劲性柱自密实清水混凝土的应用技术

劲性柱自密实清水混凝土的应用技术【摘要】本文通通过对工程TFT区劲性柱自自密实清水混混凝土的应用用分析和经验验总结，介绍绍了自密实清清水混凝土的的方案选择、材材料检测方法法、配合比设设计及施工重重要节点的控控制等内容，并并浅析了此项项技术的工程程适用性问题题。【关键词】劲性性柱、自密实实混凝土、清清水混凝土、水水粉比、水灰灰比、坍落扩扩展度、500mm扩展时间T50、V漏斗试验、U型箱试验、全全量检测一、工程概况及及结构特点根据现场的实际际情况及功能能要求，设计计师对建筑物物核心区采取取了如下施工工图设计：1、主厂房建筑筑面积624487.922㎡，建筑高度22.30m。TFT核心区建筑面积222788.24㎡，分为上下下两层，单层层建筑面积111399.12㎡；建筑高度19.30m，首层层高6.00m，二层层高6.80m，钢结构屋屋架高度6.50m。2、建筑物一层层结构为钢筋筋混凝土框架架-剪力墙结构构，柱间距5.4m*5.4m，截面尺寸900mmm*9000mm，净高5.30m，首层顶板板为华夫板格格子梁结构，主主次梁高均为为700mm，主梁宽850mm，次梁宽250mm。二层结构构为大跨度全全钢结构，钢钢柱截面尺寸寸550mmm*5000mm，为保证机机械设备的安安装和生产的的运行需求，每每榀主框架的的三跨柱间距距分别为32.40m、32.40m、37.80m，每榀主框框架间距为10.80m，共十榀框框架。3、TFT核心心厂区洁净度度等级为M3.5级（0.3μm），即为每每立方米空气气中≥0.3μm粒径的粒子子数不得超过过10600个。为保证证生产车间的的高洁净度要要求，建筑设设计对车间封封闭和防尘采采取了环氧树树脂铺涂墙面面、地坪、框框架柱，华夫夫板模壳铺设设顶棚的装饰饰处理方式。由于本工程二层层钢管柱的跨跨度较大，若若一层采取全全钢筋混凝土土的支撑结构构则柱截面单单边尺寸将达达到1.80m~2.00m左右，如此此大的截面既既易产生混凝凝土的开裂，也也不能满足使使用功能的要要求，因此设设计采取了劲劲性混凝土柱柱的加强处理理方式，来减减小柱截面尺尺寸，控制混混凝土的收缩缩裂缝。劲性性混凝土柱也也即是钢骨柱柱，将二层的的箱形钢柱通通过变径和栓栓钉锚固的方方式插入一层层混凝土柱中中，并与承台台铰接。劲性混凝土柱截截面尺寸见下下图：TFT区劲混凝凝土性柱高6.00米，截面尺尺寸900mmm*9000mm，在3.8米标高处变变径，混凝土土强度等级C40。二、方案设计及及选择本工程劲性混凝凝土柱共60根，为普通通清水混凝土土，柱边不倒倒角，要求混混凝土的观感感具有较高的的标准。1、模板选型根据本工程清水水混凝土的要要求，柱模板板可采取全钢钢大模板或木木框胶合板模模板。TFT区分四个流流水段施工，格格子梁和柱采采取两次浇筑筑，考虑工期期和与格子梁梁的匹配施工工，模板投入入量需要30套。若采用用全钢大模板板则加工周期期长，一次性性配模不经济济，且不宜倒倒运，所以未未做考虑；木木框胶合板模模板支模体系系，施工便捷捷，易拼缝，易易倒运，模板板可拆剪重复复利用，但要要达到清水效效果，模板板板面的透气性性、吸水性、光光洁度、平整整度、刚度都都需重点控制制。综合考虑虑，本工程使使用木框胶合合板模板体系系较为实用，具具体构造如下下：⑴、模板采用118mm厚覆膜多层层板，板面尺尺寸2.44mm*1.222m，模板要求求表面无裂纹纹和龟纹，覆覆膜层厚而均均匀，覆膜重重量≥120g//m2，并要求面面板质地坚硬硬、表面光滑滑平整、色泽泽一致、厚度度均匀，并有有足够的刚度度。模板黏结结材料不得使使用粉胶，遇遇水膨胀率低低于0.5mm，周转次数数须3次以上；⑵、模板背楞为为50mm××100mm木方，木方方间距为200mm，胶合板采采用螺钉连接接，板块连接接处采用双面面海面胶挤缝缝；⑶、为避免对拉拉螺栓孔对清清水柱子的感感观影响，模模板的紧固采采用100*550*8槽钢为横楞楞，柱两端模模板外侧用ФФ14对拉螺栓双双螺母连接的的加固方式。横横楞在柱的根根部和顶部三三步内间距300mmm，中间区域域为450mmm；Ф14的截面能够够满足承载力力要求，采用用同一规格的的冷挤压螺栓栓；⑷、在柱的顶部部、中部、跟跟部各设一道道水平拉杆，与与四周的满堂堂红脚手架连连接，以保证证柱的垂直度度控制；⑸、柱跟模板在在地坪不平处处用水泥砂浆浆封堵，单侧侧模板设50mm三角形清扫扫口。首次使使用的模板可可不使用脱模模剂，能达到到更好的清水水效果。2、钢筋工程柱主筋为28，采采用滚轧直螺螺纹套筒连接接，箍筋为112@1000，六肢箍。箍箍筋制作为U型，绑扎时时按中部劲性性钢骨柱的钻钻孔位置穿插插后，再成型型为环形封闭闭箍筋；为保保证清水混凝凝土效果柱主主筋四角及中中部箍筋均须须配置足够的的塑料垫块。3、混凝土品种种的选择本工程劲性混凝凝土柱截面900*9900，纵筋为2828，箍筋为122@100，六支箍，方方钢为500*5550*222，钢柱上满满布焊钉尺寸寸为90*199@150。劲性柱在在不同的标高高上截面有所所变化，劲性性柱不同标高高截面如下图图所示：如此密的钢筋布布设和钢骨柱柱的设计，如如采用普通混混凝土浇筑，那那么即使较细细的30振动棒也无无法进行混凝凝土振捣，若若采取其他的的振动方式，也也无法满足混混凝土密实性性和表面光洁洁度的要求。因因此采用改变变混凝土的性性能，靠混凝凝土自身的重重力及材料特特性自动完成成混凝土的密密实是最佳的的应用方法，所所以本工程采采用了自密实实混凝土。自密实混凝土是是一种具有高高流动度、不不离析、均匀匀性和稳定性性，浇筑时依依靠其自重流流动，无需振振捣而达到密密实的混凝土土。他的抗压压强度、抗拉拉强度、弹性性模量，钢筋筋握裹力等物物理力学性能能均比传统的的振动密实混混凝土有所提提高。收缩、徐徐变性能也有有所改善。当当采用泵送法法施工时，还还可显著提高高混凝土面层层的平整度。本工程劲性混凝凝土柱采用自自密实混凝土土不但可以避免因无法振捣而造造成的空洞、蜂蜂窝、麻面等等质量缺陷，而而且还有效的的规避了因柱柱子分布广，塔塔吊作业有盲盲区，柱子浇浇筑不连续，振振捣水平人为为化的施工弱弱点。三、自密实混凝凝土配合比设设计1．自密实混凝凝土性能要求求自密实性能：二二级；强度等级：C440。2．原材料性能能水泥：P.O..42.55，R28=556MPa，表观密度3.1kgg/cm3；粉煤灰：Ⅰ级粉粉煤灰，表观观密度2.3kkg/cm33；细骨料：河砂，2区中砂，表表观密度2.67kg/cmm3，小于0.0755mm的细粉含量2%；粗骨料：碎石，5—25mm连续级配，表表观密度2.7kkg/cm33；外加剂：聚羧酸酸系高性能减减水剂，固含含量27%。3．初期配合比比设计（1）确定单位位体积粗骨料料体积用量（Vg）根据自密实性能能等级选取0.32，单位体积积粗骨料体积积用量为320L，质量为864.00kg。（2）确定单位位体积用水量量（Vw）、水粉比比（w/p）和粉体体体积（Vp）考虑到掺入粉煤煤灰配制C40等级的自密密实混凝土，而而且粗细骨料料粒型级配良良好，选择较较低的单位体体积用水量180.00L和水粉比0.80通通过得到粉体体积用用量，粉体体体积比为0.225，介于推荐荐值0.16~~0.23之间，浆体体量为0.37113，满足推荐荐值0.32~0.4。（3）确定含气气量（Va）根据经验以及所所使用外加剂剂的性能设定定自密实混凝凝土的含气量量为1.5%即15L。（4）计算单位位体积细骨料料量（Vs）因为细骨料中含含有2.0%的粉体，所所以根据，可可以计算出单单位体积细骨料体积积用量，质量为7077.55kgg。（5）计算单位位体积胶凝材材料体积用量量（Vce）因为未使用惰性性掺合料，所所以单位体积积胶凝材料体体积用量通过过。（6）计算水灰灰比（W/C）与理论水水泥用量（Mc0）按照《普通混凝凝土配合比设设计规程》进进行水灰比的的设计计算，根据要求确定设设计强度，已已知：。已知用水量为1180kg，所以水泥泥用量为418.66kg，135.00L。（7）计算单位位体积掺合料料量和实际水水泥用量（Mc）通过（6）的计计算可知单位位体积水泥体体积为135L，不能满足足通过自密实实性能计算出出的200.33L粉体的要求求。综合考虑虑混凝土的强强度要求和粉粉煤灰性能采采用超量取代代的方法，超超量取代系数数为1.5，设取代水水泥率为，可可根据下式计计算出取代水水泥质量和粉粉煤灰掺入量量：式中，Mfa、ρc、ρfa分别为实际际粉煤灰用量量、水泥密度度、粉煤灰密密度。通过上述计算得得到水泥的实实际用量和掺掺合料用量。（8）计算水胶胶比（W/Mce）式中，W、Mcce分别为单位位体积用水量量、单位体积积胶凝材料用用量。（9）过试验确确定聚羧酸系系高性能减水水剂用量为胶胶凝材料用量量的1.5%。（10）配合比比设计表示方方法粗骨料最大粒径径（mm）25自密实性能等级级二级坍落扩展度目标标值（mm）650±50V漏斗通过时间间目标值（s）3—20水胶比（质量）0.38水粉比（体积）0.80含气量（%）1.5单位体积粗骨料料绝对体积（m3）0.32单位体积材料用用量体积用量（l）质量用量（kgg）水W180180水泥C102.58318粉煤灰F65.52150.69细骨料S265707.55粗骨料G320864.0外加剂高性能减水剂1.5%8.51其它外加剂无（11）试验验验证按照初期设计配配合比进行混混凝土试验验验证：坍落扩展度V形漏斗通过时时间U型箱A型高度度28d立方体抗抗压强度680mm12s350mm54MPa四、自密实混凝凝土施工工艺艺及控制要点点1、劲性混凝土土柱施工工艺艺测量放线确定柱柱位→钢筋偏位调调整→柱根凿毛→吊装钢骨柱→柱根撒水湿湿润→钢骨柱根浇浇筑C40微膨胀混凝凝土→帮扎柱主筋筋及箍筋→柱模板支设→泵管布设→混凝土运输输及进场检验验→浇筑混凝土→混凝土养护护2、施工控制要要点⑴测量放线根据施工图及主主控轴线，用用墨线放出柱柱中心线及柱柱边线，并用用红油漆对中中线标识。⑵柱根处理对柱边线内的根根部混凝土进进行凿毛和湿湿润处理，劲劲性柱安装完完毕后，采用用干硬性的C40微膨胀混凝凝土填实柱脚脚，确保不能能留缝。⑶钢骨柱吊装单根钢柱重量为为4.8T，用25T吊车对钢柱柱进行单点起起吊，钢柱就就位后，用经经纬仪校正垂垂直度，并紧紧固调平螺母母。如图所示示⑷钢筋绑扎直螺纹主筋连接接前，须对接接头认真检验验，不得出现现马蹄口，清清点整丝数，需需保证规范要要求；接头连连接后用力矩矩扳手进行检检验，并按检检验批要求进进行接头实验验；柱筋全部部帮扎成型后后，柱角及柱柱中固定足够够的塑料垫块块。⑸模板支设模板的材质、支支撑体系及拼拼缝处理是清清水效果的重重要保证，施施工中要避免免胀模、漏浆浆、变形、错错台等质量通通病的出现。除除前面所述的的材质和支撑撑体系的布置置，对节点采采取下图的处处理方式：木模板面板拼缝缝与防漏浆措措施示意图(a)阳角模模板(b)阴角模板板阴阳角木模板节节点构造示意意图⑹泵管布设TFT区劲性柱柱高度6米直接浇筑筑将对自密实实混凝土的性性能产生影响响，而且用吊吊斗浇筑时产产生离析的可可能性大，对对配合比要求求更严格，难难度较大，故故采用泵送混混凝土。准备备φ50PVC圆管伸入到到劲性柱3.8米位置，浇浇筑时将混凝凝土泵管前端端的软管伸到到PVC管上端的漏漏斗内。当混混凝土浇筑到到3.8米标高后，直直接采用混凝凝土软管浇筑筑，随浇筑随随抽出。⑺混凝土运输、检检验、浇筑A.自密实混凝凝土的运输自密实混凝土的的运送及卸料料时间控制在在2h以内，以保保证自密实混混凝土的高流流动性。运输输过程中严禁禁向车内的混混凝土任意加加水。卸料前前搅拌运输车车应高速旋转转1min以上方可卸卸料。B.自密实混凝凝土的检验自密实混凝土入入场后，除正正常的坍落度度检测外，还还需对混凝土土的流动性、抗抗离析性和自自填充性进行行现场实测。也也即是坍落扩扩展度、5000mm扩展时间T50、V漏斗试验、UU型箱试验、全全量检测Ⅰ、自密实混凝凝土坍落扩展展度试验方法法㈠、本方法用于于测量新拌自自密实混凝土土的流动性能能。坍落扩展度度是用坍落度度筒测量混凝凝土坍落度之之后，随即测测量混凝土拌拌合物坍落扩扩展终止后扩扩展面相互垂垂直的两个直直径，其两直直径的平均值值即为坍落扩扩展度（mm）。用坍落落度筒测量混混凝土坍落度度时，自坍落落度筒提起开开始计时至坍坍落扩展度达达到500mm的时间即为T50（s）。㈡、试验工具1坍落度筒：应应符合国家标准准《普通混凝凝土拌和物性性能试验方法法标准》GB500080中所规定的的坍落度试验验用平截圆锥锥体模具。2钢质平板：钢钢质平板的表表面必须平滑滑且板材具有有良好的水密密性和刚性。平平板的尺寸，长长宽应在0.8m××0.8m以上，板厚厚在3.0mm以上。若欲欲测定混凝土土流至500mm的时间间，需在平板板表面有直径径约为500mm的圆环。如如果平板上装装有把手，其其位置应不妨妨碍扩展度测测定。3游标卡尺或钢钢质卷尺：最最小刻度至少少为1mm的游标卡尺尺或钢质卷尺尺。4扩展度测量的的辅助工具：：扩展度测量量的辅助工具具如下图所示，可可用L型角钢切割割加工而成。若若使用卷尺能能够正确测量量扩展度时，可可不使用辅助助工具。5盛料容器：根根据需要准备备容量约12L的水桶等盛盛料容器。6秒表：能量测测至0.1s的秒表。㈢、混凝土试样样新拌混凝土的试试样，可按国国家标准《普普通混凝土拌拌和物性能试试验方法标准准》GB500080中的相关规规定制得。㈣、试验方法1坍落度筒筒与平板的准准备：用湿布布擦拭坍落度度桶内面及钢钢质平板表面面使之湿润，将坍落度筒置于水平放置的钢质平板上，平板是否水平可以用气泡水准仪测定。2试样的的填入方法：：在新拌混凝凝土试样不产产生材料析离离的状态下，将将其填入坍落落度筒内。将自密实混凝凝土填入坍落落度筒内时，利用盛料料容器使内盛盛的混凝土拌拌和物均匀流流出，不分层层一次填充至至满，自开始始入料至填充充结束应在2min内完成，且不施以以任何捣实或或震动。3坍落扩展展度的测定：：用刮刀刮除除坍落度筒中已填充混混凝土顶部的的余料，使其其与坍落度桶桶的上缘齐平平后，随即将将坍落度筒沿铅直方向向连续地向上上提起30cm的高度，提起起时间宜控制制在3s左右。待混凝凝土的流动停停止后，测量量展开圆形的的最大直径，以以及与最大直直径呈垂直方方向的直径，测定直径时时量测一次即即可。4测定扩展展度达500mm的时间T50：自坍落落度筒提起时开始始，至扩展开开的混凝土外外缘初触平板板上所绘直径径500mm的圆周为止止，以秒表测测定时间，精精确至0.1s。5测定流动动停止的时间间：自坍落度度筒提起时开始始、至目视判判定混凝土停停止流动时止止，以秒表测测定时间，准准确至0.1s。㈤、试验结果混凝土的扩展度度为混凝土拌拌合物坍落扩扩展终止后扩扩展面相互垂垂直的两个直直径的平均值值，精确至1mm。Ⅱ、自密实混凝凝土V漏斗试验方法㈠、本方法用于于测量自密实实混凝土的粘粘稠性和抗离离析性。V漏斗试验方法即是采用V形漏斗，检检验自密实混混凝土抗离析析性能的一种种试验方法。将将混凝土拌合合物装满V形漏斗，从从开启出料口口底盖开始计计时，记录拌拌合物全部流流出出料口所所经历的时间间（s）。㈡、试验工具1V形漏斗斗：V形漏斗的形形状及内部尺寸如图图所示，漏斗斗的容量约为为10L，其内表面面需经加工修整整呈平滑状。V形漏斗制作材料可用金属，也可用塑料。在漏斗出料口的部位，需附设性能快速开启且具有水密性的底盖。漏斗上端边缘的部位，须加工平整，构造平滑。2支承漏斗的的台架：台架宜有调调整装置，能能确保台架的的水平，又易易于搬运。3混凝土投投料用容器（约5L容量，附有把手的塑料桶）、接料容器（约12L容量的水桶）、刮平混凝土顶面的平直刮刀、能准确量测至0.1s的秒表和湿布等。㈢、混凝土试样样新拌混凝土试样样，可按国家家标准《普通通混凝土拌和和物性能试验验方法标准》GB500080的相关规定制作。㈣、试验方法1V形漏斗经经清水冲洗干干净后置于台台架上，使其其顶面呈水平平，本体则为为垂直状态。确确保漏斗稳固固，用拧过的的湿布擦拭漏漏斗内表面，使使保持湿润状状态。2在漏斗出口口的下方，放放置承接混凝凝土的接料容容器。混凝土试样样填入漏斗前，须须先行确认漏漏斗流出口的的底盖是否已已经关闭。3用混凝土投投料用容器盛盛装混凝土试试样，由漏斗斗的上端平稳稳地填入漏斗内内至满。4用刮刀沿漏漏斗上端将混混凝土的顶面面刮平。5混凝土顶面面刮平后静置1min后，将漏斗出出料口的底盖盖打开，用秒秒表测量自开开盖至漏斗内内混凝土全部部流出的时间间t0，精确至0.1s。同时观察察并记录混凝凝土是否有堵堵塞等状况。6将混凝土试样样填入漏斗并刮刮平，使试样样静置5min，然后进行混凝凝土的流下试试验，此时所所测得的流下时间间为t5，同时观察察流下过程中中的状况并予予以记录。㈤、试验结果1混凝土流下时时间：流下时时间的测量精精确至0.1s。2混凝土流动状状况记录：除除测量流下时时间外，记录录混凝土在流流下过程中的的流动状况，例例如是否有堵堵塞的状况等等。Ⅲ、自密实混凝凝土U型箱试验方法法㈠、本方法用于于测量新拌混混凝土通过钢钢筋间隙与自自行填充至模模板角落能力力。U型箱试验为为采用规定的U型箱，检测测自密实混凝凝土拌合物通通过钢筋间隙隙，并自行填填充至箱内各各个部位能力力的一种试验验方法。㈡、试验工具1填充装置：：填充装置采采用U型箱容器的形形状及尺寸，如如图所示。用材料应应为钢质或有有机玻璃，内表面须平平滑，尽量减减少混凝土与与容器间的摩摩擦阻力，组组装后的填充装置应坚坚固，且能观观察混凝土的的流动状态，钢钢制的填充装置在量量测填充高度面须须使用透明材材料。2在填充装置置的中央部位位放置隔栅型型障碍，3在填充装置置的中央部位位设有沟槽，间间隔板和可开启的的间隔门能插插入其中，凭凭借插入装置置，使A室与B室成为能被被隔开的两个个空间。4混凝土投料料用容器（约约5L容量，有把把手的塑料桶桶）、混凝土土顶面刮平用用平直刮刀或或抹刀、能准准确读至1mm的钢制卷尺尺、能量测至至0.1s的秒表及湿湿布等。㈢、混凝土试样样：新拌混凝土试样样，可按国家家标准《普通通混凝土拌和和物性能试验验方法标准》GB500080－2002中的相关规规定制得。㈣、试验方法1使填充装置呈呈铅直放置，顶顶面为水平状状态。2在填充装置中中，插入间隔隔门并装好隔隔栅型障碍的的间隔板。3将填充容器内内表面、间隔隔门、间隔板板及隔栅型障障碍等，用湿湿布擦拭润湿湿。4关闭间隔门，用用有把手的塑塑料桶容器，将将新拌混凝土土试样连续浇入A室至满，不可用振捣棒振捣或橡皮槌槌敲振。5用刮刀沿填填充容器的上上缘，刮平混混凝土顶面后后，静置1min。6连续迅速地地将间隔门向向上拉起，如如图A3.4-66所示，混凝凝土边通过隔隔栅型障碍边边向B室流动，直直至流动停止止为止，在此此期间填充装装置均须保持持静止不得移移动。7在填充容器器的B室，由填充混凝土的的下端开始，以以钢制卷尺量量测混凝土填填充至其顶面面的高度，精精确至1mmm。此高度即为为填充高度以以Bh(mmm)表示。测量量时应沿容器器宽的方向，量量取两端及中中央等3个位置的填填充高度，取其平平均值。㈤、试验结果在3个位置所测测得的填充高高度Bh(mmm)，计算其平平均值，结果果修正至小数点后1位，报告时时以整数值表表示。Ⅳ、自密实混凝凝土全量检测测方法㈠、本方法用于于全程实施检检测现场浇注注过程中的自自密实混凝土土的自密实性性能。全量检检测为采用规规定的检测仪仪，在自密实实混凝土浇注注前实时检测测全部混凝土土自密实性能能的一种试验验方法。㈡、检测工具进行全量检测的的工具称为全全量检测仪，其其结构尺寸如如图所示，检检测仪使用金金属材料制作作。钢筋间隔平面图立面图钢筋间隔平面图立面图㈢、检测方法将全量检测仪置置于自密实混混凝土卸料口口，使自密实实混凝土首先先通过全量检检测仪然后再再进行浇注。C.自密实混凝凝土的浇筑柱子浇筑前要严严格检查钢筋筋间距及钢筋筋与模板间的的距离。在劲劲性混凝土柱柱浇筑过程中中，安排两人人专职看模并并用木锤轻敲敲模板，以使使混凝土达到到密实效果。施施工时准备一一根长钎，以以便必要时进进行适当的插插捣，排除可可能截留的空空气。⑻混凝土养护柱子混凝土浇筑筑完成后，采采用塑料薄膜膜围裹自生养养护和喷水养养护，在柱角角四周包模板板保护。见效效果图。五、质量保证措措施1、混凝土质量量保证措施为保证工程质量量，在施工中中采用流程化化管理，严格格控制混凝土土各项指标，配配合合理的模模板体系后，浇浇筑后成品保保护措施严密密，每个过程程都存有完整整记录，责任任划分细致，保保证了混凝土土工程内坚外外美的效果。（1）浇筑混凝凝土时为保证证混凝土分层层厚度，制作作有刻度的尺尺杆。当晚间间施工时还配配备足够照明明，以便给操操作者提供全全面的质量控控制工具。（2）混凝土浇浇筑后做出明明显的标识，以以避免混凝土土强度上升期期间的损坏。（3）为保证混混凝土拆模强强度，取混凝凝土制作同条条件试块，并并用钢筋笼保保护好，与该该处混凝土同同等条件进行行养护，拆模模前先试验同同条件试块强强度，如达到到拆模强度方方可拆模。2、模板质量的的控制措施本工程混凝土