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(xì)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(xì)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(dá)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(yīng)統(tǒng)一綜合考慮，并應(yīng)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(dá)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(dá)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(yīng)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(xì)度模數(shù)越小，其砂率也應(yīng)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(yīng)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(dá)到5％。

3．試配和校準(zhǔn)

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(yīng)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(dāng)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．?dāng)嚢?/span>

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?dāng)嚢?，根?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(yīng)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(dāng)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(dá)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(yīng)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(dǎo)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(dǎo)管法施工與普通混凝土導(dǎo)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(dá)4~6m，所以在導(dǎo)管配置時，應(yīng)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(yīng)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(dǎo)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(dá)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(dǎo)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(yīng)不小于60°。

無論哪種澆筑方法，在澆筑前應(yīng)充分考慮運輸與澆筑機具的配套與銜接，應(yīng)對其機具進行認(rèn)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(zhǔn)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(yán)密，大型模板應(yīng)盡量在水上安裝，模板組裝和拆卸作業(yè)應(yīng)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(yīng)采取相應(yīng)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?；炷翝仓螅B(yǎng)護到混凝土達(dá)到必要的拆模強度，才能拆除模板。