水工大体积混凝土技术要求.docx
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水工大体积混凝土技术要求
水工大体积混凝土概述
经常或周期性受环境水作用的水工建筑物所用的混凝土，称水工混凝土。
水工混凝土一般都是大体积，浇筑速度快，机械化作业程度高。
水工混凝土质量要求除满足强度要求外，还要根据其所处的部位和工作条件，分别满足抗渗、抗冻、抗裂、抗冲、耐磨、抗侵蚀等要求。
水工建筑物混凝土质量缺陷主要包括蜂窝、麻面、错台、漏浆、挂帘、气泡、空洞、冷缝、夹层、裂缝、千层饼等，影响混凝土内部质量和外部美观。
产生混凝土质量缺陷的原因很多，涉及到原材料质量、混凝土生产运输、混凝土平仓振捣和混凝土护理等环节。
一、水工大体积混凝土的配制
1、水泥
（1）每一个工程所用水泥品种以1～2种水泥为宜，并应固定供应厂家。
（2）选择水泥品种应符合下列原则：
1）水位变化区外部混凝土、溢流面和经常受水流冲刷部位的混凝土及有抗冻要求的混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，也可选用普通硅酸盐水泥。
2）内部混凝土、水下混凝土和基础混凝土，宜选用中热硅酸盐水泥，也可选用低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和低热微膨胀水泥。
3）环境水对混凝土有硫酸盐侵蚀性时，应选择抗硫酸盐硅酸盐水泥。
（3）选用的水泥强度等级应与混凝土设计强度等级相适应。
水位变化区、溢流面及经常受水流冲刷部位、抗冻要求较高的部位，宜使用较高强度等级的水泥。
（4）水泥的运输、保管及使用：
优先使用散装水泥，运到工地的水泥，应按标明的品种、强度等级、生产厂家和出厂批号，不得混装。
水泥在运输和储存过程中应防水防潮，水泥仓库应有排水、通风措施，保持干燥。
散装水泥运至工地的入罐温度不宜高于65℃。
先出厂的水泥应先用。
袋装水泥储运时间超过3个月，散装水泥超过6个月，使用前应重新检验。
2、骨料
（1）细骨料（人工砂、天然砂）的品质要求（见表1）
1）细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好；人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内。
使用山砂、粗砂、特细砂应经过试验论证。
2）细骨料在开采过程中应定期或按一定开采数量进行碱活性检验，有潜在危害时，应采取相应措施，并经专门试验论证。
3）细骨料的含水率应保持稳定，人工砂饱和面干的含水率不宜超过6%，必要时应采取加速脱水措施。
表1细骨料的品质要求
（2）粗骨料（碎石、卵石）的品质要求（见表2）
1）粗骨料的最大粒径：
不应超过钢筋净间距的2／3、构件断面最小边长的1／4、素混凝土板厚的1／2。
对少筋或无筋混凝土结构，应选用较大的粗骨料粒径。
2）施工中，宜将粗骨料按粒径分成下列几种粒径组合：
a）当最大粒径为40mm时，分成D20、D40两级；
b）当最大粒径为80mm时，分成D20、D40、D80三级；
c）当最大粒径为150（120）mm时，分成D20、D40、D80、D150（D120）四级。
3）应严格控制各级骨料的超、逊径含量。
以原孔筛检验，其控制标准：
超径小于5%，逊径小于10%。
当以超、逊径筛检验时，其控制标准：
超径为零，逊径小于2%。
4）采用连续级配或间断级配，应由试验确定。
5）如使用含有活性骨料、黄锈和钙质结核等粗骨料，必须进行专门试验论证。
6）粗骨料表面应洁净，如有裹粉、裹泥或被污染等应清除。
表2粗骨料的品质要求
3、掺合料
水工混凝土中应掺入适量的掺合料，掺合料的品质应符合现行的国家和有关行业标准。
粉煤灰掺合料宜选用Ⅰ级或Ⅱ级粉煤灰。
掺合料每批产品出厂时应有产品合格证，主要内容包括：
厂名、等级、出厂日期、批号、数量及品质检验结果等。
掺合料应储存在专用仓库或储罐内，在运输和储存过程中应注意防潮，不得混入杂物，并应有防尘措施。
4、外加剂
（1）水工混凝土中必须掺加适量的外加剂。
（2）外加剂选择应根据混凝土性能要求、施工需要、并结合工程选定的混凝土原材料进行适应性试验，经可靠性论证和技术经济比较后，选择合适的外加剂种类和掺量。
（3）有抗冻性要求的混凝土应掺用引气剂。
混凝土的含气量应根据混凝土的抗冻等级和骨料最大粒径等，通过试验确定。
表3的规定供参考。
表3掺引气剂型外加剂混凝土的含气量
*F50混凝土掺用与否，根据试验确定
5、配合比选定
（1）大体积内部混凝土的胶凝材料用量不宜低于140kg／m3。
水泥熟料含量不宜低于70kg／m3。
（2）混凝土的水胶比（或水灰比），根据设计对混凝土性能的要求，应通过试验确定，并不应超过表4的规定。
表4水胶比最大允许值
注：
在有环境水侵蚀情况下，水位变化区外部及水下混凝土最大允许水胶比（或水灰比）应减小0.05。
（3）混凝土坍落度，应根据建筑物的结构断面、钢筋含量、运输距离、浇筑方法、运输方式、振捣能力和气候等条件决定，在选定配合比时应综合考虑，并宜采用较小的坍落度。
混凝土在浇筑地点的坍落度，可参照表5选用。
表5混凝土在浇筑地点的坍落度
混凝土类别
坍落度/㎝
素混凝土或少筋混凝土
1～4
配筋率不超过1％的钢筋混凝土
3～6
配筋率超过1％的钢筋混凝土
5～9
注：
有温度控制要求或高、低温季节浇筑混凝土时，其坍落度可根据实际情况酌量增减。
二、施工
1、拌和
拌和设备投入混凝土生产前，应按经批准的混凝土施工配合比进行最佳投料顺序和拌和时间的试验。
（1）混凝土组成材料的配料量均以重量计。
称量的允许偏差，不应超过表6的规定。
表6混凝土材料称量的允许偏差
材料名称
称量允许偏差（％）
水泥、掺和料、水、冰、外加剂溶液
±1
骨料
±2
（2）混凝土拌和时间应通过试验确定。
表7中所列最少拌和时间，可供参考。
表7混凝土最少拌和时间
拌和机容量
Q（m3）
最大骨料粒径
（mm）
最少拌和时间（s）
自落式拌和机
强制式拌和机
0.8≤Q≤1
80
90
60
1≤Q≤3
150
120
75
Q＞3
150
150
90
注1、入机拌和量应在拌和机额定容量的110%以内。
2、加冰混凝土的拌和时间应延长30s（强制式15s），出机的混凝土拌和物中不应有冰块。
（3）开始拌和前，应检查拌和机叶片的磨损情况。
在混凝土拌和过程中，应定时检测骨料含水量，必要时应加密检测。
（4）混凝土掺合料在现场宜用干掺法，且必须拌和均匀。
（5）外加剂溶液中的水量，应在拌和用水量中扣除。
（6）拌和楼进行二次筛分后的粗骨料，其超逊径应控制在要求范围内。
（7）混凝土拌和物出现下列情况之一者，按不合格料处理：
1）错用配料单已无法补救，不能满足质量要求；
2）混凝土配料时，任意一种材料计量失控或漏配，不符合质量要求；
3）拌和不均匀或夹带生料；
4）出机口混凝土坍落度超过最大允许值。
2、运输
（1）混凝土在运输过程中，应尽量缩短运输时间及减少转运次数。
掺普通减水剂的混凝土运输时间不宜超过表8的规定。
表8混凝土运输时间
运输时段的平均气温℃
混凝土运输时间min
20～30
45
10～20
60
5～10
90
（2）因故停歇过久，混凝土已初凝或已失去塑性时，应作废料处理。
严禁在运输途中和卸料时加水。
（3）在高温或低温条件下，混凝土运输工具应设置遮盖或保温设施，以避免天气、气温等因素影响混凝土质量。
（4）混凝土的自由下落高度不宜大于1.5m。
超过时，应采取缓降或其他措施，以防止骨料分离。
3、浇筑
浇筑混凝土前，应详细检查有关准备工作：
包括地基处理（或缝面处理）情况，混凝土浇筑的准备工作，模板、钢筋、预埋件及止水设施等是否符合设计要求，并应做好记录。
（1）基础处理
混凝土与基岩面不能很好结合为一整体，会造成渗漏通道和影响结构稳定性。
对于基岩面的地基处理，主要是对松动岩块、夹层和承压水等的处理，并始终保持仓面洁净和湿润。
基岩面上的杂物、泥土、油污、灰浆等必须清理干净，撬除松动、软弱、尖峭和反坡岩块，总的原则是保证基岩面坚固、完好、清洁，使之与混凝土结合良好。
有承压水时，要采取合理的引水或截水等技术措施。
对于土基，应根据技术规范要求将开挖基础时保留的保护层挖除，清除杂物，用碎石垫底,，上盖湿砂，并加以夯实，然后才能浇筑混凝土。
（2）混凝土铺料
水工混凝土浇筑主要采用平层浇筑法（平铺法）和台阶浇筑法（台阶法），不允许采用滚浇法。
应根据仓面大小、混凝土入仓速度、仓面平仓振捣机械设备组合、混凝土初凝时间、气候条件等具体确定浇筑方法。
冷缝：
铺料方法和顺序不当，新混凝土覆盖不及时，老混凝土已经初凝结合为一体，即老混凝土表面的乳皮无法在振捣中消失，结合面就成为软弱带，构成冷缝，造成混凝土内部缺陷，严重的会产生渗漏通道。
特别是在高温季节浇筑混凝土，要进行合理的仓面铺料设计。
混凝土浇筑应按照一定的厚度、顺序和方向，分层进行。
水工结构物常态混凝土施工中，铺料厚度一般采用30～50cm。
平铺法：
平铺法由于层次分明，不易漏振，便于机械化施工，而且便于多台机械共同浇筑一个仓位，是混凝土施工中最常用的一种铺筑方式。
采用平铺法浇筑，为不超过允许间隔时间，必须加快混凝土的入仓速度。
台阶法：
当浇筑仓面面积较大，混凝土拌合运输入仓等生产能力相对较低，采用平铺法施工无法满足铺筑层间允许间隔时间，可采用台阶法铺筑。
同时台阶法铺筑方式可使新浇筑混凝土较快地将下一层混凝土覆盖，从而使浇筑层面与大气接触面积较小，接触时间较短，对防止夏季预冷混凝土热量倒灌有利。
混凝土铺筑采用台阶法要注意台阶层次分明，台阶宽度不宜过小，同时加强保持老混凝土面接头的湿润和清洁。
（3）混凝土平仓
平仓是把卸入仓内成堆的混凝土摊平到要求的均匀厚度。
平仓不规范会造成混凝土离析、泌水、漏振等，产生内部孔洞或蜂窝，严重影响混凝土质量。
平仓过程应尽可能采用平仓机具，局部辅以人工。
目前对于大面积仓面，可根据铺料方法采用平仓机、平仓振捣机、振捣器等机械进行平仓。
对于靠近模板和钢筋密集的地方，空间狭小地带要人工送料填满，以免发生混凝土架空现象。
平仓过程中，仓内若有粗骨料堆叠时，应将其均匀摊开分布到砂浆较多处。
若直接用水泥砂浆覆盖，很容易造成蜂窝。
（4）混凝土振捣
振捣应尽可能减少混凝土中的空隙，清除混凝土内部孔洞和蜂窝，提高混凝土的最大密实度。
振捣是保证混凝土浇筑质量的关键工序，漏振、欠振、过振等都会影响混凝土质量。
混凝土浇筑应先平仓后振捣，振捣在平仓之后立即进行，此时混凝土流动性好，振捣容易。
切不可将平仓和振捣合二为一。
振捣作业路线保持一致，并按顺序依次进行，以防漏振。
振捣时间和混凝土坍落度、石子类型及最大粒径、振捣器的性能等因素有关，以混凝土不再显著下沉、水分和气泡不再逸出并开始泛浆为准，一般为20～30s。
（振捣时间过长，砂浆上浮过多，石子集中于下部，混凝土产生离析，严重时整个浇筑层呈“千层饼”状态；振捣时间过短，混凝土内部不密实。
）出现砂浆窝时应将砂浆铲出，用脚或振捣棒从旁将混凝土压送至该处填补，如出现石子窝，将松散石子铲出后同样方法填补。
目前大体积混凝土施工引进了带有多个振捣棒头的振捣机，提高了混凝土振捣效率和工程质量。
（5）仓面水处理
仓面外来水或混凝土泌水必须及时排除，否则会影响混凝土的和易性，破坏其结构组成。
混凝土浇筑过程中要做到以下几点：
①严禁在仓内加水；②混凝土和易性较差时，采取加强振捣措施；③雨天浇筑混凝土时，要加强仓内排水，避免外来水流入仓内，特别雨后恢复浇筑前先排除仓内积水。
（6）收仓面
混凝土收仓面应浇筑平整。
对收仓面要进行妥善保护，收仓后最好设置专用交通通道，避免和减少在收仓面上留下过多的脚窝和棒坑，更不能堆积重物，否则会破坏表面平整度，严重时可能会产生表
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