某水电站大坝现浇混凝土外观质量控制探究

某水电站大坝现浇混凝土外观质量控制探究

某水电站大坝现浇混凝土外观质量控制探究　　摘要：为保证混凝土外观质量，创惠蓄精品工程，施工局技术、试验人员进行了大量的试验工作，对施工配合比和施工工艺进行了调整，基本解决了混凝土表观质量问题。关键词：混凝土、表观质量、试验、配合比中图分类号：TV42文献标识码：A文章编号：某水电站项目自开工以来业主就提出了“创精品工程”的口号，因此对混凝土表观质量控制要求非常严格，但由于该水电站原材料的原因（主要是河砂），现浇混凝土表面容易出现露砂、泌水现象，严重影响混凝土外观质量。针对以上混凝土表面外观质量问题，为保证混凝土外观质量，创精品工程，我项目部技术、试验人员进行了大量的试验工作，对施工配合比和施工工艺进行了调整，基本解决了混凝土表观质量问题。一、原材料1、水泥：广州水泥厂“银羊”牌P.O32.5普通硅酸盐水泥。2、粉煤灰：广州黄埔电厂二级灰。8n3、外加剂：采用湖北荆州贺达外加剂厂生产的UNF-3减水、我公司生产的TG-1引气剂、浙江龙游外加剂厂生产的ZB-1A高效减水剂。4、碎石：采用业主砂石料场5～20mm、20～40mm、40～80mm三种级配人工碎石。经检测：大石的超径经两次检测均超过施工规范要求，逊径有一次超过要求。5、砂：业主料场提供的当地东江河砂、细粉砂。该河砂品质好，属中粗砂，表面光滑，但级配不好，主要细颗粒0.16mm以下太少，仅有2%左右，又因砂的石英含量较多，砂的吸水率较小（0.8%）。6、水：采用河水。二、室内试验确定配合比首先，从改变河砂级配入手，向河砂中掺加细粉砂或粉煤灰，以增加河砂中细颗粒含量，改善混凝土的和易性及外观质量。其次，为了比较外加剂的泌水情况，从另一工程局施工项目部借来龙游外加剂厂生产的ZB-1A减水剂，与我项目部正在使用的荆州外加剂厂生产的UNF-3减水剂做混凝土对比泌水试验。1、掺加细粉砂8n在细粉砂掺加量方面，我项目部做了掺15％和20％的两种试验。从试验结果表明，掺加了细粉砂的混凝土单位用水量偏高，水泥用量增加；掺15%的细粉砂拌制的混凝土和易性比掺20%的细粉砂要差，混凝土坍落度偏小，故采用掺加20%细粉砂拌制混凝土。掺加了20％细粉砂的河砂细度模数FM为2.63，0.16mm以下的细颗粒含量为4.37％，级配曲线见（下图）。砂筛分曲线备注:该砂曲线图为掺20%的细粉砂图,级配良好混凝土试验结果见下表。另外，从混凝土拌制情况看，掺加了细粉砂的混凝土和易性较好，外观一般，粘聚性较好；室外测试混凝土的凝结时间（气温17～26℃），初凝为9小时，终凝时间为13小时20分，凝结时间完全能满足施工的需要。2、粉煤灰取代部分河砂项目部试验室在配制混凝土时，用粉煤灰代替5%的砂。从试拌出来的混凝土来看，和易性比掺20%细粉砂的混凝土粘聚性更好。因为粉煤灰的颗粒比细粉砂的颗粒细小，增加了混凝土的粘度，而且同标号同级配混凝土单位用水量比掺20%粉砂的要少。试验配合比如下：3、混凝土泌水率试验8n项目部试验室模拟现场施工所用的原材料，在拌制时用粉煤灰代替5%的砂。3组混凝土用相同的原材料，相同的用量，坍落度控制在5~7cm，外加剂均为0.7%，试验温度为16℃，混凝土温度为15℃。试验表明，各组混凝土的泌水率都很小。试验结果如下表：三、室外试验由于主坝消力池左边墙混凝土采用掺加20%细粉砂的配合比，外观质量不理想，因此，我项目部在12月4日、12月6日、12月9日、12月18日浇筑的试验块，采用粉煤灰取代砂的C9020三级配常态砼配合比（见下表），试验情况分述如下：1、第一块试验块试验块长4.5m，宽0.6m，高2m。模板由2块3×2.1m的翻升模板和0.3×1.5m的小钢模组合而成，模板表面涂新机油作为脱模剂；混凝土采用3m3水工型强制式拌和机拌和，拌和时间90s；采用20T自卸汽车载1.5m3立罐运输；吊车吊立罐通过导管入仓。混凝分层厚度小于40cm，人工持φ70mm软轴振捣棒振捣。8n试验块于12月4日上午9：00开始浇筑，浇筑前在仓底平铺一层砂浆，以利层面结合。由于第一车混凝土坍落度过大，在仓面外作废料处理，其后的混凝土坍落度均控制在4.5cm左右。在混凝土浇筑过程中，仓面无泌水现象。试验结果表明，大模板上部50cm范围内有少量气泡，表面无水纹，中部混凝土表面质量比较好，底部50cm范围内混凝土表面水波纹现象严重，尤其是靠底板处还有露砂、露骨料现象；用小模板浇筑的混凝土情况较好，除底部有水波纹现象外，其它部分外观均可接受。我项目部施工、技术、试验室人员针对混凝土气泡、水波纹、露骨料现象进行了分析，分析结果如下：大模板上部出现的少量气泡，是由于考虑到混凝土收仓抹面的需要，将最后一层混凝土的坍落度适当增大，混凝土稍微振捣就出浆，振捣时间过短的结果；底部出现的露砂、露骨料现象可能是仓底铺砂浆后，砂浆泌水大，而且模板底部漏浆后，将水泥浆液带走的结果；考虑到小模板底部出现的水波纹现象较少，而大模板较多，可能是大模板缝隙少，混凝土产生的泌水不能排出。2、第二块试验块试验块长3m，宽0.6m，高2m。模板采用2块3×2.1m的翻升模板，两侧为小钢模；采用3m3水工型强制式拌和机拌和，拌和时间90s；混凝土采用20T自卸汽车载1.5m3立罐运输；吊车吊立罐导管输送入仓，人工持φ70mm软轴振捣棒振捣。8n并针对第一块试验块出现的问题，做了改进措施。在模板底部垫一层海绵，以防止漏浆，并在仓底铺水泥净浆；底部将一块大模板靠底部10cm的位置打二排孔，孔径1mm，孔距10cm，排混凝土的泌水；将混凝土控制在3cm左右的坍落度；混凝土振捣时，振捣棒距模板边10cm，振捣棒振捣间距40cm以内；同时，为检验植物油与机油作为脱模剂的效果，在立模前将一块模板涂上机油，一块模板涂上植物油。第二块试验块混凝土表面质量并没有太大改观，气泡有所减少，水波纹、露砂现象仍然存在。机油和植物油作为脱模剂，脱模效果没区别。经过分析，认为还是由于混凝土泌水引起水波纹、露砂现象，决定从混凝土配合比入手，更换外加剂，是否能增强混凝土保水效果；另外，在混凝土在浇筑过程中，模板是否有轻微的移动，造成上层混凝土的泌水渗到下层混凝土表面上，引起水波纹和露砂现象。3、第三块试验块在这一块试验块中，我项目部使用浙江龙游ZB-1A高效减水剂，并将两块大模板用钢筋对拉、内撑牢固，避免在混凝土浇筑时发生位移。试验块尺寸、施工工艺同第二块试验块。第三块试验块混凝土表面质量依然没有太大改观，水波纹、露砂现象仍然存在。8n4、第四块试验块根据我公司专家提供的建议，在本块试验块混凝土中掺加功能性外加剂“保水灵”，掺量为胶凝材料的0.003％，以增强混凝土保水效果，减少水波纹现象。从试验结果表明，功能性外加剂“保水灵”的采用基本上消除了混凝土表面水波纹现象。由于用3m3的拌和机拌制0.5m3的混凝土，第一机料不好控制，骨料出现超秤，坍落度小导致试验块底部出现露骨料现象。四、现场施工我项目部于12月14日上午11时开始浇筑大坝714～715.5m升层碾压混凝土，12月16日凌晨3时完成。在常态混凝土施工时，在现场观察岸坡C15垫层混凝土的泌水较大，上游面防渗体C20混凝土泌水相对较小。拆模后上游面混凝土表面外观质量较好，基本上无大的气泡、泌水、露砂现象，且底部混凝土也无露骨料现象，质量基本达到优良水平。五、结束语8n通过一系列的室内外试验、试验块的浇筑和主坝混凝土浇筑，可以看出无论是掺用20%的细粉砂，还是粉煤灰超量取代，都不能彻底消除混凝土表面水波纹、露砂、甚至露骨料的外观质量；小模板浇筑出的混凝土表面外观质量相对要好，可以接受，但大模板浇筑出的混凝土表面出现水波纹、露砂及骨料的现象比较严重。分析其原因：①东江河砂品质好，属中粗砂，表面光滑，但级配不好，主要细颗粒在0.16mm以下太少，仅有2%左右，使混凝土拌和物的和易性较差；②因砂的石英含量较多，砂的吸水率较小（0.8%），造成砂的吸附能力与水泥的粘结能力较差，只要混凝土稍有泌水就会出现露砂现象。经过分析、向我公司混凝土技术专家咨询，我们认为可采用以下几种措施减少混凝土水波纹、露砂等现象，确保混凝土外观质量。1）采用功能性外加剂，如“保水灵”等外加剂以增加混凝土的粘结力，防止混凝土的分离，减小混凝土的坍落度损失及泌水，可基本上消除混凝土水波纹现象；2）控制混凝土拌和时间，保证成品料的均匀性；3）控制混凝土的坍落度，降低泌水；4）施工过程中加强振捣，减少混凝土气泡。8