罗建强
(新疆北方建设集团有限公司 新疆奎屯 833200)
硅粉混凝土具有抗渗、抗冲耐磨、高强性能的特点,被大量用于水工建筑物的抗冲刷部位如水闸底板、消力池、大坝泄流洞、溢洪道等部位。同时硅粉混凝土又具有粘聚性大、强度高、初凝时间短、早期强度发展较快等特点,表面水分蒸发过快极易导致混凝土表面产生干缩裂缝,这主要是因为硅粉混凝土主要渗和料—硅粉的主要成分为SiO2,其颗粒细、活性高,混凝土在施工浇筑过程中和终凝前,当表层水分的蒸发速度大于混凝土的泌水速度时,混凝土表面就会出现干缩裂缝,泌水速度越小,塑性干缩越严重,在混凝土中渗加硅粉后,混凝土几乎不泌水,就造成硅粉混凝土表面干缩裂缝现象较普遍,虽然通过早期加强养护可以有所减少,但硅粉混凝土表面裂缝现象仍然不可避免。其次硅粉混凝土施工时,由于粘聚性大的特点,不易收光抹面,往往出现硅粉混凝土表面蜂窝、麻面较多,光洁度较差,影响了其性能的作用。
如在硅粉混凝土浇筑入仓振捣后,第一遍收光完后,即用0.08mm厚白塑膜覆盖,隔绝与空气的接触,防止混凝土表面水分蒸发过快,同时又降低了混凝土表面和内部的温度差,从而有效地消除硅粉混凝土表面形成干缩裂缝,在硅粉混凝土表面初凝前再进行第二遍的膜上收光,由于是在膜上收光,不和浆液直接接触,以解决了硅粉混凝土施工时不易收光抹面的难题,保证硅粉混凝土表面的光洁度及平整度。
奎屯河九级电站工程是一座引水式水电站,由于奎屯河属多泥沙河流,悬移质年均含沙量1.187kg/m3,多年平均输沙量77.62万t,其汛期平均含沙量1.795kg/m3,为降低泥沙对水电站的影响,设计在引水渠上设置了一座排沙漏斗,排沙漏斗直径为30m,排沙廊道长158m,坡度1:7.07,设计流速2m/s。排沙漏斗底板采用C25混凝土作基面,上加设一层150mm厚C60硅粉混凝土,排沙廊道在350mm厚C20混凝土的墙身及底版的迎水面加设一层150mm厚的硅粉混凝土,硅粉混凝土工程量780m3,在施工中对底板硅粉混凝土采用表面覆膜和膜上收光技术,不但消除硅粉混凝土表面形成的干缩裂缝,硅粉混凝土表面的光洁度及平整度得到明显提高。
施工准备→测量放线→支模验收→硅粉混凝土拌制→运输→入仓振捣→木抹搓平→铁抹收光一遍→表面盖膜→铁抹膜上二次收光→养护揭膜
2.2.1 原材料
原材料进场时,由质检员和材料员严格控制质量关,并按规定进行抽样复检。
2.2.2.施工准备
(1)施工前做好施工用水、电、道路和场地平整工作以及施工仓库、搅拌场地、模板加工场、材料堆场等临时设施的规划工作。做好BM高程、轴线的复测及整理工作。
(2)做好施工前材料试验。按进场计划组织材料、设备进场,满足工程的需要。组织工程所需的技术工人和普通工人进场,进行开工前的培训工作。
(3)根据硅粉混凝土施工方案,做好技术交底工作。
2.2.3.现场测量放线
按照“内业预测指导→外业现场实测、记录→操作、自我复核、记录→专业测量工程师复核、记录→向施工员和质检员下发放样通知单”的程序控制,根据设计图纸要求及施工测量规范对建筑物进行实际测量,并绘制模板图,标出阴、阳角板块尺寸和成品板块尺寸,由模板操作班组进行加工,配制。施工技术人员在原设计混凝土面上进行弹线,模板操作班组人员按设计确定模数进行排板。
2.2.4.模板支护
模板采用定型钢模或稳固性和刚度良好的大面板,按设计图纸放样后安装模板,由施工技术人员在已固定好的外架上引测好轴线、高程。模板操作人员将已配好的模板按轴线、高程将模板进行固定,确定模板的稳定性和牢固性。支模时按设计结构量好距离,安装5个仓面后测量其总长度,保证混凝土的几何尺寸等符合设计要求。
模板涂刷隔离剂,防止粘膜,模板制做的数量,按日浇筑量计划,为浇筑仓数的2-2.5倍,满足施工强度。
2.2.5.硅粉混凝土浇筑
(1)施工场地、用水、用电
硅粉混凝土拌和场设在距排沙漏斗300m处,混凝土拌和系统包括30~60kW发电机组、水池或水箱、砂石料堆放场,水泥仓库等配套设施及外加剂处理设施等部分组成。
施工供电均采用网电,拌和站需备用60kW柴油发电机做为施工辅助电源,浇筑现场采用30kW发电机。施工用水抽取河水或渠水,拌和场设一座12m3蓄水池。砂和骨料可直接运至拌和场地,场地面积800m2,并分开分别对其硬化处理,不同粒径的骨料分别堆存,设置隔离设施。
(2)硅粉混凝土拌制
配合比所用原材料均须检验合格后方可使用,按配合比严格配料,严格控制计量偏差,水泥计量偏差不得超过±1%,水泥和外加剂不得超过±1%,粗、细骨料不得超过±2%,确保硅粉混凝土的和易性,保证硅粉混凝土的强度
由于拟浇筑硅粉混凝土工程量不大,日浇筑强度不高,硅粉混凝土拌制采用0.5L强制式搅拌机,在模板支护的同时,对拌和机械设备进行调试,办理开机合格证后,根据配合比进行下料(见表1)。
表1 奎屯河九级电站排沙漏斗工程C60硅粉混凝土的配合比
将每50kg水泥所对应的各种原材料投入配料口,投料顺序:先投入砂、石骨料,再投入水泥、硅粉,干拌后,再加入水、NF高效减水剂,搅拌时间要较常规混凝土延长1~2min,采用这种方法可提高混凝土的均匀性和强度。
在硅粉堆放时要注意勿让其受压、受潮,以免硅粉结块后难与水泥搅拌均匀,影响混凝土的拌和质量。
(3)混凝土运输、入仓及振捣
采用小型运输车运送硅粉混凝土,在运输过程中,运浆道路要平整,应尽量缩短运输时间及减少运转次数。硅粉混凝土的拌和、运输、入仓到振捣时间不要超过40min为宜。
入仓采用自制式溜筒下料,混凝土浇筑采用跳仓浇筑法。第一层浆入仓前,对原基础常规混凝土要清除表面松软层、油污及其它脏物,用水冲洗干净,保持其表面湿润,并涂刷水泥结合浆。硅粉混凝土入仓需连续浇筑,振捣须均匀,混凝土入仓后,人工平仓。面板混凝土采用1.5~2.2kW低频平板振动板振捣,模板四周采用1.5kW插入式振动棒辅助振捣。分层浇筑时振动棒需深入下层硅粉混凝土内不小于5cm,每层厚度不超过20cm,硅粉混凝土不能有漏振现象。
(4)收光抹面
待硅粉混凝土振捣完毕后,即由操作人员用木抹进行搓平,铁抹进行第一次收光,直至平整度符合要求,然后用0.08mm厚膜具有一定的柔韧性白塑膜覆盖,塑膜表面要拉扯平整,不允许有褶皱、气泡,以免影响硅粉混凝土表面的光洁度,平整度。
第一次收光并覆盖塑膜后,要控制好硅粉混凝土初凝时间,并及时在膜上进行第二次收光,在抹面时,要禁止操作人员直接踩蹋在混凝土表面,可采取一定的收光顺序,一次性收光满足要求。
每一遍收光时,如遇高温或大风天气,可设置挡风、遮阳并采取喷雾保湿等措施,防止在第一遍收光时发生因风吹日晒而过早产生干缩裂缝
2.2.6.养护
硅粉混凝土表面须时刻保持湿润,12h后将膜开孔浇水养护,开孔孔径为30mm,空距宜为500mm。保持硅粉混凝土表面湿润,3d后将膜回收,可采取常规覆盖并洒水养护至规范要求龄期。
2.2.7.注意要点
与常规混凝土相比,硅粉混凝土在浇筑过程中在以下几点要特别注意:
(1)硅粉混凝土早期强度增长较快,因此硅粉混凝土的拌和、运输、入仓到振捣时间在满足质量要求的前提下要尽可能短,为抹面提供充足的时间。
(2)用于水工抗冲刷部位的硅粉混凝土由于厚度不大,为防止和下层的常规混凝土充分结合,对原基础常规混凝土要清理干净,保持其表面湿润24h,浇筑时再涂刷水泥结合浆。
(3)硅粉混凝土浇筑时间要避开炎热天气,尽可能防止风吹日晒。
(4)膜上收光时,采用铁抹收光,铁抹要清理干净,防止收光时损伤塑膜。
2.2.8 质量控制措施
(1)混凝土浇筑基面必须经工程验收,几何尺寸符合要求。
(2)加强原材料质量检验,各种原材料必须经检验合格后,方可使用。
原材料检验必须坚持“三证”、进场检验和“取样试验”制度,这三个环节有一个达不到要求,不得进行混凝土浇筑工作。
(3)落实混凝土拌和开机合格证制度。在浇筑前,按开机合格证的要求,认真检查各项工作质量,落实劳力、机械、材料以及混凝土配合比的调整试验,认真做好混凝土浇筑过程中的质量检测工作,施工员和质检员每台班要在拌和机的出机口和浇筑现场抽查混凝土拌和坍落度、含气量及制作混凝土试块
(4)硅粉混凝土施工要坚持先做样板试点,后大面积铺开,刚开始施工,不能图快,先在一个施工段做样板段,摸清劳力、机械组合,待经验成熟后,可示范给其他施工队,整个工地可推广执行。
硅粉混凝土采用覆膜收光,经济实用,覆盖用膜价廉,使用成本低,能有效防止硅粉混凝土表面干缩裂缝,表面的光洁度及平整度得到明显提高,同时又具有机理明确、工艺简单、质量可靠、造价低等优点。可广泛加以推广。