混凝土原材料與施工縫處理

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在混凝土壩樞紐工程中，用于混凝土工程施工的各種費(fèi)用約占整個工程總投資的60%~70%，這充分表明混凝土工程關(guān)系到整個工程建設(shè)的質(zhì)量、工期、投資和效益。
    現(xiàn)就DL/T 5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》（簡稱《規(guī)范》）涉及到的混凝土原材料和施工縫處理，進(jìn)行綜述。
    1、混凝土原材料
    近代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使筑壩技術(shù)對混凝土工程有新的更高的要求，如水工混凝土應(yīng)滿足抗壓、抗拉、抗?jié)B、抗凍、抗裂、抗沖耐磨和抗侵蝕等要求。
    《規(guī)范》中要求采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。很多方面要通過原材料的選用和控制來達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
    1.1 水泥
    水工混凝土選擇水泥品種的原則主要是根據(jù)工程部位、技術(shù)要求和環(huán)境條件。對水位變化區(qū)外部混凝土、有抗沖耐磨和抗凍要求的混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，也可選用普通硅酸鹽水泥。選用中熱硅酸鹽水泥，既可滿足混凝土各項(xiàng)性能要求，又可降低混凝土發(fā)熱量，減少溫度裂縫。內(nèi)部混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥，也可選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥...等。環(huán)境水對混凝土有硫酸鹽侵蝕時，應(yīng)選擇抗硫酸硅酸鹽水泥。為防止堿活性骨料膨脹，水泥堿含量≤0.6%，熟料堿含量≤0.5%。
    熟料中氧化鎂含量不超過5%，宜在3.5%~5%范圍。抗硫酸鹽水泥中SO3含量不得超過2.5%，礦渣硅酸鹽水泥中SO3含量為4%~7%，其他水泥品種中SO3含量不得超過3.5%。特別強(qiáng)調(diào)每一個工程所用水泥品種以1~2種為宜，并應(yīng)固定供應(yīng)廠家。
    《規(guī)范》中還強(qiáng)調(diào)應(yīng)優(yōu)先使用散裝水泥。散裝水泥的運(yùn)輸可以用散裝水泥罐、散裝水泥車、集裝箱等。規(guī)定水泥進(jìn)入工地的儲罐溫度不宜超過65℃，特殊情況下，允許放寬到70℃。
    1.2 骨料
    水工混凝土可選用天然骨料、人工骨料，或兩者互相補(bǔ)充。選用人工骨料時，有條件的地方宜選用石灰?guī)r質(zhì)的料源。
    特別強(qiáng)調(diào)如骨料供應(yīng)發(fā)生變化時，應(yīng)按照現(xiàn)行建筑材料規(guī)程進(jìn)行詳細(xì)的補(bǔ)充勘察和堿活性成分含量試驗(yàn)，未經(jīng)專門論證，不得使用堿活性骨料。有潛在的堿骨料反應(yīng)時，限制水泥、外加劑、摻合料中的堿含量是防止堿骨料反應(yīng)的主要措施。
    細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、清潔、級配良好；人工砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4~2.8范圍內(nèi)。有條件時，細(xì)骨料可分兩級使用。細(xì)骨料應(yīng)采取脫水、排水、遮蓋和加強(qiáng)管理等綜合措施，保持含水率穩(wěn)定，人工砂飽和面干的含水率不宜超過6%。細(xì)骨料的含水率穩(wěn)定，仍然是控制水膠比和混凝土出機(jī)口坍落度穩(wěn)定的重要措施之一。
    1.3 摻合料
    目前混凝土摻合料有粉煤灰、硅粉、凝灰?guī)r粉、磷渣粉加凝灰?guī)r粉等。
    我國的Ⅰ級、Ⅱ級粉煤灰，特別是Ⅰ級灰，具有明顯的減水增強(qiáng)和顯著改善混凝土多種性能的效果，并可降低混凝土水化熱溫升?！兑?guī)范》提出宜優(yōu)先選用Ⅰ級和Ⅱ級粉煤灰。三峽二期工程全部使用了Ⅰ級粉煤灰。
    1.4 外加劑
    水工混凝土常用的外加劑有：引氣劑、普通減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝劑、泵送劑等。
    一個工程摻用同種類外加劑的品種宜選用1~2種，并由專門生產(chǎn)廠家供應(yīng)，以保證混凝土質(zhì)量。
    混凝土摻入適量引氣劑，能產(chǎn)生分布均勻的細(xì)微氣泡，含氣量控制在4.5%~5.5%范圍內(nèi)，可以改善混凝土和易性，顯著提高硬化混凝土抗凍性。
    三峽工程設(shè)計(jì)時選取花崗巖人工骨料，但試驗(yàn)表明：花崗巖人工骨料粒形較差，顆粒表面粗糙，需水量增加，相應(yīng)增加水泥用量和水泥水化熱，對混凝土耐久性和干縮等不利。通過試驗(yàn)研究，原材料方面采取優(yōu)化配比等綜合措施，采用了減水率大于18%的緩凝高效減水劑，摻用需水量比為90%左右的Ⅰ級粉煤灰和優(yōu)質(zhì)引氣劑，使減水率達(dá)到30%以上。
    1.5 混凝土總含堿量控制
    為了提高混凝土的耐久性和使用年限，必須提高混凝土密實(shí)程度和抗凍、抗?jié)B及抗侵蝕的能力，為此，除了優(yōu)化混凝土配比以外，還應(yīng)控制混凝土組成材料的總含堿量。國內(nèi)外對混凝土總含堿量的規(guī)定可供參考：美國≤3.3 kg/m3,英、日≤3.0 kg/m3，澳大利亞≤2 kg/m3，三峽工程人工骨料沒有潛在的堿活性成分，為了確保工程安全，規(guī)定人工骨料混凝土堿總含量≤2.5 kg/m3，這是非常嚴(yán)格的，也是可靠的。
    2、施工縫處理
    大壩混凝土分層分塊澆筑產(chǎn)生的水平施工縫，縫面一般有水泥浮漿所形成的乳皮，嚴(yán)重影響了層間結(jié)合，降低抗剪和抗拉強(qiáng)度，采取措施處理好施工縫面是確保大壩混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。
    2.1施工縫面處理標(biāo)準(zhǔn)
    混凝土縫面處理標(biāo)準(zhǔn)：“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”。為此，需在澆筑前清掃縫面上的污物和灰塵并排除積水。
    2.2 施工縫面處理方法
    ①人工鑿毛：勞動強(qiáng)度大，工效低；
    ②高壓水沖毛：沖毛水壓力達(dá)25~50 MPa，效率高，間歇期超過2周，沖毛效果差；
    ③低壓水沖毛：在混凝土終凝后，用0.3~0.6 MPa的水壓沖毛，可能會沖掉2~3 cm厚的表層混凝土；
    ④利用風(fēng)砂槍沖毛：對齡期長的混凝土沖毛有效，但費(fèi)工費(fèi)時費(fèi)料