本發(fā)明涉及建筑施工領域，尤其涉及一種自密實大體積混凝土的施工方法。
背景技術：
混凝土應用于工程建設中已有170多年的歷史，隨著混凝土原材料品種不斷增多，混凝土制作工藝不斷豐富、發(fā)展，以及高效外加劑、活性摻加料應用，混凝土得到復合化、高強化、高性能化的發(fā)展，特種混凝土應用越來越廣泛，在工程建設中地位越來越重要。
自密實混凝土依靠自重即可充滿復雜性模型、能夠通過密集的鋼筋，并在這一過程中保持自身的均勻性，并且在同條件養(yǎng)護和標準養(yǎng)護條件下其各種力學性能和耐久性能均達到普通混凝土的要求，故其必須具有高流動性，高抗分離性、高間隙通過性和填充性，然而上述各性能相互之間存在一定的矛盾，比如高流動性和抗分離性的矛盾，且自密實混凝土較高的工作性能與其力學性能、耐久性能也存在的一定的矛盾，影響結(jié)構的質(zhì)量。目前尚無平衡上述各性能相互關系及矛盾的可靠途徑，比如現(xiàn)在國內(nèi)配制免振自密實混凝土主要依靠摻加高效減水劑以達到高流動性的目的，但高效減水劑對水泥粒子產(chǎn)生強烈的分散作用，并阻止分散粒子凝聚，影響抗分離性。另外，對于大體積混凝土來說，堿集料反應、混凝土凝結(jié)過程中水泥散出大量水化熱以及溫差效應，會導致結(jié)構開裂，影響耐久性。
技術實現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種能夠平衡自密實混凝土各特性之間的相互關系、提高密實度、且能有效防止裂縫產(chǎn)生、提高結(jié)構耐久性的自密實大體積混凝施工方法。
為達到上述目的，本發(fā)明自密實大體積混凝土施工包括以下步驟及措施：
一、自密實混凝土的配制
為了提高結(jié)構自密實混凝土本身的特性，混凝土配制時需要考慮以下方面：
1、控制堿集料反應
由于來自水泥、外加劑和環(huán)境中的堿金屬離子與砂石集料中活性組成部分發(fā)生化學反應，會導致在混凝土過渡區(qū)界面生成白色凝結(jié)物質(zhì)，這種物質(zhì)與水接觸或處于潮濕環(huán)境中吸水膨脹，從而造成混凝土結(jié)構從內(nèi)部開始膨脹，為了控制堿集料反應，重點在于配制時要選擇適用的低堿水泥及混凝土外加劑、砂石料、粉煤灰等，通過試驗確定配合比，預防堿集料反應的發(fā)生，滿足混凝土強度、防裂抗?jié)B要求，保證混凝土安全，延長結(jié)構使用壽命，包括： a、自密實防水混凝土配制時優(yōu)先選用低堿活性集料以及優(yōu)選低堿水泥(堿含當量0.6%以下)、摻加礦粉摻合料及低堿、無堿外加劑。其混凝土中總堿量不得大于3.0Kg/m3。摻加低堿混凝土外加劑，要求外加劑既能達到限制的膨脹率，含堿量較低，又能保持體積穩(wěn)定性；b、用粉煤灰取代部分（20%左右）重量的水泥，降低水泥用量，從而減少混凝土中堿的最大來源，同時，由于粉煤灰中堿溶出率低，（溶出率不到0.1%），這樣粉煤灰引入的堿量微乎其微。另外，粉煤灰有較大的比表面，可以吸附堿金屬離子，從而降低混凝土孔隙中堿的濃度，起抑制堿集料反應的作用。
2、 防止水化熱導致的開裂
澆筑基礎底板混凝土施工時，由于凝結(jié)過程中水泥散出大量水化熱，因而形成內(nèi)外溫度差較大，易使混凝土產(chǎn)生裂縫，為防止裂縫的產(chǎn)生，在混凝土配制時可采取以下措施：a、選用級配良好的粗骨料，嚴格控制其含泥量，加強混凝土的振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度，減小收縮變形；b、摻加摻合料提高密實度、或摻加相應的緩凝型減水劑、改善和易性、降低水灰比，以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的；
本發(fā)明的自密實混凝土，配制時優(yōu)選包括以下組分：
（1）水泥：水泥品種及用量直接影響水化熱高低，同時為了解決堿-骨料反應對混凝土工程的潛在危害、保證混凝土結(jié)構的耐久性的和整體性，選用水化熱低的礦渣硅酸鹽水泥，而不宜采用水化熱大的硅酸鹽水泥和普通水泥，水泥水化熱測定按現(xiàn)行國家標準《水泥水化熱試驗方法（直接法）》測定，要求配制混凝土所用水泥7d的水化熱不大于250j/kg。
（2）骨料：粗骨料采用最大粒徑不超過20mm的碎石，含泥量小于1%，泥塊含量小于0.5%，細骨料采用中粗砂，細度模數(shù)應大于2.3，含泥量小于3%，泥塊含量小于1%，在單位體積用水量為180kg。其它指標符合JGJ52-92《普通混凝土用砂質(zhì)量標準及檢驗方法》要求，在混凝土攪拌之前提前要對粗、細骨料進行清以及晾干，保證骨料的含水率小于1%。
（3）粉煤灰：采用Ⅱ級磨細粉煤灰代替部分水泥，有“滾珠效應”起潤滑作用，能改善混凝土的粘塑性，可補充泵送混凝土要求粒徑0.315mm以下細骨料應占20%左右的這部分的細骨料，從而改善了混凝土的可泵性，降低混凝土的水化熱。
（4）外加劑：外加劑包括TC-2聚羧酸鹽緩凝高效減水劑以及緩凝劑；混凝土中減水劑占膠凝材料的2.3%，減水劑不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時又減少拌和用水，節(jié)約水泥，從而降低了水化熱。緩凝劑不僅推遲水泥水化反應，使混凝土較長時間保持塑性、方便澆筑，提高施工效率，而對后期強度無明顯影響；
（5）硅灰：既能夠填充水泥顆粒間的孔隙，又能與堿性材料氧化鎂反應生成凝膠體。在水泥基的砼、砂漿與耐火材料澆注料中，摻入適量的硅灰，可起到如下作用： 1、顯著提高抗壓、抗折、抗?jié)B、防腐、抗沖擊及耐磨性能。 2、具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。 3、顯著延長砼的使用壽命。特別是在氯鹽污染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環(huán)境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至數(shù)倍。硅灰含量一般為膠凝材料總重的5%。
（6）復合型WK膨脹纖維抗裂劑：是將高強阻裂纖維，抗裂組分，膨脹組分等經(jīng)過先進的生產(chǎn)工藝復合而成。阻裂纖維以巨大數(shù)量在混凝土中均勻分布，構成一種亂向支撐體系，抑制新拌混凝土中骨料的下沉，降低混凝土的泌水性，抗裂組分能有效延緩微裂紋擴展的速率，顯著提高混凝土的抗裂性能，膨脹組分中的膨脹源水化反應生成的凝膠物質(zhì)，有效填充和阻斷混凝土的毛細通道，提高混凝土的密實度，大大提高了混凝土的防水性能。在礦物摻合料中加入膠凝材料總重的6%-8%的復合型WK膨脹纖維抗裂劑。
為了進一步提高密實性，在配制時還可以加入（7）摻合料：所述摻合料包括鋁堿鹽酸玻璃微珠、SiO2、Al2O3，其中鋁硅酸鹽玻璃微珠，可填充水泥漿體孔隙，提高密實性，減少干縮，SiO2、Al2O3與水泥水化物反應生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，與石膏反應生成水化硫鋁酸鈣，降低了混凝土的孔隙率，改善了孔結(jié)構，且可提高混凝土的密實性。
生產(chǎn)自密實混凝土與生產(chǎn)普通混凝土相比要適當延長攪拌時間。投料順序要先投入細骨料、水泥及粉煤灰攪拌20s后，再投入2/3的用水量和粗骨料攪拌30s以上，然后加入剩余水量和其它組分攪拌30s以上。
二、自密實混凝土的運輸
為保證連續(xù)澆筑，應要求商品混凝土攪拌站根據(jù)每次澆筑混凝土量和時間確定車數(shù)及每車間隔時間，保證施工現(xiàn)場停留至少一輛混凝土罐車，最大間隔時間不得超過40min；運輸車從開始接料到卸料的時間不宜大于120分鐘；運輸車在接料前要將車內(nèi)殘余的其他品種的混凝土清洗干凈，并將車內(nèi)積水排盡；運輸過程中嚴禁向車內(nèi)的混凝土加水；卸料前攪拌車應高速旋轉(zhuǎn)1min以上方可卸料。
三、自密實混凝土澆筑
自密實混凝土采用汽車泵進行澆筑或者采用混凝土地泵接泵管進行澆筑；為了保證混凝土填充密實，保證結(jié)構質(zhì)量，澆筑過程采取以下措施：
1）對于地面、樓面、池底等水平構件，澆筑時采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法進行澆筑。對于墻面、池壁等豎向構件，澆筑時由一點向兩邊分層澆筑，每次澆筑的分層厚度不大于500mm。
2）下料時，混凝土應自然流淌，采用一個坡度（1：6左右）斜向分層澆筑，厚度控制在450mm（振動棒作用半徑的1.5倍）左右，澆筑點位置布置在兩個節(jié)點核心區(qū)之間。當混凝土澆筑到埡口上表面時，要停止?jié)仓?，避免混凝土從模板處溢出?/p>
3）豎向構件澆筑混凝土時，下料的高度控制在500mm，下料部位應避開埡口薄弱部位，振搗時鋼筋密集的部位采用型號為ZX-30插入式振搗器振搗，并在構件外側(cè)進行振搗，使混凝土中氣泡能順利排出。
4）混凝土標高、平整度控制：預先用水平儀抄平，抄出底板結(jié)構面+500mm控制線，用紅油漆標注在四周柱筋上。混凝土澆筑時將所標注點拉線控制標高，拉線點與點間不宜超過10m，并應在每柱跨內(nèi)對角拉線，以此線為準用刮杠找平，再用木抹子提漿二遍，反復抹壓數(shù)遍，使混凝土表面平整、密實，終凝前再用木抹子搓壓一遍，閉合收縮裂縫。
5）采用兩次投料法，兩次振搗法，澆筑后及時排除表面積水，加強早期養(yǎng)護，提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量，混凝土齡期采用60天溫度。
6）為防止基礎表面混凝土假凝（結(jié)硬殼），要求混凝土初凝后立即覆蓋塑料布一層，抹壓時揭開，抹壓后再及時覆蓋養(yǎng)護。
四、自密實混凝土的養(yǎng)護
為了防止結(jié)構出現(xiàn)裂縫，混凝土澆筑完畢，要及時進行降溫養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于28d，養(yǎng)護采取以下措施： 混凝土終凝后，先在表面鋪一層塑料布防止水份過快散失，同時加蓋一層麻袋保濕；混凝土降溫速率為2度/天；對于蓄水結(jié)構比如水池，其基礎底板采用蓄水養(yǎng)護的方法，配合機電專業(yè)利用最近的水井對底板進行蓄水，蓄水厚度為25cm，蓄水之前對水體進行測溫，保證水溫與大氣溫度的溫差控制在25度以里。
五、施工及養(yǎng)護中的溫度控制
自密實混凝土施工中，溫度控制不好將會產(chǎn)生溫差裂縫，故必須加強施工中的溫度控制。在混凝土澆筑和養(yǎng)護過程中，作好測溫工作，控制混凝土的內(nèi)部溫度與表面溫度、表面溫度與環(huán)境溫度之差均不超過25℃，混凝土測溫采用JDC-2便攜式電子測溫儀，測試元件的測溫誤差不應大于0.3℃，絕緣電阻應大于500MΩ。安裝前必須在水下一米處浸泡24小時無損壞，安裝時位置應準確，固定牢固，采用電線專用綁扎帶進行綁扎固定，具體包括以下要點：
1）測溫點布置：繪制測溫點布置圖，埋設測溫線。對于基礎底板、路面等水平構件，在水平方向上每6-10米設置一個測溫點，在垂直方向上沿澆筑的高度，布置在構件的底部、中部和表面，垂直測溫點間距為600mm。
2)測溫制度：根據(jù)大體積混凝土的溫度變化規(guī)律，混凝土自入模并接觸到傳感器開始測溫并以此作為各測溫區(qū)的入模起始時間。
3）測溫時間：混凝土澆筑完后每晝夜不應少于4次，入模溫度的測量每臺班不少于2次，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，及時做好原始記錄。
4）每天由測溫人員做好大氣溫度記錄，每隔6小時測量一次，測溫時間為每天的02：00、08：00、14：00、20：00時，同時記錄當天的最高、最低溫。
5）嚴格控制混凝土的出罐溫度和澆筑溫度，在混凝土攪拌前，由攪拌站控制混凝土原材料入罐前溫度，冷水攪拌等措施降低混凝土攪拌物的溫度。
六、混凝土防裂措施
混凝土澆筑施工時，由于凝結(jié)過程中水泥散出大量水化熱，因而形成內(nèi)外溫度差較大，易使混凝土產(chǎn)生裂縫，因此，必須采取措施降低水化熱，結(jié)合實際具體措施如下：
1）降低水泥水化熱
根據(jù)與攪拌站協(xié)商，采用以下兩種方法，降低部分水泥水化熱：
①充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。
②使用粗骨料，盡量選用級配良好的粗骨料；摻加粉煤灰等摻合料、或摻加相應的緩凝型減水劑、改善和易性、降低水灰比，以達到減少水泥用量、降低水化熱的目的。
2）加強施工中的溫度控制，采取相應的保溫措施減小混凝土內(nèi)外溫差。
①嚴格控制混凝土的出罐溫度和澆筑溫度，在混凝土攪拌前，由攪拌站控制混凝土原材料入罐前溫度，冷水攪拌等措施降低混凝土攪拌物的溫度。
②合理安排施工順序，控制混凝土在澆筑過程中均勻澆筑，避免混凝土拌合物堆積高差過大。
③加強測溫和溫度監(jiān)測與管理，隨時控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，并根據(jù)所測溫差，及時調(diào)整保溫及養(yǎng)護措施。
3）提高混凝土極限拉伸強度
①選用良好級配的粗骨料，嚴格控制其含泥量，加強混凝土的振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度，減小收縮變形，保證施工質(zhì)量。
②采用兩次投料法，兩次振搗法，澆筑后及時排除表面積水，加強早期養(yǎng)護，提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量，混凝土齡期采用60天溫度。
本發(fā)明的有益效果：通過對混凝土組分進行合理配置以及通過對施工工藝的優(yōu)化，本發(fā)明施工大體積自密實混凝土結(jié)構能夠有效防止裂縫產(chǎn)生、提高結(jié)構耐久性。
具體實施方式
一種自密實大體積混凝土施工方法，其依次包括以下步驟：
一、自密實混凝土的配制
所述自密實混凝土包括以下組分：水泥、骨料、粉煤灰、外加劑、硅灰、復合型WK膨脹纖維抗裂劑以及摻和料；所述水泥采用礦渣硅酸鹽水泥；所述骨料包括粗骨料和細骨料，所述粗骨料采用最大粒徑不超過20mm的碎石，含泥量小于1%，泥塊含量小于0.5%，細骨料采用中粗砂，細度模數(shù)大于2.3，含泥量小于3%，泥塊含量小于1%；； 所述外加劑包括聚羧酸鹽緩凝高效減水劑以及緩凝劑；所述摻合料包括鋁堿鹽酸玻璃微珠、SiO2、Al2O3；混凝土在配制時，其投料順序為先投入細骨料、水泥及粉煤灰攪拌20s后，再投入2/3的用水量和粗骨料攪拌30s以上，然后加入剩余水量和其它組分攪拌30s以上。
二、自密實混凝土的運輸
為保證連續(xù)澆筑，應要求商品混凝土攪拌站根據(jù)每次澆筑混凝土量和時間確定車數(shù)及每車間隔時間，保證施工現(xiàn)場停留至少一輛混凝土罐車，最大間隔時間不得超過40min；運輸車從開始接料到卸料的時間不宜大于120分鐘；運輸車在接料前要將車內(nèi)殘余的其他品種的混凝土清洗干凈，并將車內(nèi)積水排盡；運輸過程中嚴禁向車內(nèi)的混凝土加水；卸料前攪拌車應高速旋轉(zhuǎn)1min以上方可卸料。
三、自密實混凝土的澆筑
自密實混凝土采用汽車泵進行澆筑或者采用混凝土地泵接泵管進行澆筑；為了保證混凝土填充密實，保證結(jié)構質(zhì)量，澆筑過程采取以下措施：
1）對于水平構件，澆筑時采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法進行澆筑。對于豎向構件，澆筑時由一點向兩邊分層澆筑，每次澆筑的分層厚度不大于500mm。
2）下料時，混凝土應自然流淌，采用一個坡度（1：6左右）斜向分層澆筑，厚度控制在450mm（振動棒作用半徑的1.5倍）左右，澆筑點位置布置在兩個節(jié)點核心區(qū)之間。當混凝土澆筑到埡口上表面時，要停止?jié)仓?，避免混凝土從模板處溢出?/p>
3）豎向構件澆筑混凝土時，下料的高度控制在500mm，下料部位應避開埡口薄弱部位，振搗時鋼筋密集的部位采用型號為ZX-30插入式振搗器振搗，并在構件外側(cè)進行振搗，使混凝土中氣泡能順利排出。
4）混凝土標高、平整度控制：預先用水平儀抄平，抄出底板結(jié)構面+500mm控制線，用紅油漆標注在四周柱筋上?；炷翝仓r將所標注點拉線控制標高，拉線點與點間不宜超過10m，并應在每柱跨內(nèi)對角拉線，以此線為準用刮杠找平，再用木抹子提漿二遍，反復抹壓數(shù)遍，使混凝土表面平整、密實，終凝前再用木抹子搓壓一遍，閉合收縮裂縫。
5）采用兩次投料法，兩次振搗法，澆筑后及時排除表面積水，加強早期養(yǎng)護，提高混凝土早期或相應齡期的抗拉強度和彈性模量，混凝土齡期采用60天溫度。
四、自密實混凝土的養(yǎng)護
混凝土澆筑完畢，及時進行降溫養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不少于28d， 混凝土終凝后，在表面鋪一層塑料布，同時加蓋一層麻袋保濕；混凝土降溫速率為2度/天；對于可蓄水結(jié)構，基礎底板采用蓄水養(yǎng)護，蓄水厚度為25cm，蓄水之前對水體進行測溫，保證水溫與大氣溫度的溫差控制在25攝氏度以內(nèi)。
在自密實混凝土的澆筑及養(yǎng)護過程中要進行溫度控制，控制混凝土的內(nèi)部溫度與表面溫度、表面溫度與環(huán)境溫度之差均不超過25℃，混凝土測溫采用便攜式電子測溫儀，所述電子測溫儀的測溫誤差不應大于0.3℃，絕緣電阻應大于500MΩ，安裝前必須在水下一米處浸泡24小時無損壞，安裝時位置應準確，固定牢固，采用電線專用綁扎帶進行綁扎固定。測溫工作采取以下措施：
1）測溫點布置：繪制測溫點布置圖，埋設測溫線，對于水平構件，在水平方向上每6-10米設置一個測溫點，在垂直方向上沿澆筑的高度，布置在構件的底部、中部和表面，垂直測溫點間距為600mm；
2）測溫時間：混凝土澆筑完后每晝夜測溫次數(shù)不應少于4次，入模溫度的測量每臺班不少于2次，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，及時做好原始記錄；
3）每天由測溫人員做好大氣溫度記錄，每隔6小時測量一次，測溫時間為每天的02：00、08：00、14：00、20：00時，同時記錄當天的最高、最低溫。
4）嚴格控制混凝土的出罐溫度和澆筑溫度，在混凝土攪拌前，由攪拌站控制混凝土原材料入罐前溫度，采用冷水攪拌等措施降低混凝土攪拌物的溫度。