水下不分散混凝土工程質(zhì)量控制措施

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【摘要】結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)水下不分散混凝土的工程質(zhì)量控制措施進(jìn)行分析與總結(jié)，以期為類(lèi)似水利工程施工提供參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】水利工程；水下不分散混凝土；質(zhì)量控制

南水北調(diào)工程有效緩解了我國(guó)北方地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺的問(wèn)題，是優(yōu)化水資源配置和促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的重大戰(zhàn)略性工程[1]。山東省為南水北調(diào)東線(xiàn)工程續(xù)建了大量配套工程，其中部分工程需在水下施工。混凝土是水下配套工程中最常使用的建筑材料之一。普通混凝土在受到水洗作用后，骨料與膠凝材料將會(huì)呈現(xiàn)分離狀態(tài)，骨料的下沉速度明顯快于膠凝材料，且部分膠凝材料懸浮于水中，最終導(dǎo)致材料嚴(yán)重離析和膠凝材料流失，從而大幅降低混凝土工程質(zhì)量，同時(shí)造成水污染。而水下不分散混凝土因在水中澆筑過(guò)程中能夠有效抵抗水的水洗作用，且能實(shí)現(xiàn)自流平和施工工藝簡(jiǎn)單，在水利工程中得到了更為廣泛的應(yīng)用。水下不分散混凝土是在普通混凝土配合比的基礎(chǔ)上摻加以纖維素醚類(lèi)或聚丙烯類(lèi)水溶性高分子聚合物為主要成分的抗分散劑配置而成的[2]?？狗稚┚哂休^強(qiáng)的吸附能力，能夠顯著提高新拌混凝土顆粒間的粘聚力，從而避免出現(xiàn)新拌混凝土的遇水分離和膠凝材料流失等問(wèn)題。水下不分散混凝土技術(shù)克服了普通混凝土水下施工的缺陷，提高了水下混凝土的工程質(zhì)量。

1原材料質(zhì)量控制

水下不分散混凝土主要由水泥、礦物摻和料、骨料、抗分散劑和水配合而成。原材料的質(zhì)量直接關(guān)系著混凝土的工程質(zhì)量，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)對(duì)原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量檢測(cè)。水下不分散混凝土盡量使用強(qiáng)度等級(jí)為42.5或52.5的普通硅酸鹽水泥，不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的抗分散劑化學(xué)組成差別較大，其他品種水泥可能會(huì)與抗分散劑反應(yīng)產(chǎn)生不硬化等問(wèn)題。因此，在選用其他品種水泥時(shí)，應(yīng)開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試水泥與抗分散劑的適應(yīng)性和混凝土強(qiáng)度等性能。礦物摻和料原則上不建議使用，主要是因?yàn)槠渑c抗分散劑可能會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性不良等問(wèn)題，易造成混凝土在水下逐漸發(fā)散。但當(dāng)選用礦物摻和料時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證其對(duì)水下不分散混凝土性能的影響，且質(zhì)量應(yīng)符合水工混凝土摻和料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配的碎石或河卵石，粒徑范圍為5～20mm，因?yàn)樵谒袧仓r(shí)較大粒徑的粗骨料增大了顆粒間離析的可能性。細(xì)骨料宜采用細(xì)度模數(shù)為2.6～2.9的水洗河砂。骨料應(yīng)符合水工混凝土相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。抗分散劑會(huì)對(duì)人體、生物與環(huán)境造成有害影響。摻入抗分散劑的混凝土性能應(yīng)符合規(guī)范DL/T5117-2000的要求。

2配合比設(shè)計(jì)

水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)在考慮工程要求的基礎(chǔ)上應(yīng)適當(dāng)提高強(qiáng)度等級(jí)，以抵消水的水洗作用對(duì)混凝土性能帶來(lái)的負(fù)面影響。水下不分散混凝土澆筑時(shí)一般不允許振搗，這就需要其具有良好的流動(dòng)性和自密實(shí)性，在配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮其流動(dòng)性?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)時(shí)，試驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)廠(chǎng)家提供的抗分散劑對(duì)混凝土性能指標(biāo)的影響確定膠凝材料組分和配制強(qiáng)度等級(jí)。同時(shí)考慮水工建筑設(shè)計(jì)要求的混凝土主要技術(shù)指標(biāo)，并參考規(guī)范DL/T5117-2000和DL/T5309-2013的相關(guān)規(guī)定來(lái)確定水下不分散混凝土的基礎(chǔ)配合比。然后按照水下混凝土成型方法和試驗(yàn)方法對(duì)混凝土進(jìn)行試配試驗(yàn)，最終確定水下不分散混凝土中各項(xiàng)材料用量。需要注意的是，水膠比決定了水下混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在配制過(guò)程中，水灰比的上限應(yīng)不超過(guò)混凝土有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時(shí)在滿(mǎn)足流動(dòng)性的條件下，應(yīng)通過(guò)砂率的調(diào)整和減水劑的加入盡可能降低單位用水量，從而有利于提高其強(qiáng)度和耐久性。

3施工控制措施

施工人員在澆灌前應(yīng)制定出澆灌方案和澆灌量的檢查辦法，并在施工過(guò)程中按照計(jì)劃進(jìn)行澆灌，且實(shí)時(shí)記錄和復(fù)查水下不分散混凝土的澆灌量。在澆灌過(guò)程中，應(yīng)采取水下觀(guān)測(cè)措施檢查水下混凝土的擴(kuò)展形態(tài)和填充狀態(tài)，以保證混凝土能完全充滿(mǎn)整個(gè)模板范圍內(nèi)。水下不分散混凝土在水中的自由落差不應(yīng)超過(guò)0.5m，當(dāng)水下分散混凝土自由落差超過(guò)此值時(shí)，應(yīng)使用導(dǎo)管進(jìn)行引流，以便降低混凝土與水的接觸，同時(shí)避免對(duì)澆灌部位周?chē)乃|(zhì)產(chǎn)生污染。導(dǎo)管上方應(yīng)有裝料漏斗，導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)充分考慮粗骨料的最大粒徑和水工結(jié)構(gòu)的鋼筋排列再進(jìn)行確定。導(dǎo)管的下端應(yīng)插入到已澆的混凝土中，從而避免發(fā)生水的反竄帶來(lái)的混凝土質(zhì)量下降。如若需要將導(dǎo)管下端從混凝土中撥出時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)管內(nèi)的混凝土連續(xù)澆灌，且水中自由落差控制在0.5m范圍內(nèi)，并采取措施將導(dǎo)管下端盡快插入到已澆混凝土中。水下不分散混凝土在澆筑過(guò)程中不得出現(xiàn)停頓，且應(yīng)連續(xù)澆灌。因特殊情況出現(xiàn)停頓時(shí)，再次澆筑的時(shí)間間隔不應(yīng)超過(guò)其初凝時(shí)間，否則將嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量。當(dāng)水下不分散混凝土表面高度超出水面后再用普通混凝土澆灌時(shí)，應(yīng)采取措施除掉水下不分散混凝土表面上的留存水分，并在較短時(shí)間內(nèi)立即續(xù)澆普通混凝土，以便兩種混凝土更好的結(jié)合。但普通混凝土應(yīng)采取振搗措施進(jìn)行振實(shí)。水下不分散混凝土因長(zhǎng)期處于水中，澆灌完成后不需采取養(yǎng)護(hù)措施。但應(yīng)采取保護(hù)措施以防動(dòng)水沖刷對(duì)未硬化混凝土造成的膠凝材料流失和構(gòu)筑物底部被淘空。水下不分散混凝土的拆模應(yīng)按照DL/T5309-2013相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行。但當(dāng)預(yù)計(jì)構(gòu)筑物受到波浪壓力較大時(shí)，其拆模時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況另行確定。

4質(zhì)量管理及檢驗(yàn)措施

水下不分散混凝土脫模后，檢測(cè)人員應(yīng)參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水下構(gòu)筑物表觀(guān)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，并采取水下電視監(jiān)控等措施以確定構(gòu)筑物表面有無(wú)裂縫、斷裂、露筋等缺陷。水下不分散混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)宜采用試塊法。當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試空氣中和水中成型試塊的抗壓強(qiáng)度，以確定水下混凝土的質(zhì)量和水下不分散混凝土是否符合設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求。需要注意的是，水下構(gòu)筑物混凝土的質(zhì)量檢測(cè)較為困難；在實(shí)際施工過(guò)程中，檢測(cè)人員在澆灌過(guò)程中應(yīng)增加取樣頻次和詳細(xì)檢查施工操作的規(guī)范性，以便更為精準(zhǔn)地把控水下不分散混凝土的質(zhì)量。

5結(jié)語(yǔ)

與普通混凝土相比，水下不分散混凝土具有更為優(yōu)良的水下抗分散性、自流平性和自密實(shí)性，并且簡(jiǎn)化了施工工藝，明顯提高了水下混凝土的強(qiáng)度和保證了水下混凝土的工程質(zhì)量，同時(shí)縮短了施工工期和降低了工程成本。

參考文獻(xiàn)

[1]王慧，韋鳳年.南水北調(diào)是優(yōu)化我國(guó)水資源配置格局的重大戰(zhàn)略工程—訪(fǎng)中國(guó)工程院院士王浩[J].中國(guó)水利，2019（23）：26-28，32.

[2]李建強(qiáng).淺談水下不分散混凝土施工技術(shù)的應(yīng)用及質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].中國(guó)水運(yùn)，2019（10）：94-95.

作者：安雪蕾 趙正國(guó) 張志闊 單位：山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院