淺析水下不分散混凝土工程質(zhì)量控制措施

安雪蕾，趙正國(guó)，張志闊

（山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院，山東 濟(jì)南 250014）

南水北調(diào)工程有效緩解了我國(guó)北方地區(qū)水資源嚴(yán)重短缺的問(wèn)題，是優(yōu)化水資源配置和促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的重大戰(zhàn)略性工程[1]。山東省為南水北調(diào)東線工程續(xù)建了大量配套工程，其中部分工程需在水下施工?；炷潦撬屡涮坠こ讨凶畛Ｊ褂玫慕ㄖ牧现?。

普通混凝土在受到水洗作用后，骨料與膠凝材料將會(huì)呈現(xiàn)分離狀態(tài)，骨料的下沉速度明顯快于膠凝材料，且部分膠凝材料懸浮于水中，最終導(dǎo)致材料嚴(yán)重離析和膠凝材料流失，從而大幅降低混凝土工程質(zhì)量，同時(shí)造成水污染。而水下不分散混凝土因在水中澆筑過(guò)程中能夠有效抵抗水的水洗作用，且能實(shí)現(xiàn)自流平和施工工藝簡(jiǎn)單，在水利工程中得到了更為廣泛的應(yīng)用。

水下不分散混凝土是在普通混凝土配合比的基礎(chǔ)上摻加以纖維素醚類或聚丙烯類水溶性高分子聚合物為主要成分的抗分散劑配置而成的[2]?？狗稚┚哂休^強(qiáng)的吸附能力，能夠顯著提高新拌混凝土顆粒間的粘聚力，從而避免出現(xiàn)新拌混凝土的遇水分離和膠凝材料流失等問(wèn)題。水下不分散混凝土技術(shù)克服了普通混凝土水下施工的缺陷，提高了水下混凝土的工程質(zhì)量。

1 原材料質(zhì)量控制

水下不分散混凝土主要由水泥、礦物摻和料、骨料、抗分散劑和水配合而成。原材料的質(zhì)量直接關(guān)系著混凝土的工程質(zhì)量，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)對(duì)原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管控，加強(qiáng)對(duì)原材料的質(zhì)量檢測(cè)。

水下不分散混凝土盡量使用強(qiáng)度等級(jí)為42.5 或52.5 的普通硅酸鹽水泥，不同廠家生產(chǎn)的抗分散劑化學(xué)組成差別較大，其他品種水泥可能會(huì)與抗分散劑反應(yīng)產(chǎn)生不硬化等問(wèn)題。因此，在選用其他品種水泥時(shí)，應(yīng)開(kāi)展室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試水泥與抗分散劑的適應(yīng)性和混凝土強(qiáng)度等性能。

礦物摻和料原則上不建議使用，主要是因?yàn)槠渑c抗分散劑可能會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性不良等問(wèn)題，易造成混凝土在水下逐漸發(fā)散。但當(dāng)選用礦物摻和料時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)驗(yàn)證其對(duì)水下不分散混凝土性能的影響，且質(zhì)量應(yīng)符合水工混凝土摻和料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

粗骨料宜采用連續(xù)級(jí)配的碎石或河卵石，粒徑范圍為5～20mm，因?yàn)樵谒袧仓r(shí)較大粒徑的粗骨料增大了顆粒間離析的可能性。細(xì)骨料宜采用細(xì)度模數(shù)為2.6～2.9 的水洗河砂。骨料應(yīng)符合水工混凝土相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

抗分散劑會(huì)對(duì)人體、生物與環(huán)境造成有害影響。摻入抗分散劑的混凝土性能應(yīng)符合規(guī)范DL/T 5117-2000 的要求。

2 配合比設(shè)計(jì)

水下不分散混凝土的配合比設(shè)計(jì)在考慮工程要求的基礎(chǔ)上應(yīng)適當(dāng)提高強(qiáng)度等級(jí)，以抵消水的水洗作用對(duì)混凝土性能帶來(lái)的負(fù)面影響。水下不分散混凝土澆筑時(shí)一般不允許振搗，這就需要其具有良好的流動(dòng)性和自密實(shí)性，在配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮其流動(dòng)性。

混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，試驗(yàn)人員應(yīng)根據(jù)廠家提供的抗分散劑對(duì)混凝土性能指標(biāo)的影響確定膠凝材料組分和配制強(qiáng)度等級(jí)。同時(shí)考慮水工建筑設(shè)計(jì)要求的混凝土主要技術(shù)指標(biāo)，并參考規(guī)范DL/T5117-2000 和 DL/T5309-2013 的相關(guān)規(guī)定來(lái)確定水下不分散混凝土的基礎(chǔ)配合比。然后按照水下混凝土成型方法和試驗(yàn)方法對(duì)混凝土進(jìn)行試配試驗(yàn)，最終確定水下不分散混凝土中各項(xiàng)材料用量。

需要注意的是，水膠比決定了水下混凝土的強(qiáng)度和耐久性。在配制過(guò)程中，水灰比的上限應(yīng)不超過(guò)混凝土有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時(shí)在滿足流動(dòng)性的條件下，應(yīng)通過(guò)砂率的調(diào)整和減水劑的加入盡可能降低單位用水量，從而有利于提高其強(qiáng)度和耐久性。

3 施工控制措施

施工人員在澆灌前應(yīng)制定出澆灌方案和澆灌量的檢查辦法，并在施工過(guò)程中按照計(jì)劃進(jìn)行澆灌，且實(shí)時(shí)記錄和復(fù)查水下不分散混凝土的澆灌量。在澆灌過(guò)程中，應(yīng)采取水下觀測(cè)措施檢查水下混凝土的擴(kuò)展形態(tài)和填充狀態(tài)，以保證混凝土能完全充滿整個(gè)模板范圍內(nèi)。

水下不分散混凝土在水中的自由落差不應(yīng)超過(guò)0.5 m，當(dāng)水下分散混凝土自由落差超過(guò)此值時(shí)，應(yīng)使用導(dǎo)管進(jìn)行引流，以便降低混凝土與水的接觸，同時(shí)避免對(duì)澆灌部位周圍的水質(zhì)產(chǎn)生污染。導(dǎo)管上方應(yīng)有裝料漏斗，導(dǎo)管內(nèi)徑應(yīng)充分考慮粗骨料的最大粒徑和水工結(jié)構(gòu)的鋼筋排列再進(jìn)行確定。導(dǎo)管的下端應(yīng)插入到已澆的混凝土中，從而避免發(fā)生水的反竄帶來(lái)的混凝土質(zhì)量下降。如若需要將導(dǎo)管下端從混凝土中撥出時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)管內(nèi)的混凝土連續(xù)澆灌，且水中自由落差控制在0.5 m 范圍內(nèi)，并采取措施將導(dǎo)管下端盡快插入到已澆混凝土中。

水下不分散混凝土在澆筑過(guò)程中不得出現(xiàn)停頓，且應(yīng)連續(xù)澆灌。因特殊情況出現(xiàn)停頓時(shí)，再次澆筑的時(shí)間間隔不應(yīng)超過(guò)其初凝時(shí)間，否則將嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量。當(dāng)水下不分散混凝土表面高度超出水面后再用普通混凝土澆灌時(shí)，應(yīng)采取措施除掉水下不分散混凝土表面上的留存水分，并在較短時(shí)間內(nèi)立即續(xù)澆普通混凝土，以便兩種混凝土更好的結(jié)合。但普通混凝土應(yīng)采取振搗措施進(jìn)行振實(shí)。

水下不分散混凝土因長(zhǎng)期處于水中，澆灌完成后不需采取養(yǎng)護(hù)措施。但應(yīng)采取保護(hù)措施以防動(dòng)水沖刷對(duì)未硬化混凝土造成的膠凝材料流失和構(gòu)筑物底部被淘空。水下不分散混凝土的拆模應(yīng)按照DL/T5309-2013 相關(guān)內(nèi)容執(zhí)行。但當(dāng)預(yù)計(jì)構(gòu)筑物受到波浪壓力較大時(shí)，其拆模時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況另行確定。

4 質(zhì)量管理及檢驗(yàn)措施

水下不分散混凝土脫模后，檢測(cè)人員應(yīng)參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水下構(gòu)筑物表觀質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，并采取水下電視監(jiān)控等措施以確定構(gòu)筑物表面有無(wú)裂縫、斷裂、露筋等缺陷。水下不分散混凝土抗壓強(qiáng)度的檢測(cè)宜采用試塊法。當(dāng)混凝土養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求測(cè)試空氣中和水中成型試塊的抗壓強(qiáng)度，以確定水下混凝土的質(zhì)量和水下不分散混凝土是否符合設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求。需要注意的是，水下構(gòu)筑物混凝土的質(zhì)量檢測(cè)較為困難；在實(shí)際施工過(guò)程中，檢測(cè)人員在澆灌過(guò)程中應(yīng)增加取樣頻次和詳細(xì)檢查施工操作的規(guī)范性，以便更為精準(zhǔn)地把控水下不分散混凝土的質(zhì)量。

5 結(jié) 語(yǔ)

與普通混凝土相比，水下不分散混凝土具有更為優(yōu)良的水下抗分散性、自流平性和自密實(shí)性，并且簡(jiǎn)化了施工工藝，明顯提高了水下混凝土的強(qiáng)度和保證了水下混凝土的工程質(zhì)量，同時(shí)縮短了施工工期和降低了工程成本。