C70大体积、自密实、微应变高性能混凝土施工技术的应用

　　摘要：大体积混凝土施工经过多年的经验积累，已经有了较成熟的技术措施，但是高标号C70混凝土目前从配合比到施工工艺和养护上还是不成熟，没有完正的数据资料和经验可以参考，我单位在SGS通标公司(风能技术中心)WETC厂房大型设备基础的施工中经过多次研究模拟试验，获得的一定的可靠的数据和施工经验，现在进行总结供技术施工人员共享。

　　关键词：大体积混凝土,自密实,微应变,入模温度

　　1、前言

　　高性能混凝土是上世纪80年代后期在国外提出来的，现已被国际混凝土工程界广为接受。它是将高强度、高耐久性、高工作性能作为必须满足的三项基本要求，随着超高、超大、超级使用功能建筑结构的需要，它已成为国内外混凝土高端技术的发展方向。

　　该混凝土在国内个别高端项目上如小浪底工程的关键部位使用过，混凝土生产技术和施工技术还属于保密阶段，各大型混凝土搅拌站和施工单位均在研究该混凝土的配制和施工工艺。但是在我国一次性浇筑这么大体积的C70混凝土尚属首例，我们C70混凝土在SGS项目上的应用经实际检测属于非常成功的。

　　2、工程概况

　　SGS工程位于天津市开发区西区，该项目建成后将租用给德国SGS通标公司用于风力叶片检测，C70混凝土用于设备基础，该基础上安装风力叶片试验设备，该设备基础尺寸为6X6X6.9米X1个，6X6X7.5米X2个，属于大体积混凝土。为了防止出现大体积混凝土的温度裂缝，严格控制混凝土内外温差，混凝土入模温度的控制和养护降温措施是施工时的重点。

　　风力叶片试验用混凝土设备基础外观及尺寸

　　C70混凝土设备基础

　　该混凝土基础外部两侧紧贴预埋两块120mm厚钢板，为了保证混凝土同钢板连接紧密，混凝土60天收缩率控制为<= 600 Micro Strain (微应变、德标)，混凝土收缩率的控制在国内房屋建筑和设备基础的规范及标准上目前还没有形成具体要求。

　　作为检测试验台，内部预埋管件非常多，每个台中心预埋倾斜直径为1.2m管一根，周边预埋多个管道，直径54mm，长6m，与地面倾斜夹角为7 º。 RB50台中埋管448根，RB60台中埋管648根，RB70台中预埋管648根，该各个预埋管道质量最终要求为同心度2mm，在土建预埋施工中是非常高的。安装时严格控制，混凝土浇筑时不得有任何碰撞。

　　同时作为检测试验台，钢筋布置密度极高，钢筋间距为中到中100mm，其中最小钢筋直径为25mm，最大32mm。而且钢筋在结构中为整根(厂家定做)绑扎，不得以任何方式断开再次连接。钢筋倾斜与地面夹角为83º，精度要求高，混凝土浇筑时不得有任何碰撞，所以混凝土选用了自密实混凝土。

　　所以该试验台的施工集中了高强混凝土、大体积混凝土、低收缩率、自密实度高、预埋件多且精度要求高等多项施工工艺和工程质量要求，为了解决以上施工技术，我单位和混凝土供应商经过多次试验才得以施工完毕，经检测，施工效果完全满足德方要求，顺利交工。

　　3、混凝土配合比及原材的选择

　　要实现混凝土不产生微裂缝、预埋钢板和管件位置精确并同混凝土连接紧密，同时浇筑混凝土时混凝土能够顺利且均匀的通过密度极高的钢筋间隙和预埋管件，首先就要从混凝土配合比上解决混凝土水化热、徐变、粗骨料的粒径、混凝土的流速、混凝土强度等问题。

　　3.1.通过设计计算，C70混凝土各项性能指标要求值如下：

　　坍落扩展度：600~700

　　V型漏斗通过试验：10~20秒，用于检测混凝土的流速和抗离析性能。

　　混凝土的出机温度≤15℃，入模温度≤30℃

　　混凝土的含气量≤2.0

　　水泥的性能指标要求如下：水化热低 ≤300KJ/kg

　　水泥中掺加缓凝剂，初凝时间160min 终凝时间控制为230min，满足规范初凝时间≥45min，终凝时间≤600min的要求。

　　粗骨料直径5~16mm，含泥量为0，细骨料含泥量≤2‰

　　3.2.固化后混凝土的相关指标

　　压缩强度(60天)>70N/mm2

　　收缩率(28天和60天)≤600 Micro Strain 微应变

　　弹性模量>3700 N/mm2

　　3.3为了满足以上要求，经过多次的室内模拟和现场试验， 混凝土配合比选择如下表所示。

　　品种水泥矿粉粉煤灰碎石天然砂减水剂缓凝剂

　　产地天津天津天津天津福建天津天津

　　品牌骆驼海得润滋海得润滋--------西卡西卡

　　规格P.O.42.5S95二级5~16mm中砂聚羧酸高性能---

　　配合比10.2370.1322.242.180.0280.079

　　4、混凝土制作及运输过程的控制

　　4.1原材的控制

　　针对通过试验最终选定的材料实行封样制度，并标明该材料的各项指标要求，实际操作的材料必须严格执行该标准的要求。

　　为了保证混凝土的出机和入模温度，混凝土搅拌前要严格控制各原材料的温度，采取必要降温措施。

　　搅拌前，可将所有原材料遮阳苫盖，保持原材低温;在准备搅拌时对砂石喷洒冷水降温;搅拌用水采用冰块降温;必要时将砂石等原材存放在有降温措施的房内，保持低温。

　　4.2出站控制

　　严格控制出机混凝土的各项性能，要求专业人员检测混凝土的和易性，不符合的及时调整符合要求后再行出站;

　　监测混凝土的出机温度和运输过程中的温度，每车多次监测，确保入模温度在设计范围内。

　　混凝土运输过程要按照提前规划好的路线进行运输，严格控制运输时间，必要时采取交通管制措施。

　　5、混凝土现场浇筑的控制

　　5.1进场检测

　　每车混凝土到施工现场后，及时进行检测。检测项目包括：坍落扩展度(600~700mm)、出车即入模温度(≤30℃)、V型漏斗试验(7~20秒)、混凝土含气量等的检测。检测发现有不合格项立即进行修正或退场处理。

　　5.2混凝土浇筑

　　混凝土为高标号自密实混凝土，为了控制混凝土的密实度和整体性，保证混凝土全高均匀上升，严格控制混凝土的浇筑速度，每小时混凝土面均匀升高40cm~60cm。浇筑时分层进行，约50cm时静置一会以便于混凝土中气体的释放以及水分的泌出，针对泌出的水分及时导流出来。

　　因为钢筋间距很小，另外预埋管件极多，为了保证不留浇筑死角，确保所有部位的混凝土位置均匀而密实且不发生离析，混凝土浇筑时从顶部放下一个串筒和溜槽，自下而上的浇筑混凝土。自密实混凝土不需要振捣，完全依靠自身流动性填满整个构件，因预埋管件倾斜，安排专人适时轻轻敲击，保证混凝土的填满管道的下部位置。

　　混凝土浇筑完毕后初步用刮杠收平，针对表面浮浆较厚部位，在初凝前均匀撒原配合比所有石子，轻拍如混凝土中，保证混凝土的均匀性和强度。初凝前磨平搓毛及时覆盖塑料薄膜，终凝前找平压光，保证表面的平整度，在用塑料薄膜覆盖严密，保持混凝土自身水分。

　　6、混凝土养护

　　6.1混凝土降温措施

　　为了确保混凝土不发生微裂缝，混凝土内部的温度和外部温度差不得大于25℃，外部温度和大气温度也不得大于25℃。本工程设备基础体积大，为了获得好的降温效果，在设备基础内提前预埋了冷却循环水管和测温管，通过冷却水循环来降低混凝土内部的温度。及时测温，掌握养护过程基础内混凝土的温度，调整循环水的温度和流速，确保内外温差在规定范围内，同时也要确保循环水的温度和内部混凝土的温度也要控制在25℃以内，防止在内部发生微裂缝。

　　利用基础内预埋的管子作为降温管，外部同直径的黑铁管连接。浇筑混凝土前作通水试验，确保循环水顺利通过。混凝土浇筑完毕即刻开始通水和测温。

　　在设备基础中心部分别有一个1.2m、1.7m的大圆筒，在该部位采取喷洒水并用风扇进行强制性送风，进一步保证混凝土中部的降温效果。

　　6.2混凝土测温

　　混凝土浇筑完3天内每2小时测一次，4至7天每4小时一次，之后每8小时一次直至混凝土内外温度稳定为止。

　　测定内容为：混凝土内部和表面温差(≤20℃)、混凝土表面和周边大气温差(≤25℃)、进水口和出水口的温差(≤20℃)、混凝土内部降温速度不大于1.5℃/天、混凝土内部和循环水温(≤20℃)等数据。

　　7、应急预案

　　7.1混凝土搅拌站发生故障

　　搅拌站选择一个主供搅拌站，该搅拌站储备足够的一个基础用原材料，另外选择一个备用搅拌站，该备用站距离主供搅拌站路途不得超过20分钟。在备用站储备同品质的原料够3~5小时的搅拌量。量不足时将主供搅拌站的原料及时调配给备用站。

　　7.2运到现场混凝土入模温度超过目标值

　　检查砂石的苫盖和降温措施是否有效，砂石温度控制是否在规定范围内;增加原材的降温控制。

　　7.3降水天气

　　搅拌站区域发生降水超过30分钟，则要进入降水天气原材供应应急预案，加强砂石含水率的测定及时调整配合比，确保坍落扩展度在控制范围内。增加混凝土的出机温度、入模温度和大气温度的监测频率。

　　对运输路线进一步的确认，保障运输路线顺畅。

　　7.4高温天气

　　增加混凝土的出机温度、入模温度和大气温度的监测频率，一旦发现入模温度≥30℃立即启用7.2条预案。

　　7.5泵送设备故障

　　现场配有设备维修工程师，针对出现的问题及时维修;场外提前落实一台备用泵车，在紧急情况发生时能够及时调入现场。

　　8、混凝土性能的检测

　　按照规范及设计要求，以50立方米为一个批次，混凝土在搅拌站和现场均留置试块，包括有抗压强度试件(7d、28d、60d)，同时还要留置弹性模量、收缩率试块各一组。试验结果如下：

　　9、总结

　　本工程共有三个大型设备基础，施工前根据国家规范和德方标准的要求进行了大量的设计计算，混凝土试配和性能检验，甚至在现场制作了一个模拟的基础构件，按照配合比和设计方案将混凝土运输到现场进行了一次浇筑施工。在具有足够的试验数据和施工经验后，进行混凝土的浇筑。为了保证施工质量，根据设计计划，三个设备基础分三次浇筑而成，每次混凝土浇筑后立即总结施工和管理的经验和方法，在下一个承台基础上得以改进和应用，最后三个设备基础均以绝对的质量标准符合国家规范和德方的要求，一方面为企业争取了荣誉，同时也为以后施工同类工程积累的大量的数据和经验。现在三个设备基础已经投入使用，历经一年多，未有任何不符合发现，获得了业主和使用单位的认可。

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