大流態(tài)高保塑混凝土施工工法工法特點

一、《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》在混凝土中運用自行研制的減水保塑劑，通過減水保塑劑生產(chǎn)、減水保塑劑產(chǎn)品質(zhì)量控制、高保塑大流態(tài)混凝土配合比設(shè)計、高保塑大流態(tài)混凝土生產(chǎn)施工質(zhì)量控制，形成大流態(tài)高保塑混凝土施工工藝。

該施工工藝技術(shù)便利，生產(chǎn)施工過程易于控制，能夠有效提高混凝土施工過程質(zhì)量控制水平，能加快混凝土施工速度、提高效率、節(jié)約資源和勞動力。

二、專有名詞

根據(jù)《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》的具體特點提出，其中大流態(tài)混凝土參照馮乃謙《流態(tài)混凝土》一書，其余均自行定義。

1.大流態(tài)混凝土

坍落度達(dá)到200±20毫米，擴展度達(dá)到500～600毫米，和易性能良好的混凝土。

2.高保塑混凝土

坍落度、擴展度可保持2.5小時以上不損失的混凝土。

3.大流態(tài)高保塑混凝土

坍落度達(dá)到200±20毫米，擴展度達(dá)到500～600毫米，且2.5小時后流動性能還能滿足大流態(tài)要求的混凝土。

4.減水保塑劑

以礦物超細(xì)粉為載體，物理吸附高效減水劑制備而成，具有抑制流態(tài)混凝土坍落度損失作用的外加劑。

截至2005年，隨著中國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，建筑物的結(jié)構(gòu)形式、強度、高度等屢創(chuàng)新高，在混凝土的生產(chǎn)、運輸和施工過程中對混凝土的強度、坍落度、保塑性等提出了更高的要求，也為混凝土行業(yè)的發(fā)展帶來很大的機遇與挑戰(zhàn)。在通常的大流態(tài)混凝土施工工藝中，一般可保持混凝土坍落度90分鐘不損失，而流動性能的另一關(guān)鍵指標(biāo)擴展度不能得到很好的保持，施工過程中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯就無法滿足大流態(tài)混凝土施工工藝要求，混凝土施工質(zhì)量無法保證?！洞罅鲬B(tài)高保塑混凝土施工工法》通過對混凝土原材料、外加劑及生產(chǎn)施工工藝的研究，不僅能較好地解決混凝土強度與高流態(tài)的矛盾，節(jié)約能源與勞動力，同時為混凝土的自密實、可泵性、頂升和噴射性能等提供了可靠技術(shù)支持，可有效提高企業(yè)的市場競爭力。

大流態(tài)高保塑混凝土施工工法適用范圍

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》的適用范圍有：

1.適用于采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥生產(chǎn)C20～C50強度等級的素混凝土、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、高性能混凝土結(jié)構(gòu)施工。

2.對混凝土保塑性能要求特別高的工業(yè)與民用建筑工程混凝土施工，特別是使用商品混凝土?xí)r，運距遠(yuǎn)、施工時間長、現(xiàn)場對混凝土流動性能要求高的混凝土結(jié)構(gòu)工程和特殊異形部位。

3.適用于鋼管混凝土、大壩混凝土等特殊混凝土施工。

4.宜用于日最低氣溫-5℃以上的大流態(tài)混凝土施工。

大流態(tài)高保塑混凝土施工工法工藝原理

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》應(yīng)用《減水保塑劑研制開發(fā)與工程應(yīng)用》科技成果，通過向混凝土添加自行研制的減水保塑劑，開發(fā)出大流態(tài)高保塑混凝土。其主要是利用一種礦物超細(xì)粉對減水劑的吸附與解吸作用，在混凝土體系中不斷釋放減水劑，維持混凝土液相中減水劑的濃度，也就是維持水泥粒子表面吸附減水劑的量，從而維持水泥粒子表面的Zeta電位，達(dá)到維持水泥分散的目的，從而保持混凝土的工作性能，有效地解決了普通混凝土施工工藝中存在的流動度小和工作性能損失問題，提高了混凝土施工性能和工作效率，為結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)良提供了可靠的保證。

大流態(tài)高保塑混凝土施工工法施工工藝

• 工藝流程

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》的關(guān)鍵技術(shù)是混凝土的保塑技術(shù)，因此減水保塑劑的制備、混凝土配合比設(shè)計是該工法的關(guān)鍵內(nèi)容，而由于混凝土具有大流態(tài)，其施工操作也相應(yīng)變得簡單起來。

大流態(tài)高保塑混凝土施工工法的主要工藝流程見圖1。

• 操作要點

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》的操作要點如下：

一、減水保塑劑的制備

（一）減水保塑劑制備原理

通過某種礦物超細(xì)粉對減水劑的吸附與解吸作用，在混凝土體系中不斷釋放減水劑，維持混凝土液相中減水劑的濃度，也就是維持水泥粒子表面吸附減水劑的量，從而維持水泥粒子表面的Zeta電位，達(dá)到維持水泥分散的目的，從而保持混凝土的工作性能。

（二）原材料質(zhì)量要求

1.礦物超細(xì)粉技術(shù)要求應(yīng)滿足表1規(guī)定。

2.高效減水劑減水率≥18%，其他技術(shù)要求應(yīng)滿足《混凝土用外加劑》GB 8076—1997的相關(guān)規(guī)定。

3.水劑減水劑的固含量≥45%，Na₂SO₄含量≤10%。

4.粉劑減水劑的Na₂SO₄：含量≤10%。

5.氯離子含量不大于減水劑中固體含量的0.5%。

6.水應(yīng)滿足《混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 63—2006規(guī)定。

（三）減水保塑劑制備

1.干法制備

（1）混合

將礦物超細(xì)粉和粉狀減水劑以2:1比例投入強制式攪拌機，混合均勻；混合過程中持續(xù)不斷地均勻向混合物料噴灑霧狀水，直至物料呈半干半濕的粉狀顆粒狀態(tài)。

（2）晾干

將混合好的物料取出，于常溫通風(fēng)環(huán)境中晾干。

2.濕法制備

（1）混合

將礦物超細(xì)粉和水劑減水劑以1:1比例投入強制式攪拌機，攪拌混合20分鐘直至物料呈均勻糊狀。

（2）晾干

將混合好的糊狀物料取出，攤開平鋪成厚度不大于15毫米的薄層，于太陽下或通風(fēng)環(huán)境中常溫晾干成棕色餅狀物料。

（3）破碎

使用顎式破碎機將晾干的棕色餅狀物料破碎成粒徑≤4.75毫米的粉狀物料。

（四）減水保塑劑品質(zhì)檢驗方法

1.勻質(zhì)性

減水保塑劑的勻質(zhì)性試驗按《混凝土外加劑勻質(zhì)性試驗方法》GB/T 8077—2000規(guī)定進(jìn)行。

2.水泥凈漿流動度及其損失試驗

按照《混凝土用外加劑》GB 8076—1997規(guī)定檢驗。

3.受檢混凝土的性能

受檢混凝土的凝結(jié)時間、減水率、抗壓強度比等性能按《混凝土用外加劑》GB 8076—1997規(guī)定進(jìn)行；坍落度/擴展度按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50080—2002規(guī)定進(jìn)行；耐久性按《普通混凝土長期性能與耐久性能試驗方法》GB 50082—85規(guī)定進(jìn)行。

（五）減水保塑劑質(zhì)量要求

減水保塑劑應(yīng)符合以下質(zhì)量要求：

1）減水保塑劑中有效減水劑的含量≥25%。

2）減水保塑劑為粉狀固體，粒徑≤4.75毫米。

3）減水保塑劑摻量為3.0%時，初始水泥凈漿流動度≥160毫米，3小時后水泥凈漿流動度無損失，受檢水泥凈漿無泌水現(xiàn)象。

4）減水率≥12%。

5）水灰比0.38條件下，相關(guān)試驗方法按照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50080—2002進(jìn)行，按照3.0%摻量配制的大流動性受檢混凝土性能應(yīng)滿足表2要求。

（六）儲存

減水保塑劑應(yīng)儲存在干燥的環(huán)境中，防止受潮結(jié)塊，如有結(jié)塊，應(yīng)粉碎至全部通過4.75毫米方孔篩，并經(jīng)性能檢驗合格后方可使用。

二、混凝土配合比設(shè)計

（一）基本規(guī)定

1.配合比設(shè)計按《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ 55—2000執(zhí)行；

2.混凝土單方用水量宜≤185千克/立方米；

3.混凝土水灰比宜≤0.45；

4.配合比設(shè)計時應(yīng)根據(jù)混凝土施工要求確定大流態(tài)混凝土需要的保塑時間，作為確定減水保塑劑摻量和生產(chǎn)工藝的基本依據(jù)之一。這主要是因為減水保塑劑的摻量對保塑時間有明顯的影響。

（二）混凝土原材料質(zhì)量要求

混凝土原材料應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204—2002的相關(guān)條文要求，且在同一工程中使用的原材料應(yīng)為同一廠家或產(chǎn)地，另外還應(yīng)滿足以下要求。

（三）混凝土配合比設(shè)計關(guān)鍵指標(biāo)檢測方法

1.新拌混凝土性能按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50080—2002規(guī)定進(jìn)行；

2.力學(xué)性能按《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法》GB/T 50081—2002；

3.耐久性能按《普通混凝土長期性能與耐久性能試驗方法》GB 50082—85規(guī)定進(jìn)行。

（四）配合比設(shè)計

1.雙摻外加劑法配合比設(shè)計

雙摻外加劑法配合比設(shè)計指在混凝土中同時摻加高效減水劑和減水保塑劑，來設(shè)計滿足施工要求大流態(tài)高保塑混凝土配合比，其中直接摻入混凝土中的高效減水劑必須與減水保塑劑制造過程中使用的高效減水劑性能相匹配。

（1）使用高效減水劑，按照《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ 55—2000配制達(dá)到大流動性能要求的基準(zhǔn)混凝土，得高效減水劑基準(zhǔn)摻量A；

（2）將高效減水劑摻量降低至摻量A的60%~70%，使基準(zhǔn)混凝土坍落度降低到140±20毫米，然后按照膠凝材料總量的1%~2%向基準(zhǔn)混凝土中摻入減水保塑劑，略加攪拌，即可配制出大流態(tài)高保塑混凝土；

（3）大流態(tài)高保塑混凝土的保塑時間要求越長，減水保塑劑宜選用較高摻量；合適摻量應(yīng)通過試驗確認(rèn)。

2.單摻減水保塑劑配合比設(shè)計

指單獨使用自行制做的減水保塑劑配制混凝土，使其滿足大流態(tài)高保塑混凝土要求。

使用減水保塑劑，按照《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ 55—2000配制混凝土達(dá)到大流動性能要求的基準(zhǔn)混凝土，減水保塑劑摻量宜為總膠凝材料的2.5%~4.8%，不同水灰比推薦摻量見表3，具體摻量應(yīng)根據(jù)保塑時間需要通過試驗確定，保塑時間要求比較長的混凝土宜選用較高摻量。

3.配合比確定

根據(jù)以上配合比設(shè)計試驗結(jié)果，選擇符合要求的配合比進(jìn)行復(fù)驗，檢測其工作性能損失情況以及相關(guān)力學(xué)性能，確定最后的生產(chǎn)配合比。

三、大流動性高保塑混凝土生產(chǎn)及運輸過程控制

（一）一般規(guī)定

1.減水保塑劑應(yīng)按照同一品種、同一天生產(chǎn)以不超過120噸為一個檢驗批取樣檢驗，合格方可使用。檢驗指標(biāo)包括水泥凈漿及其流動度損失、減水率、150分鐘流態(tài)混凝土坍落度損失值、凝結(jié)時間；

2.減水保塑劑按質(zhì)量計量。宜采用電腦自動稱量控制系統(tǒng)，配料控制系統(tǒng)標(biāo)識應(yīng)清楚、計量準(zhǔn)確，計量誤差不應(yīng)大于減水保塑劑用量的2%；

3.運輸摻用大流態(tài)高保塑混凝土的車輛應(yīng)具備攪拌功能；到達(dá)現(xiàn)場后宜快速攪拌30秒再反轉(zhuǎn)出料；

4.大流態(tài)高保塑混凝土必須使用強制式攪拌機生產(chǎn)。

（二）雙摻外加劑法配合比生產(chǎn)過程控制

與高效減水劑復(fù)合使用時，高效減水劑按同摻法摻加，減水保塑劑粉料宜采取后摻加方法加入水泥混凝土體系。

混凝土生產(chǎn)時，同摻高效減水劑拌制，控制混凝土出機坍落度在140±20毫米，然后采用后摻加方法，將減水保塑劑投入攪拌車中，略加攪拌（攪拌時間不可過長）即可出站。

（三）單摻減水保塑劑配合比生產(chǎn)過程控制

單獨摻加減水保塑劑時，宜與膠凝材料同時投料，也可與砂石一起投料?；炷韬暇鶆蚣纯沙隽希瑪嚢钑r間應(yīng)通過生產(chǎn)試驗確定，宜比同強度等級普通混凝土稍短。

（四）運輸大流態(tài)高保塑混凝土的罐車雜運輸過程中，旋轉(zhuǎn)速度不宜過快，宜控制在1轉(zhuǎn)/分鐘以內(nèi)。

四、大流動性高保塑混凝土澆筑施工

（一）混凝土澆筑前，按照《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204—2002進(jìn)行相關(guān)準(zhǔn)備工作。

（二）混凝土澆筑宜逐車監(jiān)測工作性能，在坍落度以及擴展度滿足要求的情況下，應(yīng)該對混凝土均勻性進(jìn)行目測，確?；炷敛话l(fā)生離析泌水。

（三）混凝土澆筑宜在設(shè)計保塑時間的90分鐘內(nèi)進(jìn)行。超過設(shè)計保塑時間的混凝土，每隔15分鐘應(yīng)對混凝土的流動性能進(jìn)行復(fù)驗，合格方可繼續(xù)澆筑。

（四）由于大流態(tài)高保塑混凝土本身具有很好的流動性能，施工振搗時間宜比普通混凝土短，以混凝土表面呈水平并出現(xiàn)均勻的水泥漿為基準(zhǔn)，不得漏振欠振。同時應(yīng)避免過振，使混凝土發(fā)生離析。

（五）混凝土宜進(jìn)行二次收光。

（六）模板工程、鋼筋工程、現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)分項工程、結(jié)構(gòu)實體檢驗等其他相關(guān)過程均按照《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204—2002相關(guān)條文執(zhí)行。

（七）大流動性高保塑混凝土養(yǎng)護(hù)

按照《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204—2002相關(guān)條文執(zhí)行。

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》所用的材料及設(shè)備明細(xì)如下：

1.減水保塑劑生產(chǎn)：電子秤、強制式攪拌機、顎式破碎機、抹子。

2.大流態(tài)高保塑混凝土生產(chǎn)：電腦自動計量強制式攪拌樓。

3.混凝土澆筑施工：混凝土攪拌運輸車、混凝土輸送泵、布料桿、振搗電機、鐵鍬、標(biāo)尺桿、振搗棒、抹子。

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》的質(zhì)量控制要求如下：

一、減水保塑劑的質(zhì)量要求

減水保塑劑是該施工工法的核心技術(shù)，減水保塑劑質(zhì)量必須符合以下相關(guān)要求。

（1）減水保塑劑中有效減水劑的含量≥25%。

（2）減水保塑劑為粉狀固體，粒徑≤4.75毫米。

（3）減水保塑劑摻量為3.0%時，初始水泥凈漿流動度≥160毫米，3小時后水泥凈漿流動度無損失，受檢水泥凈漿無泌水現(xiàn)象。

（4）減水率≥12%。

（5）水灰比0.38條件下，相關(guān)試驗方法按照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50080—2002進(jìn)行，按照3.0%摻量配制的大流動性受檢混凝土性能應(yīng)滿足表4要求。

二、其他相關(guān)原材料質(zhì)量要求

應(yīng)嚴(yán)格按照《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB 50204—2002相關(guān)條文執(zhí)行。

三、混凝土質(zhì)量要求

坍落度達(dá)到200±20毫米，擴展度達(dá)到500～600毫米，和易性能良好；坍落度、擴展度可保持2.5小時以上不損失。

采用《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》施工時，除應(yīng)執(zhí)行國家、地方的各項安全施工的規(guī)定外，尚應(yīng)遵守注意下列事項：

1.減水保塑劑生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量粉塵，尤其是干法制造，應(yīng)制定防塵措施，為操作人員配備口罩等必須的防護(hù)用品，以確保其人身安全。

2.減水保塑劑制造過程宜盡量選擇封閉設(shè)備。

3.大流態(tài)高保塑混凝土施工應(yīng)遵守國家的《建筑安裝工程安全技術(shù)規(guī)程》等國家和地方有關(guān)施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)管理規(guī)定。

4.根據(jù)施工特點編制安全操作的注意事項及具體施工安全措施。并做好對操作人員的交底工作。

和傳統(tǒng)的混凝土施工工藝相比，《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》主要具有以下幾個特點：

一、利用混凝土常用原材料之間的簡單物理作用解決了復(fù)雜問題

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》的核心技術(shù)為減水保塑劑的研制，其使用的原材料是礦物超細(xì)粉以及高效減水劑這兩種2005年前混凝土中大量運用的原材料，通過這兩種原材料之間的物理吸附和排放作用，實現(xiàn)了向混凝土中"持續(xù)不斷的添加減水劑"，維持了混凝土體系的減水劑濃度，達(dá)到了抑制混凝土坍落度損失的目的，實現(xiàn)了大流態(tài)高保塑混凝土的施工。

二、提升了混凝土的其他性能，具有一定的"附加值"

利用《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》施工的混凝土結(jié)構(gòu)，同水灰比條件下，混凝土的力學(xué)性能、耐久性能均有一定的提高，強度即提高了10%左右。同時，利用該工法生產(chǎn)施工的混凝土具有不受溫度影響、不影響混凝土的正常凝結(jié)硬化等優(yōu)點。

三、技術(shù)便利，成本低廉，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益以及推廣應(yīng)用價值

截至2005年，常規(guī)混凝土施工工藝中，能夠解決混凝土保塑問題的方法中，一般效果好的則技術(shù)復(fù)雜、成本昂貴，無法實現(xiàn)大面積推廣應(yīng)用。該技術(shù)則平衡了這兩個方面的問題，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和推廣應(yīng)用價值。

《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》的應(yīng)用實例如下：

通過試驗和檢測證實大流態(tài)高保塑混凝土施工工藝及核心技術(shù)的可行性后，2006年8月至12月在漢正街品牌服飾批發(fā)市場、荷花池商住樓、盛世華庭、世貿(mào)錦繡長江1號樓、武漢商場改造工程等5個項目中推廣應(yīng)用該工藝，先后生產(chǎn)C30～C45不同強度等級大流態(tài)高保塑混凝土200立方米，使用自行研發(fā)的保塑劑約1.8噸，經(jīng)濟和社會效果顯著。

2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《關(guān)于公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質(zhì)[2008]22號，《大流態(tài)高保塑混凝土施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。 2100433B

大流動混凝土，亦稱“泵送混凝土”。坍落度在21~23厘米、具有防止產(chǎn)生離析和泌水的凝聚性的混凝土拌合物。常用混凝土泵輸送和澆筑。大流動性的獲得一般是摻加減水劑(含超塑化劑,如萘磺酸鹽等),為了保持足夠的凝聚力常把砂的用量增加4%~5%,并相應(yīng)地減少石子用量。具有耐久性(含抗凍性)和較小的干燥收縮率的特點。適用于澆筑鋼筋密集的構(gòu)件和基礎(chǔ),以及近海鉆井平臺和儲油庫等。

《地下廠房混凝土無盲區(qū)高速布料施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.地下廠房混凝土無盲區(qū)高速布料系統(tǒng)為電力驅(qū)動的混凝土輸送裝置，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)，施工技術(shù)符合環(huán)保要求。

2.運行后沖洗廢水按照施工規(guī)劃沉淀排放，棄渣運至指定的渣場。

3.設(shè)備修理保養(yǎng)更換的廢油舊件，要裝入專用器具內(nèi)，嚴(yán)禁隨意拋灑。

《導(dǎo)流洞混凝土堵頭施工工法》的環(huán)保措施如下：

1.控制煙塵、廢水、噪聲排放，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.固體廢棄物實現(xiàn)分類管理，提高回收利用率。

3.盡量減少油品、化學(xué)品的泄漏現(xiàn)象，環(huán)境事故（非計劃排放）數(shù)量為零。

4.實現(xiàn)環(huán)境污染零投訴。

5.降低生產(chǎn)中自然資源和能源消耗，水電消耗控制在預(yù)算95%以內(nèi)。