水下不分散混凝土的配合比設(shè)計配制要求

1．原材料

水下不分散混凝土所采用的原材料除絮凝劑外，一般的施工可以使用與普通混凝土所用的水泥、水、粗骨料、細骨料等相同的原材料。

2．配合比

水下不分散混凝土的配合比設(shè)計，一般指決定水泥、水、粗骨料、細骨料、絮凝劑及其他外加劑的組成比例。其配合比除滿足設(shè)計所提出的強度要求外，由于水下不分散混凝土的施工質(zhì)量在很大程度上取決于其粘稠性和流動性，所以在配合比設(shè)計時更為重要的是滿足水下施工的抗分散性和流動性的要求。

（1）施工流動性的確定

水下不分散混凝土在水下澆筑施工不可能進行搗固作業(yè)，靠其本身良好的流動性達到自流平、自密實。為此，水下不分散混凝土的流動性在很大程度上決定了水下混凝土澆筑質(zhì)量。

（2）混凝土強度的配制

對水下不分散混凝土的配置強度與陸上混凝土的配置強度的規(guī)律相近。一般水下不分散混凝土的強度設(shè)計要求為20~40MPa。其強度設(shè)計基本上遵循水灰比定則。

（3）水灰比

水灰比主要根據(jù)水下不分散混凝土的強度來確定的，同時考慮混凝土耐久性的要求。其水灰比大小應統(tǒng)一綜合考慮，并應采用其較小者作為設(shè)計水灰比。這與普通混凝土水灰比設(shè)計相近。

（4）單位用水量

由于絮凝劑的摻入，水下不分散混凝土粘性大大提高，要使水下不分散混凝土達到自流平、自密實，得到流動性好的水下不分散混凝土，其單位用水量比普通混凝土要大得多。一般坍落擴展度要達到45cm左右，水下不分散混凝土的單位用水量約為230kg/m³。試配時還可加入減水劑、引氣劑等并輔以調(diào)整砂率、選擇粗骨料的最大粒徑等方法，盡可能降低單位用水量。

（5）單位水泥用量

單位水泥用量是根據(jù)單位用水量和水灰比確定的。水下不分散混凝土單位用水量大，因此單位水泥用量也大。一般水下不分散混凝土強度≥20MPa時，單位水泥用量≥400kg/m³。

（6）砂率

與水下不分散混凝土的流動性有一定關(guān)系，其砂率大小應使水下不分散混凝土有適宜的流動性，以單位用水量最小來確定。砂的細度模數(shù)越小，其砂率也應減少，一般控制在35％~45％為宜。

（7）粗骨料最大粒徑

粗骨料的最大粒徑與水下不分散混凝土抗分散有一定關(guān)系。粗骨料粒徑過大，混凝土在水下澆筑容易分離，且容易使混凝土過渡區(qū)產(chǎn)生缺陷，影響水下不分散混凝土的質(zhì)量。最大粒徑的選擇一定要和混凝土的質(zhì)量、混凝土的經(jīng)濟性綜合考慮，一般情況下最大粒徑在40mm以下。同時要求不得超過構(gòu)件最小尺寸的1/4及鋼筋間距的3/4。

（8）絮凝劑和其他外加劑的摻量

絮凝劑賦予水下不分散混凝土一定的粘稠性，使水下不分散混凝土在水下澆筑時不分散、不離析。一般絮凝劑的摻量與混凝土的粘稠性大小有關(guān)，為此，絮凝劑的摻量可根據(jù)施工方法、施工條件等通過試驗來確定，一般絮凝劑摻量占水泥重量的1％~2.5％。

對于其他外加劑需進行與使用目的相適應的試驗，一般絮凝劑與各種減水劑、引氣劑等相容性都比較好。

（9）含氣量

對于水下不分散混凝土含氣量與一般混凝土要求相同，但在處于潮差段的水下不分散混凝土要求含氣量達到5％。

3．試配和校準

試配是水下不分散混凝土配合比設(shè)計中的一個重要階段，混凝土試配量一般為15~30L，試配時，主要測定水下不分散混凝土的流動性、抗分散性、抗壓強度等主要性能。試配與原配合比設(shè)計有不符合之處，應通過用水量、水灰比、絮凝劑及外加劑用量、混凝土級配等加以調(diào)整。當對施工的混凝土還有其他性能要求時，也要對其他項目進行試驗。

4．攪拌

水下不分散混凝土的攪拌與普通混凝土大致相同。攪拌時將水泥、骨料與絮凝劑和其他外加劑同時加入進行攪拌約20~30s，然后加水攪拌，根據(jù)施工需要，若絮凝劑與流化劑同時使用，可根據(jù)運輸時間、流化劑的流動性損失和施工條件等，可將流化劑采用后摻法，待運輸后在現(xiàn)場附近摻入并進行攪拌30~40s。由于水下不分散混凝土粘性大，要想制備勻質(zhì)混凝土，最好采用強制式攪拌機，攪拌時間一般是2~3min，并應通過試驗加以確定。若施工現(xiàn)場不具備強制攪拌條件，也可采用正反轉(zhuǎn)可傾式攪拌機進行攪拌，但攪拌時間需延長到3~6min。若在攪拌車中加入絮凝劑進行攪拌時，根據(jù)攪拌車的攪拌能力，最短需攪拌5min以上。當攪拌機內(nèi)的水下不分散混凝土未全部排出時，不得投入下批材料進行攪拌，攪拌停止后，必須對攪拌機進行徹底清洗。

5．運輸與澆筑

（1）運輸

水下不分散混凝土工程量大，必須在混凝土攪拌站集中攪拌再運往現(xiàn)場時，一般陸上運輸有攪拌車或車載吊罐、料斗等，水上運輸用吊罐、料斗等裝在駁船上運往現(xiàn)場。

若在現(xiàn)場攪拌，現(xiàn)場運輸必須考慮工程條件、施工環(huán)境、混凝土量、混凝土工作性能及經(jīng)濟性等。一般現(xiàn)場運輸方法有混凝土泵、吊罐或料斗、溜槽及手推車運輸?shù)?。棍凝土泵適用于現(xiàn)場較長距離運輸，運距（水平壓送）可達200m，運輸量一般為9~30m³/h，一般大中型水下工程比較適宜。吊罐或料斗運輸對中小型水下工程比較適用，運輸距離一般不超過50m，每次運輸量為0.5~2.0m3/次。溜槽適用于混凝土流動性較好、水深不超過2m的水下直接澆筑工程，運輸量一般為30m3/h左右。手推車適用水深不超過2m的小型水下工程，運輸量為0.05~0.2m3/次，施工比較靈活，但由于水下不分散混凝土粘性大，卸車較困難，在混凝土運輸結(jié)束時，應清選運輸設(shè)備。

（2）澆筑

水下不分散混凝土的澆筑主要有導管法、泵送法、容器（吊罐、料斗）開底法、溜槽法、袋裝法、模袋法、自流灌漿法等。

水下不分散混凝土導管法施工與普通混凝土導管法施工要求基本相同。由于水下不分散混凝土的自流平性和抗分散性，很少出現(xiàn)水下流動帶來的混凝土質(zhì)量下降，其流動直徑可達4~6m，所以在導管配置時，應考慮到水下不分散混凝土的特性。澆筑時除要求能連續(xù)將混凝土供給料斗外，并應盡可能將料斗的容積加大，以保證混凝土連續(xù)澆筑。在保證混凝土能連續(xù)澆筑的條件下，也可將盡管下端從混凝土中拔出0.5m以內(nèi)，使混凝土在水中自由下落，也能保證混凝土的質(zhì)量。導管法施工一般水流速度要求小于3m/s。

泵送法施工與普通混凝土基本相同。但由于泵送水下不分散混凝土的管內(nèi)壓力損失一般為普通混凝土的2~3倍，有時會達到4倍，因此，在泵送較長距離時，必須擴大管徑，降低輸送速度，減少彎頭，加大輸送泵壓等。水下不分散混凝土泵送施工時，其水流速度要求小于3m/s。

容器開底法。裝有水下不分散混凝土的開底容器如料罐或料斗放入水下澆筑處后，澆筑時容器底必須易于開啟，在不妨礙施工的情況下，宜盡量采用大容量的容器，底的形狀以水下不分散混凝土能順利流出為佳。由于容器用吊車運輸，可在垂直、水平部位靈活澆筑，施工技術(shù)相對導管法和泵送法要求較低，操作比較簡便。

溜槽法。一些小型工程可將水下不分散混凝土沿溜槽直接滑入澆筑的水下構(gòu)筑物中，其溜槽長度一般為5~30m。溜槽法要求水下不分散混凝土易于流動，溜槽與水平夾角一般應不小于60°。

無論哪種澆筑方法，在澆筑前應充分考慮運輸與澆筑機具的配套與銜接，應對其機具進行認真檢查，以防止出現(xiàn)故障。

6．模板與養(yǎng)護

（1）模板

水下不分散混凝土的模板由于有垂直荷載、水平荷載作用及側(cè)壓力較大，所以模板必須能準確無誤地確保所施工的構(gòu)筑物的位置、形狀和尺寸。模板組裝要求嚴密，大型模板應盡量在水上安裝，模板組裝和拆卸作業(yè)應力求操作簡單、易行，注意安全

（2）養(yǎng)護

水下不分散混凝土澆筑到水下后，在養(yǎng)護中不必對干燥、凍融等加以考慮。雖然水下不分散混凝土有較大的粘性，對動水和波浪抵抗力較強，但還應采取相應的養(yǎng)護措施，在混凝土表面最好有所遮蓋，以避免動水、波浪的沖刷和掏空。混凝土澆筑后，要養(yǎng)護到混凝土達到必要的拆模強度，才能拆除模板。