混凝土施工缝处理论文13564.docx

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1、混凝土原材材料与施工工缝处理 陈福厚（中国三峡峡总公司）摘要：选用用水泥应根根据混凝土土设计要求求而定；掺掺加级或或级粉煤煤灰，可以以改善混凝凝土性能、节节约水泥和和减少水泥泥水化热；混凝土中中必须掺加加适量外加加剂，同样样可以改善善混凝土性性能和减少少用水量等等；对水泥泥、骨料、掺掺合剂和外外加剂都必必须控制含含碱量，可可以提高混混凝土的耐耐久性和防防裂能力。为为简化混凝凝土施工程程序和适应应大型施工工机械化的的需要，研研究和采用用混凝土施施工缝不打打砂浆，取取而代之的的是施工缝缝面第一层层浇筑二级级配混凝土土或三级配配富浆混凝凝土。从国国内外试验验和工程实实践看，不不打砂浆在在技术上是是可

2、行的，但但必须精心心组织和精精心施工。 混凝土施施工缝面的的处理标准准是：去掉掉乳皮，微微露粗砂，表表面粗糙。用用25550MPaa高压水冲冲毛的施工工缝面质量量可靠并可可取得明显显的经济效效益。关键词：水水工混凝土土施工； 混凝土原原材料； 施工缝处处理 在混凝凝土坝枢纽纽工程中，用用于混凝土土工程施工工的各种费费用约占整整个工程总总投资的660%770%，这这充分表明明混凝土工工程关系到到整个工程程建设的质质量、工期期、投资和和效益。 现现就DL/T 51144-22001水水工混凝土土施工规范范（简称称规范）涉涉及到的混混凝土原材材料和施工工缝处理，进进行综述。1 混凝土土原材料 近代代

3、科学技术术的进步使使筑坝技术术对混凝土土工程有新新的更高的的要求，如如水工混凝凝土应满足足抗压、抗抗拉、抗渗渗、抗冻、抗抗裂、抗冲冲耐磨和抗抗侵蚀等要要求。 规规范中要要求采用新新技术、新新工艺、新新材料和新新设备。很很多方面要要通过原材材料的选用用和控制来来达到设计计要求。1.1 水水泥 水水工混凝土土选择水泥泥品种的原原则主要是是根据工程程部位、技技术要求和和环境条件件。对水位位变化区外外部混凝土土、有抗冲冲耐磨和抗抗冻要求的的混凝土，宜宜选用中热热硅酸盐水水泥或硅酸酸盐水泥，也也可选用普普通硅酸盐盐水泥。选选用中热硅硅酸盐水泥泥，既可满满足混凝土土各项性能能要求，又又可降低混混凝土发热热

4、量，减少少温度裂缝缝。内部混混凝土，宜宜选用中热热硅酸盐水水泥，也可可选用低热热矿渣硅酸酸盐水泥、矿矿渣硅酸盐盐水泥.等。环环境水对混混凝土有硫硫酸盐侵蚀蚀时，应选选择抗硫酸酸硅酸盐水水泥。为防防止碱活性性骨料膨胀胀，水泥碱碱含量00.6%，熟熟料碱含量量0.55%。熟料料中氧化镁镁含量不超超过5%，宜宜在3.55%5%范围。抗抗硫酸盐水水泥中SOO3含量不不得超过22.5%，矿矿渣硅酸盐盐水泥中SSO3含量量为4%7%，其其他水泥品品种中SOO3含量不不得超过33.5%。 特特别强调每每一个工程程所用水泥泥品种以112种为为宜，并应应固定供应应厂家。 规规范中还还强调应优优先使用散散装水泥。

5、散散装水泥的的运输可以以用散装水水泥罐、散散装水泥车车、集装箱箱等。规定定水泥进入入工地的储储罐温度不不宜超过665，特特殊情况下下，允许放放宽到700。1.2 骨骨料 水水工混凝土土可选用天天然骨料、人人工骨料，或或两者互相相补充。选选用人工骨骨料时，有有条件的地地方宜选用用石灰岩质质的料源。 特特别强调如如骨料供应应发生变化化时，应按按照现行建建筑材料规规程进行详详细的补充充勘察和碱碱活性成分分含量试验验，未经专专门论证，不不得使用碱碱活性骨料料。有潜在在的碱骨料料反应时，限限制水泥、外外加剂、掺掺合料中的的碱含量是是防止碱骨骨料反应的的主要措施施。 细细骨料应质质地坚硬、清清洁、级配配良

6、好；人人工砂的细细度模数宜宜控制在22.422.8范围围内。有条条件时，细细骨料可分分两级使用用。细骨料料应采取脱脱水、排水水、遮盖和和加强管理理等综合措措施，保持持含水率稳稳定，人工工砂饱和面面干的含水水率不宜超超过6%。细细骨料的含含水率稳定定，仍然是是控制水胶胶比和混凝凝土出机口口坍落度稳稳定的重要要措施之一一。1.3 掺掺合料 目目前混凝土土掺合料有有粉煤灰、硅硅粉、凝灰灰岩粉、磷磷渣粉加凝凝灰岩粉等等。 我我国的级级、级粉粉煤灰，特特别是级级灰，具有有明显的减减水增强和和显著改善善混凝土多多种性能的的效果，并并可降低混混凝土水化化热温升。规规范提出出宜优先选选用级和和级粉煤煤灰。三峡

7、峡二期工程程全部使用用了级粉粉煤灰。1.4 外外加剂 水水工混凝土土常用的外外加剂有：引气剂、普普通减水剂剂、缓凝减减水剂、引引气减水剂剂、高效减减水剂、缓缓凝高效减减水剂、缓缓凝剂、泵泵送剂等。 一一个工程掺掺用同种类类外加剂的的品种宜选选用12种，并并由专门生生产厂家供供应，以保保证混凝土土质量。混混凝土掺入入适量引气气剂，能产产生分布均均匀的细微微气泡，含含气量控制制在4.55%5.5%范围内，可可以改善混混凝土和易易性，显著著提高硬化化混凝土抗抗冻性。 三三峡工程设设计时选取取花岗岩人人工骨料，但但试验表明明：花岗岩岩人工骨料料粒形较差差，颗粒表表面粗糙，需需水量增加加，相应增增加水泥

8、用用量和水泥泥水化热，对对混凝土耐耐久性和干干缩等不利利。通过试试验研究，原原材料方面面采取优化化配比等综综合措施，采采用了减水水率大于118%的缓缓凝高效减减水剂，掺掺用需水量量比为900%左右的的级粉煤煤灰和优质质引气剂，使使减水率达达到30%以上。1.5 混混凝土总含含碱量控制制 为为了提高混混凝土的耐耐久性和使使用年限，必必须提高混混凝土密实实程度和抗抗冻、抗渗渗及抗侵蚀蚀的能力，为为此，除了了优化混凝凝土配比以以外，还应应控制混凝凝土组成材材料的总含含碱量。国国内外对混混凝土总含含碱量的规规定可供参参考：美国国3.33kg/mm3,英、日日3.00kg/mm3，澳大利利亚2kkg/m

9、33，三峡工工程人工骨骨料没有潜潜在的碱活活性成分，为为了确保工工程安全，规规定人工骨骨料混凝土土碱总含量量2.55kg/mm3，这是非非常严格的的，也是可可靠的。2 施工缝缝处理 大坝坝混凝土分分层分块浇浇筑产生的的水平施工工缝，缝面面一般有水水泥浮浆所所形成的乳乳皮，严重重影响了层层间结合，降降低抗剪和和抗拉强度度，采取措措施处理好好施工缝面面是确保大大坝混凝土土施工质量量的关键问问题之一。2.1施工工缝面处理理标准 混混凝土缝面面处理标准准：“去掉掉乳皮，微微露粗砂，表表面粗糙”。为为此，需在在浇筑前清清扫缝面上上的污物和和灰尘并排排除积水。2.2 施施工缝面处处理方法 人工凿毛毛：劳动

10、强强度大，工工效低； 高压水冲冲毛：冲毛毛水压力达达25550MPaa，效率高高，间歇期期超过2周周，冲毛效效果差； 低压水冲冲毛：在混混凝土终凝凝后，用00.300.6MPPa的水压压冲毛，可可能会冲掉掉23ccm厚的表表层混凝土土； 利用风砂砂枪冲毛：对龄期长长的混凝土土冲毛有效效，但费工工费时费料料，施工干干扰大； 钢丝刷机机械刷毛：工效高、效效果好、费费用大； 喷洒缓凝凝剂：可促促使混凝土土表面缓凝凝，延长冲冲毛时间。 以以上6种方方法，采用用高压水冲冲毛较为经经济合理。2.3 施施工缝铺设设砂浆问题题 混混凝土施工工缝面处理理的常规方方法是铺设设23ccm厚砂浆浆。但从仔仔细观察和和

11、分析中可可以看出，铺铺设砂浆并并不很理想想，譬如打打砂浆增加加了拌和和和运输的很很多环节，特特别是铺设设砂浆后会会因间歇时时间过长而而晒干，反反而影响施施工缝面的的结合。为为了加快施施工速度和和简化施工工程序，多多年来就盼盼望在保证证质量的前前提下，找找到能取代代打砂浆的的方法和措措施。2.4 施施工缝处理理的试验和和应用2.4.11 德沃夏夏克坝施工工缝处理试试验 美美国陆军工工程兵团在在德沃夏克克坝专门做做了铺砂浆浆和不铺砂砂浆的对比比试验。试试验仓面面面积1866m2，浇筑块块厚1.55m，施工工缝用288MPa水水压冲毛。骨骨料最大粒粒径1522mm，水水灰比0.66，水水泥含量110

12、4kgg/m3 ，粉煤煤灰45kkg/m33，砂率221.5%，含气量量6%，平平均坍落度度5cm。砂砂浆水灰比比0.666，砂浆水水泥含量2288kgg/m3，粉煤灰灰125kkg/m33，砂16680 kkg/m33。混凝土土养护后，钻钻取了直径径240mmm、总长长55延米米的垂直与与水平的混混凝土芯样样，作了直直观检查和和弯曲、剪剪切、渗透透等试验，直直观检查很很难分辨出出接缝是否否铺设砂浆浆。试验后后，他们认认为这两种种接缝的效效果都是好好的。因此此，大坝后后期施工就就不再铺设设水泥砂浆浆。水平施施工缝处理理方法对比比试验成果果表，见表表1。表1水平施工缝处理方法对比试验成果表混凝土

13、芯类别项目(kg/cm2)有接缝的混凝土芯大体积的混凝土芯样铺砂浆不铺砂浆42d抗弯强度20.016.522.5垂直的49d抗压强度-148.060d抗压强度-159.090d抗压强度-180.0水平的56d抗剪强度24.027.528.0表2施工缝不同处理方法的抗剪强度比较28d抗剪强度施工处理方法kg/cm2(%)整体混凝土52.100喷涂柠檬酸47.991.9人工凿毛47.290.6低压水冲毛43.182.7高压水冲毛49.194.2光面（未除乳皮）25.8149.22.4.22 乌江渡渡工程施工工缝处理试试验 我我国乌江渡渡工程对施施工缝的各各种处理方方法也作了了对比试验验，施工缝缝不

14、同处理理方法的抗抗剪强度见见表2。从从试验成果果看，高压压水冲毛的的接缝胶结结强度最高高。使用高高压水冲毛毛，仅要求求缝面露出出砂子不露露出石子，冲冲毛深度很很浅，平均均深度约113mmm，混凝土土损耗率少少，经济效效益明显。 乌乌江渡工程程从19776年起，对对坝体混凝凝土水平施施工缝已不不再铺设砂砂浆（坝体体迎水面557m范范围除外）。接接缝混凝土土一般厚550cm，增增加砂率22%3%，坍落度度增加12cm，根根据振捣条条件，总的的混凝土坍坍落度不宜宜小于5ccm。 上上述施工方方法，是在在室内和现现场试验的的基础上取取得的。从从现场的钻钻孔取样得得知，不铺铺砂浆的混混凝土施工工缝面，肉

15、肉眼已不易易分辨。实实测87 d龄期的的抗弯强度度为60.6kg/cm2,不低于于整体混凝凝土的抗弯弯强度，其其抗压、劈劈裂抗拉、抗抗剪强度分分别为：2265kgg/cm22、16.4kg/cm2、51.9kg/cm2，均不低低于整体混混凝土。抗抗渗标号大大于B122，亦不低低于整体混混凝土。2.4.33 葛洲坝坝工程施工工缝面处理理试验 室内试验验室内内试验项目目为：抗压压、劈裂抗抗拉、抗弯弯及抗渗。混混凝土标号号为R288200号号，一级配配，水泥用用量2499kg/mm3，砂率，木木钙掺量为为水泥用量量的0.225%，水水灰比0.55，水水泥品种：荆门矿渣渣大坝水泥泥425号号。试验成成

16、果见表33。表3试验成果表抗压强度/105Pa劈拉拉强度/1105PaP 抗弯强强度/1005Pa抗渗（B）备注试样类型7d28d90d7d28d90d整体12225337711.921.334.249.123水平缝面铺砂浆14830136210.521.030.140.95缝面未见渗渗水不铺砂浆1292703574.413.419.643.74个别试件沿沿缝面渗水水 从从室内试验验成果看，水水平施工缝缝铺不铺砂砂浆的抗压压强度均能能满足设计计要求，两两者的指标标尤其是后后期（900d）相差差甚微；抗抗弯强度指指标，不铺铺砂浆优于于铺砂浆；但两者劈劈裂抗拉强强度相差较较大，不铺铺砂浆288d劈

17、拉强强度仅133.41105 PPa，达不不到设计要要求，900d龄期强强度有所增增加，但仍仍偏低，为为前者的665%。 现场试验验 现场试试验结合生生产进行，混混凝土2000号，三三级或四级级配。每个个试验仓半半边仓铺砂砂浆，另半半边不铺砂砂浆，浇筑筑28d后后，用直径径219mmm钻头取取样，室内内锯切加工工进行力学学性能试验验。芯样的的接缝用肉肉眼很难辨辨认。 芯芯样力学性性能试验成成果见表44。表4芯样样力学性能能试验成果果表力学强度/105Pa层面劈拉轴拉抗弯抗压数量（个）最大/最小小平均数量（个）最大/最小小平均个数最大/最小小平均整体436742/7.926.7517.8/12.

18、6614.7688.2/2454.2铺砂浆831.4/11.9923.7925.5/10.9915.3667.2/30.0045.0不铺砂浆621.7/1.813.3820.1/2.113.0457.3/37.2242.8 表表4所示，缝缝面不铺砂砂浆的力学学强度较铺铺砂浆的偏偏低。室内内试验和现现场取样试试验资料都都表明：整整体混凝土土优于有缝缝面的混凝凝土；相同同施工条件件下，缝面面铺砂浆优优于不铺砂砂浆。 从现场混混凝土芯样样获取率看看施工缝处处理这次现现场钻孔取取样，共有有120个个接缝面，448个缝面面在取芯样样过程中断断裂，占缝缝面总数的的40%，其其中铺砂浆浆的断裂222个，未未

19、铺砂浆的的断裂266个，分别别占各自接接缝面600个的366.7%和和43.33%。 总总起来看，断断裂数少的的情况有以以下几种：缝面坑洼洼不平、石石子外露者者，缝面用用风砂枪冲冲毛者，混混凝土为三三级配者，这这与一般的的概念相同同，说明缝缝面断裂数数与缝面处处理质量和和混凝土浇浇筑质量密密切相关。混混凝土骨料料粒径越大大，水泥用用量越少，对对上下层结结合不利，铺铺砂浆或增增加砂率的的必要性越越大。二级级配混凝土土仓位，特特别是高标标号二级配配混凝土，可可以不铺砂砂浆。2.4.44 三峡工工程对施工工缝不铺砂砂浆的试验验和措施 三三峡工程泄泄洪坝段使使用塔带机机浇筑混凝凝土，施工工缝面铺砂砂浆

20、存在较较大困难，为为了确保浇浇筑质量又又要方便施施工，19998年111月-11999年年1月，进进行了水平平施工缝铺铺砂浆与富富浆混凝土土对比试验验。试验块块长39mm，宽211m，试验验层浇筑后后，暂不上上升，待混混凝土达到到28d龄龄期以后，进进行原位抗抗剪试验。试试验条件为为：混凝土土200号号，二级配配、三级配配、四级配配，坍落度度为577。二级级配混凝土土采用原设设计配合比比，三级配配和四级配配混凝土分分铺砂浆和和不铺砂浆浆浇筑，铺铺砂浆采用用原设计配配合比，不不铺砂浆混混凝土分两两种形式：一种采用用原配合比比，另一种种增加3%砂率和66kg/mm3的用水量量（保持坍坍落度及水水胶

21、比不变变）。试验验取得大量量成果，仅仅以抗剪强强度为例，详详见表5。表5抗 剪 试 验 成 果 表抗剪断强度度残余强度摩擦值组号200号混混凝土特性性fC/MPPafC/MPaafC/MPaa三级配，不不铺砂浆1.571.171.090.231.150.07三级配，不不铺砂浆，增增加砂率1.281.681.290.211.120.19三级配，铺铺砂浆1.401.680.970.231.000.10四级配，铺铺砂浆1.321.741.140.340.960.29四级配，不不铺砂浆，增增加砂率1.291.210.970.250.960.29四级配，不不铺砂浆1.371.830.720.741.00

22、0.25二级配，不不铺砂浆1.382.070.990.470.900.34试验成成果表明：施工缝面面铺不铺砂砂浆其抗剪剪强度均大大于1MPPa，可以以满足层面面结合质量量要求；不不铺砂浆的的层面结合合质量，只只要施工正正常，是可可以达到与与铺砂浆的的层面相近近效果，而而采用富浆浆混凝土也也可以改善善不铺砂浆浆的层面结结合质量；采用二级级配混凝土土比采用其其他层面处处理方法的的结合质量量较好。 根根据国内外外关于施工工缝试验和和处理措施施，三峡工工程决定施施工缝采用用迎水面667m范范围浇筑220cm厚厚的同标号号二级配混混凝土，其其余施工缝缝面浇筑440500cm厚的的三级配富富浆混凝土土。从大量量钻取的混混凝土芯样样观察，肉肉眼很难看看出不打砂砂浆的混凝凝土施工缝缝缺陷，说说明施工缝缝不打砂浆浆而采取替替代措施是是有效和成成功的，值值得推广应应用。很重重要的一点点，好的施施工方法，还还要靠精心心组织和精精心施工来来保证，在在平仓振捣捣上狠下功功夫，确保保混凝土施施工缝面的的质量。收收稿日期：20022-08-15作者者简介：陈陈福厚，中中国三峡总总公司咨询询，教授级级高级工程程师。