轻骨料混凝土在新坝船闸启闭机房结构物中的应用

简述轻骨料砼在新坝船闸启闭机房结构物中的应用一、前言用轻骨料、砂、水泥和水配置而成的混凝土，其干表观密度不大于1950kg/m3，称为轻骨料混凝土。在我国轻骨料混凝土属于新品种混凝土，其表观密度比普通混凝土减少1/4～1/3，绝热性能改善，可使结构物尺寸减小，增加使用面积，节约材料用量，，降低材料运输费用和地基基础工程费用，对于占自重较大比例的大跨、高层建筑物及构筑物尤为明显。本文结合xx运河xx段新坝船闸工程的实际施工情况，对轻骨料砼的施工情况进行介绍。二、工程简介xx运河xx段xx工程xx合同段上下闸首启闭机房结构物工程位于xx市萧山区义桥镇。由浙江工业大学建筑设计研究院设计，共分上闸首启闭机房、下闸首启闭机房两个单位工程。上闸首启闭机房为五层框架结构，总建筑面积为1136平方米，占地面积为155平方米，建筑高度25.4米；下闸首启闭机房，五层框架结构，总建筑面积为1022平方米，占地面积为149平方米；建筑高度24.6米。其中下闸首为轻骨料砼，强度等级CL25，考虑到施工常出现的一些问题，在混凝土浇筑前进行现场试验、试配等工作，严格按照《轻骨料砼技术规范》进行施工。三、轻骨料选择及原材料试验为保证轻骨料混凝土符合设计和规范要求，首先对拟选用的轻骨料进行检测。本工程轻骨料选用南通大地陶粒有限公司生产的陶粒，委托江苏省建筑工程质量检测中心有限公司进行检测试验，根据检测结果（附后），该样品经检验符合《轻骨料及其试验方法第1部分：轻骨料》GBT17431.1—1998轻骨料800级密度等级、吸水率、筒压强度均符合该等级合格品的技术要求，可以投入生产使用。检测结果见下表：序号检测项目计量单位技术要求检测结果单项评定备注1堆积密度Kg/m3710～800730合格2吸水率%≤109.1合格3筒压强度MPa≥4.011.2合格四、轻骨料混凝土配合比设计按照《轻骨料混凝土技术规程（JTJ51—2002、J215—2002）》规定，进行配合比设计，具体步骤如下：（一）、设计原则轻骨料混凝土配合比设计的目的是在满足使用要求的前提下，确定施工用的合理混凝土材料用量。为满足工程使用要求，并使混凝土具有较理想的技术经济指标，一般考虑以下几项基本要求：（1）、满足抗压强度、密度和稠度的要求，并以合理使用材料和节约水泥为原则；必要时还应考虑弹性模量、抗冻性等特殊技术要求；（2）、轻骨料混凝土的配合比应通过计算试配确定。为使配制的混凝土具有必要的强度保证率，试配强度按下式计算：f,cu=fcu,k+1.645σ…………………（1）式中：f,cu—轻骨料混凝土的试配抗压强度（MPa）；fcu,k—轻骨料混凝土强度标准值（MPa）；σ—轻骨料混凝土强度的总体标准值；为了提高轻骨料混凝土的强度，降低轻骨料混凝土的容重等级，我们采取了如下措施：选用圆球型的、颗粒级配较好的、筒压强度较高的陶粒做轻骨料；采用中砂作细骨料；选用标号较高的水泥；尽可能减少水泥和砂的用量；（二）、设计参数选择项目规范允许数值备注水泥用量（kg/M3）350～400浙江金首42.5用水量净（kg/m3）180～225自来水砂率（%）35～45桐庐中砂，稠度（mm）50～100陶粒xx有限公司（三）、配合比设计与调整采用松散体积法进行配比计算，即以给定每立方米混凝土的粗细骨料松散总体积为基础进行计算，然后按照设计要求得混凝土干表观密度为依据进行校核，最后通过试验调整的出配合比，步骤如下：1、根据设计要求的轻骨料混凝土得强度等级、密度等级和混凝土的用途，确定粗、细骨料的种类和粗骨料的最大粒径；2、测定粗骨料的堆积密度、颗粒表观密度、筒压强度和1h吸水率，并测定细骨料的堆积密度；3、按照公式（1）计算混凝土试配强度；4、按照《轻骨料混凝土技术规程》，选择水泥用量、净用水量和松散体积砂率；根据粗细骨料的类型，选用粗细骨料的总体积；并按照下列公式计算每立方米混凝土的粗细骨料用量；Vs=Vt×Sp、Ms=Vs×ρ1s、Va=Vt-Vs、Ma=Va×ρ1a式中：Vs、Va、Vt—分别为每立方米细骨料、粗骨料和粗细的松散体积（m3）；Ms、Ma—分别为每立方米细骨料和粗骨料得用量（kg）；Sp—砂率（%）；ρ1s、ρ1a—分别细骨料和粗骨料的堆积密度（kg/m3）;根据净用水量和附加水量的关系按下式计算总用水量：Mwt=Mwn+Mwn式中：Mwt—每立方米混凝土的总用水量（kg）；Mwn—每立方米混凝土的净用水量（kg）；Mwn—每立方米混凝土的附加水量（kg）；本工程施工中，对粗骨料进行预湿，细骨料为普砂，附加水量为零。7、按照下式计算混凝土干表观密度，并与设计要求的干表观密度进行对比，如果误差大于2%，则应按下式进行调整和计算配合比：ρcd=1.15 Mc+Ma+Ms式中：ρcd—轻骨料混凝土的干表观密度（kg/m3）；通过配合比试配和调整，本工程的轻骨料配合比如下：选用浙江金首42.5普硅水泥、桐庐中砂，含水率1.61%；选用南通大地陶粒有限公司生产的陶粒。水灰比每立米砼中材料用量（Kg）坍落度cm单位体积重量Kg/M3砂率%抗压强度龄期/强度水泥黄砂轻骨料水0.533706265721965.0175838.5（28）天（33.2）MPa五、轻骨料混凝土施工工艺要点(一)、轻骨料的堆放和运输：1、轻骨料按不同品种分批运输和堆放，避免混杂。2、轻骨料运输和堆放保持颗粒混合均匀，减少离析。采用自然级配时其堆放高度不超过2m，并防止树叶、泥土和其它有害物质混入。3、轻骨料在堆放和运输时应采取防雨措施，用塑料布进行覆盖。4、根据工程需要，对轻粗集料进行预湿处理。预湿时间可根据外界气温和来料的自然含水状态确定，提前半天或一天对集料进行淋水、预湿，然后滤干水分投料。(二)、轻骨料混凝土的拌制采用JS500强制型搅拌机（配自动计量系统）进行轻骨料混凝土搅拌，按下图的投料顺序进行施工，整个过程搅拌时间控制在3～4min。水泥净用水量水泥净用水量细集料掺和料粗集料拌和物 细集料掺和料粗集料拌和物搅拌搅拌拌和拌和搅拌搅拌 1min2.5min轻骨料砼拌和物的投料顺序和拌制工艺图在施工过程中，按照有关要求检查混凝土的和易性、塌落度，控制混凝土搅拌质量。（三）、混凝土运输为了防止混凝土在运输过程中减少塌落度损失和防止离析，尽量缩短运输距离和运输时间，项目部将搅拌机、材料堆场布置在物料提升机旁，并由专人控制物料提升机，进行混凝土的垂直运输，混凝土从卸料起到浇注入模止，整个过程的延续时间控制在10～15min以内，保证混凝土和易性符合施工要求。（四）、混凝土的浇注成型及养护1、现场浇筑墙体时，分层高度控制在30～50㎝。由于启闭机房层高均在4.5m～5.5m，为防止混凝土在浇注过程中因落差太大而产生离析，在混凝土入口出帮扎一橡皮软管作为串筒进行下料。2、浇筑上表面积较大的构件，若厚度在20㎝以下可采用表面振动成型；厚度大于20㎝，则采用插入式振捣器振捣密实后再采用表面振捣。用插入式振捣器振捣时，插入间距不大于棒的振动作用半径。连续多层浇注时，插入式振捣器插入下层混凝土约5cm左右，以确保两层混凝土结合紧密。振捣延续时间以拌和物捣实为准，振捣时间不宜过长，以防集料上浮。振捣时间随拌和物稠度、振捣部位等不同，控制在10～30s内。3、浇注成型后，采用抹面铁板等工具及时将浮在表层的轻骨料压入混凝土中；如果颗粒上浮的面积较大，则采用平板振捣器进行二次复振，使砂浆返上再进行抹面。4、楼板混凝土脱模后及时用土工布覆盖洒水养护；墙柱采用塑料薄膜覆盖养护，表面覆盖严密，保持膜内有凝结水；墙体采用喷水养护；养护时间不少于14d。（五）、轻骨料混凝土质量检验1、轻骨料混凝土强度的检验按照下列规定进行，检验评定方法按《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107）执行：①、每一百盘，而且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样次数不少于一次；②、每一工作台班的同配合比混凝土不足一百盘时，取样次数不少于一次。2、轻骨料混凝土干表观密度的检验按下列规定进行，检验结果的平均值不超过配合比设计值的±3%：①、连续生产的预制厂及预拌混凝土搅拌站，对于同配合比的混凝土每月不得少于四次；②、单项工程，每100m3混凝土的抽查不得少于一次，不足的按100m根据现场检验，本工程的轻骨料混凝土的强度、干表观密度均符合设计和规范的要求。六、结语我国在轻骨料混凝土的开发和应用取得