，看台楼层面积巨大，环状结构超长，为防止混凝土贯通裂缝的产生，并有效控制表面裂缝的开展，施工过程中在不影响结构整体性的前提下，兼顾施工方便，沿看台和楼层环向增设了两道施工缝，缝处增设构造配筋，合理划分施工流水段，使施工缝有效削减了混凝土结构的约束应力，减少了蓄热量与水化热的过度积累，避免了有害裂缝的产生。三、自密实混凝土施工技术本工程在舞台区及休息区设置了29根颈性钢骨柱以支撑上部的钢结构屋盖体系，因劲性柱内钢骨、钢筋密集，混凝土很难按正常工序进行振捣，为此，我们采用了自密实混凝土施工技术对劲性柱进行施工。3.1自密实混凝土工作原理自密实高性能混凝土是在较低的水胶比下不经振捣仅靠自重就能填充到复杂模型的各个角落，具有均匀自密实成型的性能，又保证混凝土硬化后具有优良的力学性能和优异的耐久性能。3.2自密实混凝土配合比的优化方法⑴优选原材料，降低胶结料用量，在保证自密实混凝土工作性同时，尽量降低砂率，并优化集料级配。自密实混凝土拌合物的砂率值，对混凝土拌合物的工作性能有很大影响。因此在保证混凝土拌和物工作性的同时，应尽量降低自密实混凝土的砂率，以使其具有较好的变形抵抗能力。同普通混凝土一样，自密实混凝土骨料的间隙要由浆体来填充，当骨料级配较差时，骨料的空隙率很大，大量的浆体被用于填充空隙，此时混凝土的胶结料用量较高。因此，在进行自密实混凝土的配制时，应对骨料的级配给予足够的重视。⑵在混凝土拌合物中加入矿物细掺料，由于矿物细掺料颗粒较细，比表面积较大，增加了浆体的保水能力和触变性，提高拌合物的抗分离能力。特别是掺入粉煤灰作为矿物细掺料，可以发挥其形态效应，增加混凝土的和易性。通过掺加矿物细掺料来改善自密实混凝土的工作性，不仅可以避免掺加增粘剂带来的不利影响，而且可以节约造价，因此是配制自密实混凝土首选的方法。⑶合理选用或配制复合高效减水剂。外加剂在配制自密实混凝土中起到主导作用，是能否配制成功的关键所在。随着我国外加剂工业的发展，可供选择的高效（高性能）减水剂的品种越来越多，由于自密实混凝土对外加剂比较敏感，应精心选择合适的外加剂。⑷合理采用增粘剂以提高混凝土拌合物抵抗分离的能力。增粘剂能显著地增加水溶液的粘度，解决高流动度、高扩展度的新拌混凝土的变形能力和抗离析性的矛盾，提高自密实混凝土的稳定性，充填性。3.3试验原材料及优化配合比在原材料的选用方面，水泥：采用亚东水泥厂的42.5普通硅酸盐水泥。矿物细掺料：湖北科能环保公司的Ⅱ级粉煤灰。砂：巴河河砂，细度模数为Mx=2.5。石子：黄石阳新碎石，5～20mm连续级配。外加剂：以FDN萘系高效减水剂为主的复合外加剂以及多羧酸系减水剂。水：普通自来水。自密实混凝土配合比见下表所示。自密实混凝土配合比水泥(kg/m3)粉煤灰(kg/mm3)砂(kg/m3))石(kg/m3))水(kg/m3)外加剂(kg/mm3)UEA(kg/mm3)水胶比W/(C++F)3501007769501604.45450.30所配制度自密实混凝土具有良好的工作性，塌落度为253mm,塌落扩展度为600mm；在L型仪流动性试验中，流过800mm长所用时间为34s，最终流平长度为990mm。因此其流动性完全符合自密实混凝土的工作性要求，见下图所示。自密实混凝土工作性试验3.4自密实混凝土应用前景自密实混凝土是在较低水灰比条件下，通过使用复合高效减水剂等外加剂和矿物细掺料配制的比一般流态混凝土的流动性更好，具备更良好的抗分离性、填充性、优良的穿越稠密钢筋间隙性能的新型材料。该混凝土拌合物在较低的水胶比下不经振捣仅靠自重就能填充到复杂模型的各个角落，使其具有均匀自密实成型性能。自密实混凝土消除了浇筑混凝土时的振捣噪声，提高了施工速度与质量，实现了