摘 要] 本文介绍了冬季地铁大体积防水混凝土的浇筑。该工程混凝土配合比设计合理, 混凝土施工工艺控制严格, 保证了地铁工程冬期混凝土质量。
[ 关键词] 冬期施工; 抗裂防水
1 工程概况
沈阳地铁一号线洪重区间底板、侧墙、盖板, 底板厚1.5 m。混凝土量为 4 000 m3, 混凝土设计强度为 C30, 抗渗等级为 P8。分三段进行浇筑不预留加强带。混凝土浇筑时间为 2006 年 12 月～2007 年 1 月, 日平均气温为- 15～0 ℃, 对混凝土的搅拌, 运输及泵送浇筑带来了一定困难, 同时对混凝土的抗裂防水性能提出严峻的考验。地铁工程对混凝土的要求使用年限要达到 100 a, 混凝土的耐久性、工作性、强度指标要求必须以科学严慬的态度对混凝土配合比设计进行优化来达到这项工程的优良质量。
2 混凝土的配合比设计
2.1 原材料选用
2.1.1 水泥
铁岭铁新 P?0 42.5 级水泥, 其性能指标见表 1。
2.1.2 粉煤灰
铁岭发电厂Ⅰ级粉煤灰, 其性能指标见表 2。
2.1.3 砂子
浑河河砂, 其性能指标见表 3。
2.1.4 石子
本溪碎石, 其性能指标见表 4。
2.1.5 矿粉
鞍钢 S75 级矿渣粉, 其比表面积 480 m2/kg, 7 d 抗压强度比为 78%, 28 d 抗压强度比为 91%。
2.1.6 膨胀剂
齐齐哈尔市金马新型防水材料有限公司生产的鼎泰牌WP- Ⅱ型膨胀剂, 其性能指标见表 5。
2.1.7 防冻剂
辽宁省建筑材料科学研究所试验厂生产的 TB 型泵送防冻早强剂, 减水率达到 20%以上, 28 d 抗压 强 度 比 达 到130%以上。
2.2 施工配合比
结合本工程特点, 各种原材料全部精挑细选。在混凝土中采用 S75 级矿渣粉及Ⅰ级粉煤灰复合掺加, 能够降低混凝土 3、7 d 的水化热, 对要求严格控温的大体积混凝土, 可有效减少混凝土早期温缩裂缝。另外, 矿物及粉煤灰的加入能在混凝土中产生火山灰效应及微集料效应, 改善混凝土微观结构, 水泥颗粒之间的间隙由更细的集料填充, 使空隙率明显降低, 使混凝土形成了密实充填结构。又由于强化了集料界面粘结力, 大幅度提高了混凝土的抗渗性能, 也减少了混凝土的离析、泌水。冬期施工为了防止冻害, 在防冻剂的选择上采用 TB 早强防冻剂, 提高混凝土的早期强度。经万利商品混凝土公司实验室多次试验, 确定了施工配合比, 见表 6。
经工地现场抽样检验, 混凝土和易性良好, 初始坍落度为 170 mm, 1 h 坍落度损失为 20 mm。7、28 d 混凝土试块的立方体抗压强度分别为 27.2、40.4 MPa, 满足混凝土工程设计要求。为了保证混凝土的耐久性, 对混凝土的碱含量,氯离子含量进行了检测, 均在标准要求的范围内。
3 混凝土的质量控制及施工
( 1) 严把进料关, 各种原材料进场全部按标准进行严格复试, 验收质量证明书, 不合格的材料禁止入场。
( 2) 所有砂石料全部覆盖, 防止冰雪混入料仓。
( 3) 搅拌用水利用蒸气加热, 水中加设测温表, 质检员每天四次记录水温, 保持水温在 50～60 ℃。
( 4) 投料顺序为砂石、水、泵送剂, 其次为水泥、粉煤灰及矿粉, 以保证先期投入的砂石料和水混合物在与水泥接触时温度不超过 60 ℃, 确保水泥不发生假凝现象, 并延长搅拌时间为 50 s/盘, 保证混凝土搅拌均匀。
( 5) 质检员每班四次测量混凝土的出机温度, 确保出机温度不低于 15 ℃, 入模温度不低于 10 ℃。
( 6) 严禁私自往罐车内加水, 对于混凝土坍落度过小,可在技术人员指导下进行二次流化, 如果坍落度过大, 作退货处理。
( 7) 混凝土运输罐体外加保温罩, 减少运输途中热量损失, 混凝土输送泵车周围搭建保温棚。
( 8) 施工现场搭建保温棚, 并使用暖气加温, 保证施工现场温度在- 10 ℃以上, 降低混凝土的内外温差。
( 9) 浇筑完成后, 及时覆盖塑料薄模并加盖草帘养护,以保证混凝土初凝前不受冻, 养护时间不小于 7 d。在混凝土初凝前进行二次抹面, 以减少表面裂缝。
( 10) 该工程按每 100 m3 混凝土取样 6 组, 分别进行 3、7、28 d 的标养及自养。标养 3、7、28 d 立方体抗压强度分别达到设计强度的 70%～90%、110%～130%、130%～160%,抗渗性满足设计要求, 无渗漏。
4 结论
地铁一号线洪重区间的泵送混凝土配合比设计经施工证明是成功的。混凝土的抗压强度和抗渗等级均达到和超过了设计要求, 质量较好。混凝土配比采用矿粉及 I 级粉煤灰复合使用, 并添加 WP- Ⅱ膨胀剂, 取得较好的抗裂抗渗效果。通过对混凝土施工配合比的精心设计和对生产质量的严格控制, 并采取适宜的保温防护措施, 可较好的解决冬季大体积混凝土施工所面临的早期强度低、易渗露等问题。
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