预拌超流态混凝土生产技术浅述

发表时间:2020/9/1   来源:《工程管理前沿》2020年5月13期   作者:朱会东
[导读] 本文主要对预拌超流态混凝土生产技术进行浅述。
        摘要:预拌超流态混凝土灌注桩施工技术是采用长螺旋钻机钻进的同时排土干成孔,钻孔至设计标高时,利用混凝土泵将坍落度宜在180~220mm的超流态混凝土从钻杆中心至钻头底部压出,边连续压灌混凝土边提升钻杆,置换孔中土体成桩,成桩后及时采用专门的振动装置同时利用钢筋笼的自重将其一次性插入未凝结混凝土拌合物桩体中,最终形成钢筋混凝土灌注桩。基于此,本文主要对预拌超流态混凝土生产技术进行浅述。
                 关键词:预拌超流态;混凝土;生产技术
        引言
        预拌超流态混凝土是经集中搅拌,供给建筑工程施工的混凝土。预拌超流态混凝土作为建设工程施工中最重要的基础原料,对工程质量有着不容忽视的影响,为确保建设工程质量必须对预拌超流态混凝土的潜在问题进行分析,基于问题提出改进对策,进一步加强预拌超流态混凝土的质量管控,以保障建筑工程质量。
        1预拌超流态混凝土潜在问题
        混凝土相关行业一直承受着环保与成本问题的双重压力。目前的预拌超流态混凝土市场需求量非常大,竞争异常激烈,导致部分预拌混凝土企业忽视质量管理,盲目低价竞争,这也是造成预拌超流态混凝土质量良莠不齐的重要原因之一。面对这种情况,若想有效解决预拌超流态混凝土的质量问题,首先要解决预拌超流态混凝土原材料较差、设备操作缺少合理管控、生产工艺较为落后、生产人员操作不到位以及技术人员质检缺失等一系列问题,才能有效提升预拌超流态混凝土质量,在保证产品质量的基础上更好的满足市场需求,为建筑行业的长远发展打下坚实的基础。
        2预拌超流态混凝土生产技术
        2.1混凝土所用原材料及检验数据
        (1)水泥:普通硅酸盐水泥P·O42.5R,由惠州市光大水泥企业有限公司生产。比表面积354m2/kg,初凝时间145min,终凝时间275min,安定性合格,3d抗折强度5.9MPa,3d抗压强度30.4MPa,28d抗折强度8.7MPa,28d抗压强度50.5MPa。
        (2)掺合料:粉煤灰,由河源电厂生产,属于F类Ⅱ级。细度18.5%,需水量比98%,密度2.19g/cm3,烧失量3.5%,三氧化硫1.2%,游离氧化钙0.4%;
粒化高炉矿渣粉,由伟宝实业生产,S95级。比表面积440m2/kg,烧失量0.4%,三氧化硫2.3%,流动度比101%,7d活性指数89%,28d活性指数108%。
        (3)外加剂:聚羧酸高性能减水剂,由惠州市瑞佳建材有限公司生产,其型号为HRJ-30。密度1.035g/cm3,含固量11.22%,pH值5.3,减水率26%,初凝时间差245min,7d抗压强度比155%,28d抗压强度比147%。
        (4)细集料:机制砂,属于Ⅱ区中砂。细度模数为2.6,含泥量1.4%,泥块含量0.5%,MB值0.6,压碎值14.6%,表观密度2610kg/m3,堆积密度1390kg/m3,紧密密度1580kg/m3,氯离子含量0.001%。
        (5)粗集料:碎石,属于5-25mm连续级配,含泥量0.3%,泥块含量0.1%,表观密度2630kg/m3,堆积密度1440kg/m3,紧密密度1570kg/m3,针片状含量4%。
        2.2配合比设计及试配结果(以C30超流态混凝土为例)
        2.2.1配合比设计
        2.2.1.1选择水胶比
        混凝土强度等级C30,根据《普通混凝土配合比设计规程》和实际经验,C30混凝土水胶比实际取0.46。
        2.2.1.2胶凝材料用量
        混凝土的胶凝材料用量为不宜小于300kg/m3,根据实际材料和试配结果选取。粉煤灰和矿渣掺量按配合比设计规程规定范围选取。
        2.2.1.3用水量
        根据规程选择用水量,考虑外加剂减水率折算后,实际取值180kg。
        2.2.1.4砂率
        泵送混凝土砂率取35~45%,当使用人工砂时,砂率可适当增大。按试配的和易性、可泵性选取。
        2.2.1.5砂石骨料用量
        按表观密度法计算出砂石骨料用量。
        2.2.1.6外加剂掺量
高效减水剂通过适应性试验,掺量通过实验确定,取胶凝材料用量的2.0%。2.2.2配合比试验结果

混凝土配合比试验方案和结果

        2.2.3配合比选取及复核验证
        通过合理的选择后,再经过配合比复核验证,最终2#配合比的混凝土坍落度、和易性、强度满足设计要求,综合成本在合理范围内,同时考虑到粉煤灰和矿粉双掺后,后期强度有更大的增长空间、抗水渗透性也有所提高,大大提高了混凝土结构的耐久性。
        2.3生产设备管理方面
        预拌混凝土行业经过长久的发展,已经全面迈向机械化生产,其各种生产设备及配套设施随着发展提升,已越来越先进。生产设备的技术进步能有效增强预拌超流态混凝土的质量保障。但是,必须对预拌超流态混凝土的各种生产设备严加管理,为其安排好一系列运行、检查、维护工作,以有效保证混凝土质量。对计量设备一定要按期进行检定、校准,确保计量准确,保证各项生产设备在生产过程中能够平稳运行,提高工作效率。且与之对应的配套设施也不可忽视,要定期对其进行查验,确保其基础功能性良好,可以达到辅助预拌超流态混凝土生产设备的需求,更好地配合生产设备提高预拌超流态混凝土生产质量。因预拌超流态混凝土区别于普通混凝土,要求塌落扩展度大、粘聚性好等特点,生产上宜增加混凝土搅拌时间。
        2.4成孔灌注
        ①当钻机钻孔达到设计要求的深度后,停止钻进,同时启动混凝土输送泵向钻具内输送桩料,待桩料输送到钻具底端将钻具慢慢上提0.1~0.3m。
        ②观察混凝土输送泵压力有无变化,以判断钻头两侧阀门已经打开,输送桩料顺畅后,方可开始压灌成桩工作,严禁先提管后泵料。
        ③提升速度要与泵送速度相适应,确保中心管内始终有0.1m3以上的混凝土,成桩时拨管速度控制在2~3m/min。
        ④压灌成桩时,边泵送桩料边提钻具,压灌成桩过程中提钻与输送桩料应自始至终密切配合,钻具底端出料口不得高于孔内桩料的液面。
        ⑤成桩的提拔速度按工艺性试验并经试桩核准的适合速率参数进行控制,成桩过程宜连续进行,应避免因后台供料慢而导致停机待料。
        ⑥成桩过程中应连续进行,压灌成桩必须一次连续灌注完成,若因意外情况出现等待时间大于初凝时间,则应重新钻孔成桩。
        ⑦为确保成桩质量,施工中每根桩的投料量不得少于设计灌注量,由于压灌后桩顶难免有浮浆,为确保桩体质量,成桩桩顶标高应高于设计桩顶标高,不宜小于0.5m。
        2.5桩头处理
        ①混凝土浇筑完毕,强度达到70%开始用小挖机配合人工清理桩间土,小挖机应根据桩位图进场作业,作业中由施工人员现场指导看护,防止挖机损伤桩身。②剔凿预留桩头,应采用钢钎及风钻配合人工凿除,一次破除高度不超过50cm,并注意破除时不能损坏桩顶部钢筋,不能对桩顶钢筋扭扯、碾压,剔凿时钢钎应水平放置,禁止竖向劈裂桩身,以防破坏桩身质量,首先使用风钻剔凿至设计标高,然后人工把桩头清理平整。
        2.6严格全过程质量管控验
        严控全过程质量管控,预拌超流态混凝土的生产不仅要对预拌超流态混凝土最终产品质量进行检验,还要进行全过程质量管控。比如所有进场原材料必须按批次进行检测,原材料有变动时要重新对混凝土配合比进行设计和试配验证,出厂每批次混凝土都要进行拌合物取样检验、成型试压块等。通过全过程质量管控以确保混凝土工作性满足施工泵送要求,强度耐久性满足工程质量要求。
        结语
        预拌超流态混凝土灌注桩施工技术与预应力静压管桩相较,机械投入少,费用低;与锤击预制桩相比,无噪音,不扰民;与人工挖孔桩相较,人力投入少,成本低,周期短;与泥浆护壁桩相比,无须泥浆护壁,无泥浆污染,符合国家产业政策,绿色环保。总之,该施工技术有着工艺简单、成本低廉、绿色环保、适用性强、机械投入少、单桩承载力高、桩身质量好等诸多优势,具有良好的经济效益,为《建筑业十大新技术》之一。我公司先后在多个工地推广该施工技术,实践表明,成桩后待桩身混凝土强度达到规范要求后,按设计及规范要求进行了桩身完整性及静载试验,检测报告各项指标均满足设计及规范要求,应用效果良好,对同类工程的施工具有一定的借鉴作用。
        参考文献
        [1]混凝土配合比设计规程:JGJ55-2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
        [2]李奋强.浅析预拌超流态混凝土配合比在线优化方法[J].建材发展导向,2017,15(5):61-62.
        [3]陈启文,陈鞍丰.预拌超流态混凝土配合比设计中的问题与对策[J].安徽冶金科技职业学院学报,2018,28(1):38-40.
        [4]JGJ120—2012,建筑基坑支护技术规程[S].[5]JGJ/T419-2018,长螺旋钻孔压灌桩技术标准[S].
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