大方量水下灌注砼性能研究

1工程概略
      淳安县环湖公路上江埠大桥及接线工程SO2合同段公路主线长3.53公里，其中上江埠1号特大桥全长1278米，主墩为空心墩，根底采用4根Ф3.0m钻孔桩根底，交接墩根底采用4根Ф2.0m钻孔桩根底。上江埠2号大桥全长562米，主墩根底采用4根Ф2.8m钻孔桩根底，交接墩根底采用4根Ф2.0m钻孔桩根底。
2本工程水下灌注砼特性
2.1本桥单桩砼方量很大，最大的理论方量达750多方，灌注持续时间很长。
2.2运输条件非常不利，采用运输船加大罐的方式将砼运至浇注点。
2.3运距较远，砼在大罐的静置时间不少于2小时。
本工程水下灌注砼以上的这些施工特性决议了该工程对砼的工作性提出了很高的请求。
3大方量水下灌注砼性能研讨
     上江埠实验室针对本桥水下灌注砼的这些特性对该砼的工作性停止了细化并分别停止了研讨和优化。
3.1资料组合：综合思索搅拌站布置场地狭小，粉料贮存罐配置较少，以及该水下砼的以上这些特性，实验室在配比设计时，将胶凝资料设计为水泥加粉煤灰的组合。对水下砼自身而言，由于粉煤灰本身的玻璃珠晶体构造，掺加适量粉煤灰所构成的滚珠效应使得砼的和易性和活动性均有一定水平的进步。实验标明，在本桥水下灌注砼配比设计中，将粉煤灰掺量定为总胶材的20%，对砼的活动性、和易性均有很大的改善。实验结果见表1：
 

在粗骨料的运用上本工程采用二级配，思索到细骨料细度模数较大，且细料含量偏少，故在大小石子的比例确认上经过实验定为6：4较为理想。
3.2活动性、和易性
      良好的活动性和和易性对大方量水下灌注砼至关重要，无论是出机新拌砼还是运至浇筑地点输入导管内的砼都必需具有良好的活动性和和易性。砼的活动性受许多要素的影响：混合料的含水量、配合比、集料的性质、时间、温度、水泥的特性以及外加剂。
      综合资料的供给状况以及大方量砼灌注的请求，实验室在该砼配比设计、试配、调整过程中研讨了用水量、砂率、减水剂种类和掺量对砼活动性、和易性的影响。
3.2.1用水量对砼活动性、和易性的影响。
      影响砼工作性最重要的要素是用水量。增加用水量将使得砼易于活动，但是，增加用水量除降低强度外，还会惹起离析（粗集料沉淀）和泌水。普通说来，任何粒子的汇集都需求一定量的水以取得可塑性。首先，必需有充足的水吸附在颗粒的外表上；其次，水必需填充颗粒间的空隙；另外的水以水膜将颗粒分开起光滑作用。在研讨用水量的影响时实验结果如下：
编号 用水量（kg/m3） 砼坍落度（mm） 砼和易性、活动性　 表2
A 185 180 较好
B 190 230 普通
C 188 220 较好
      综合表2所示的实验结果，实验室将该水下砼用水量定为188 kg/m3，这样使新拌砼的活动性和和易性处于较佳状态。
3.2.2砂率对砼活动性、和易性的影响
      砂率对砼的工作性影响也较为明显。增大砂率，将使骨料比外表积增大，则包裹颗粒所需的水泥浆较多，剩余相对较少的水泥浆则降低了砼的工作性；反之降低砂率，剩余较多的水泥浆可促进砼的工作性。
在研讨砂率的影响时实验结果如下：
编号 砂率（%） 砼坍落度（mm） 砼和易性、活动性 表3
A 46 170 良好
B 41 240 较差
C 43 230 普通
D 44220 较好
综合表3所示的实验结果，实验室将该水下砼砂率定为44%
3.2.3减水剂种类和掺量对砼工作性的影响
      当砼处于活动性阶段，工作性随着时间的延长而持续地降低，其缘由局部为由于C3S和C3A的水化作用所惹起，以至在整个诱导期渐渐持续；局部由于蒸发作用和吸收作用使砼失水。此外，由于在颗粒外表上有水化产物存在，改动了颗粒的互相作用。这种坍落度损失固然在搅拌后半小时到1小时内损失最大，但大致与时间成线性关系。因而在这种大方量水下灌注砼配比的设计过程中，要着重思索砼的经时保塑性以及要确保砼具有较长的缓凝时间，本工程将该水下灌注砼的初凝时间定为30小时，将经时保塑性思索为2小时坍落度只能损失1cm，经过在外加剂中添加一定量的缓凝成份和保塑成份来到达上述目的，在研讨减水剂掺量对砼活动性，和易性的影响时实验结果如下：
编号 减水剂掺量（%） 砼坍落度（mm） 砼和易性、活动性 表4
A 0.8 140 良好
B 1.1 240 较差
C 9.5 215 好
综合表4所示的实验结果，实验室将该砼中外加剂掺量定为0.95%
4砼的现场控制
      思索到大方量水下灌注砼的以上特性和请求，对该砼的现场控制显得尤为重要，对该砼的现场控制主要表现在对原资料的控制、对砼消费过程中的质量控制、和对砼运输、灌注环节中的质量监控上。分离本工程的实践状况，实验室对砼的现场控制要点主要有以下几个方面。
4.1对砼原资料的质量控制要点
4.1.1水泥：主要避免热水泥的运用。由于市场供给问题，每次进场的水泥温度均在73°C左右，为了保证砼灌注的稳定性，每次水封前必需提早储藏有一根桩所用的水泥数量，并在运用前丈量水泥温度，60°C以上的水泥制止运用。
4.1.2细骨料：主要控制进场细骨料的粗细和含泥量。由于地处湖区，所运用的砂子极端不稳定，对每次进场的砂子都要检验其细度模数，并依据砂子的实践粗细恰当调整砂率。
4.1.3粗骨料：主要控制进场石料的粒径和石粉含量，确保所进石料和试拌配比时所用石料大致分歧。
4.2砼消费运输过程中的质量控制要点
当所进原资料确保稳定后，在砼的实践消费和运输浇筑过程中的质量控制就显得尤为重要了，这也表现了我们的施工管理程度，任何一个小细节的忽略都会招致整个灌注的中缀。
4.2.1砼消费过程中的质量控制
      在每次开盘前都要对搅拌机停止检查，着重检查水泥、粉煤灰秤的下灰口，看其下灰能否顺畅；还要重点检查外加剂秤，看其能否精确，时间允许的话尽量每次开盘前都自校一次。
开盘过程中要有专人指挥并辅助靠船，将船及时就位并暂时固定好后，将大罐洒水润湿处置，以免砼静置时间过长粘罐。大罐内壁潮湿后还得检查大罐内能否有积水，以免影响新拌砼的工作性能。在砼消费过程中必需有实验值班人员全程跟踪，包括配料和砼出机前都要经过实验人员确认合格前方可将消费出的砼放入大罐内。
4.2.2砼运输浇筑过程中的质量控制
      每次灌注砼前必需依据砼方量和运距合理配置船只数量和大罐数量，确保水封过程的流利。在大方量水下砼的灌注过程中，我们在前台设置了一台重拌仓，每次运至前台的砼必需经过重拌仓停止二次拌合前方能进入水封导管口。重拌仓的设置除了对砼停止二次拌合进一步确保所拌砼的质量外，还能局部补偿因起重吊机、泵机等设备因暂时毛病需求维修所形成的停顿。当然在大方量水下桩的灌注过程中，强有力的组织十分重要，如有异常，前后台要及时沟通、及时处理。
5小结
      总之，大方量水下灌注桩对砼的工作性能请求很高，消费灌注时间历时也较长，这也请求我们在砼的原资料控制、砼配比、砼消费的稳定性方面格外当心，只要把砼从原资料的进场到砼最后灌注的各个环节控制好了，大方量水下砼的施工风险也就控制住了。