陶粒混凝土墙体泵送施工在某大剧院工程中的应用

陶粒混凝土墙体泵送施工在国家大剧院工程中的应用国家大剧院音乐厅池座顶板(16.26m标高)，最大跨度为33.9m，整个音乐厅池座顶板面积约1800m2，池座顶板上为阅览室和咖啡厅休闲区域。为了减轻池座顶板上的荷载，部分墙体设计为陶粒混凝土，墙体高度分别为3.2m、5m两种，墙厚为200mm，混凝土强度等级为CL20，设计要求干密度小于1900kg/m3。一、工程特点及难点1、陶粒混凝土墙体施工时，屋面壳体已封闭，现场塔吊已拆除。混凝土垂直运输只能泵送。2、根据现场情况，泵车只能停放在消防车道内（-12.58m）泵送垂直高度近30m，泵管总长近50m。3、墙体高（5m）而薄（200mm），墙体顶部有一暗梁钢筋密集，暗梁上埋设予埋件，混凝土浇筑时下料困难。4、工程地处市中心，混凝土运输距离远28km，且需要避开交通高峰管制。5、陶粒墙体施工时时逢冬施，施工时间为2005年1月到3月。二、陶粒混凝土泵送难点分析1、由于陶粒的密度小，陶粒混凝土在搅拌、运输、泵送和浇筑过程中都很容易出现陶粒上浮现象，造成陶粒混凝土分层离析、成型困难。陶粒混凝土泵送过程中，在压力的作用下，尤为明显。2、陶粒为烧结材料，内部多孔易吸水，吸水率较大，特别是前期吸水很快，不仅使混凝土水灰比不好确定，也使陶粒混凝土坍落度稳定性很难保持较长时间，对施工浇筑影响较大。3、陶粒吸水作用使陶粒混凝土的体积发生变化，在泵压的作用下，陶粒间在泵管内相互挤压时，陶粒变形大。使泵送压力损失大。致使泵压力沿泵送方向减小，泵送压力在泵管内不能等压力向前传递，泵送难度大。4、陶粒的表面比较粗糙，泵送过程中陶粒与陶粒表面之间，陶粒与泵管内壁之间的摩擦力相对普通混凝土粗骨料间较大，加大了泵送的难度。三、陶粒混凝土配合比设计针对陶粒混凝土泵送难的特点，首先从配合比设计开始解决泵送难题。1、原材料选择1.1.陶粒混凝土内掺入粉煤灰，提高混凝土的粘聚性，使陶粒在混凝土内被浆体包裹，表面形成一层薄膜，减少陶粒的再次吸水，稳定混凝土的水灰比，同时也减少陶粒与泵管之间的摩擦阻力，增加混凝土的和易性有利于泵送。由于粉煤灰的密度小于水泥的密度，可以减少混凝土浆体的密度，使陶粒在混凝土浆体内的浮力减少，避免陶粒上浮。根据以上分析，最后选择了Ⅰ级粉煤灰。经检测粉煤灰的各项技术参数如下表：产地等级细度需水量比烧失量河北三河I级4.0％94.0％1.4％1.2.陶粒混凝土中的粗骨料—陶粒，对混凝土的强度等级和密度实现都起到重要作用。根据混凝土的密度要求，选用堆积密度860kg/m3，粒径5-20mm连续级配、品质好的天津陶粒。经检测各项技术参数如下表：产地公称粒径级配情况堆积密度碱活性指标天津5－20mm连续级配860kg/m33低活碱性为了保证陶粒混凝土的可泵性，试配前对陶粒进行充分浸水处理，使其基本达到饱和吸水。1.3.根据北京地区的资源情况选用北京京都牌普通硅酸盐32.5水泥，进场实验表明完全满足规范要求，其各项技术参数如下表：产地凝结时间标准稠度用水量((P)抗折强度（MPaa）抗压强度（MPaa）初凝终凝3d28d3d28d北京2h35min3h30min28.2%5.88.928.854.71.4.选择细度较好，含石子较少的中砂，可以降低混凝土浆体密度，减小浆体浮力，抗陶粒上浮，同时也可以更好的充盈陶粒间的间隙，保证陶粒混凝土的强度等级和混凝土的可泵送性。选用了潮白河系中砂，经检测为低碱活性集料，含泥量等各项指标均满足要求。1.5.根据施工气候条件和泵送要求，加入了具有减水、防冻和缓凝作用的外加剂JD-10。2、陶粒混凝土配合比确定2.1.陶粒混凝土要求到场时坍落度满足180±20mm，坍落度损失≤15％/h。入模温度不低于100C。2.2.粉煤灰的掺入量不同，对陶粒混凝土泵送影响也不同，为了满足施工泵送的要求，进行了粉煤灰材料对陶粒混凝土泵送影响的试验。结果表明：当粉煤灰掺量在10%左右时，泵送为最佳状况，为了达到设计强度等级和密度要求，对粉煤灰掺入量进行调整为6%。2.3.综合各种因素经过多次的泵送试验试配最后确定实验室配合比如下：材料名称水泥水砂陶粒JD-10粉煤灰每m3用量（kg/m33）34018070648314.85110四、陶粒混凝土现场施工1、技术准备1.1.结合工程实际，确保浇筑质量，合理确定浇筑高度，高度为5m的墙体，陶粒混凝土分两次浇筑，水平留置一条施工缝，第一浇筑高度为3m，第二次浇筑的高度为2m。高度为3.2m的墙体一次性浇筑。1.2.根据混凝土的运输距离和陶粒混凝土施工的特殊性，合理控制每次混凝土的浇筑量，每次浇筑量不大于50m3，墙体共分成6段进行施工。1.3.陶粒混凝土浇筑前24小时与混凝土搅拌站联系，明确浇筑时间、部位、方量和各种技术指标，避开交通高峰管制时段，并明确要求混凝土的运输连续，混凝土车的间隔时间不大于20分钟。1.4.混凝土到场后，对振捣工进行现场振捣技术交底。2、现场准备2.1.做好所有的隐、预检工作。现场准备好混凝土浇筑所需要的机械和电源，并准备备用量，同时协调好混凝土车到现场后的行走路线。确保混凝土到场后浇筑连续及时。2.2.在墙体两侧每隔5m用碗扣架搭设2x3m左右的操作平台，平台上铺铁皮。当陶粒混凝土经过泵管到施工面时，如有稍微的离析现象，则将陶粒混凝土放在操作平台上用人工进行二次搅拌后再下料。3、陶粒混凝土现场施工3.1.混凝土到场后，质检、试验人员对陶粒混凝土坍落度进行检测，合格后进行浇筑，如陶粒混凝土出现离析或坍落度损失过大等质量问题，必须退回搅拌站进行调整。3.2.陶粒混凝土入模温度不小于10℃，设专人在墙体作业面处监测，并做好记录。3.3.墙体混凝土浇筑时，用橡皮管串筒下灰。控制陶粒混凝土下灰自由高度不超过1m，每次下灰高度不超过500mm，分层下灰。3.4.用φ30振捣棒对陶粒混凝土进行振捣，振捣棒插入点间距不超过300mm，严格控制振捣时间，每点的振捣时间不超过30秒，边振捣边观察，当振点出现浆体未出现陶粒上浮时立即更换振点。3.5.陶粒混凝土浇筑完成后，在墙体两边挂保温被保温，确保不受冻。3.6.拆模后从墙体混凝土面向下5cm，拉水平通线剔凿墙体上部的浮浆和松散的陶粒。结束语经过我们对陶粒混凝土的施工。从陶粒混凝土的试配到施工，整个过程的严格控制，克服各方面的困难，加强管理，