浅谈水下自流平混凝土配合比设计及应用

刘冬冬

济南金曰公路工程有限公司

摘要：水下混凝土施工，由于不能振捣，施工时依靠混凝土自密实，在计划时限内，达到设计强度。控制混凝土初始流动性、扩展度经时损失、混凝土凝结时间、抽水时混凝土达到的强度、混凝土的连续浇筑、水下无缝监控等是混凝土配制、需要控制的几个关键环节。

近海的开发及大量水下工程的建设，水下混凝土施工的情况越来越多，水下建筑物结构非常复杂，尤其是在海洋深水区。因此，不仅对混凝土的质量要求更高，还要求施工工艺要简单、经济、合理，且对环境无污染。水下自流平混凝土可省去干地施工所必需的围堰、基础防渗和基坑排水等工程的费用和工期，所以水下自流平混凝土的施工技术和施工质量越来越引起工程技术界的重视

1选材及技术分析

本搅拌站选用了由上海某水泥厂生产的P·O42.5水泥、II级复合粉煤灰、细度模数2.5~2.8的九江中砂、5~25mm碎石、5~20mm碎石、自来水、上海某建材公司特配的YZ系列高效萘系缓凝减水剂。

由于混凝土厚度2m，属于大体积，需要考虑水化热、温峰，在考虑外加剂的性能时，不仅要满足凝结时间（尽可能缓凝长一些），而且减水效果要好，尽可能减少用水量，从而减少水泥用量，由于此工程对水泥最少用量做了限制（≥300kg），因此，通过采用高减水剂可以减少用水量，减少混凝土泌水，在同等用水量的情况下，大幅度增加混凝土的扩展度和流动性，由于封底混凝土是在水下15m，混凝土浇筑完毕后，其上的15m水犹如混凝土外的一层厚厚的保温层，因此，大体积封底的保温效果很好，混凝土的内外温差比常规陆地大体积混凝土的温差要更好控制，因此就大体积问题，着重考虑凝结时间指标。

工程要求初始扩展度600mm，5h后扩展度保留值500mm，因此，要求混凝土外加剂能具有较好的性能。

选用细度模数2.5~2.8的中砂，要求砂的含泥量不大于1.0%，泥块含量不大于0.5%，是在保障混凝土可泵性的同时，尽量减少砂的用水量，增加混凝土的扩展度及流动性；用5~25mm规格掺30%的5~20mm规格碎石，且要求碎石的含泥量不大于0.5%，泥块含量为0%，针片状含量不大于5.0%，是保障混凝土的泵送性能，实现尽可能好的流动性；要求II级复合粉煤灰的需水量比不大于100%，安定性合格。

2指标的符合性、确定试配合比案

由于扩展度大，混凝土流动性要求高，混凝土的浆量需求大，决定了混凝土的粉料量不能少，在综合考虑大体积要求尽量减少水泥用量但不少于最少水泥限量300kg的前提下，选用粉煤灰改善混凝土的泵送性能及流动性；考虑到该工程在江面上施工，施工泵送距离达250m，采用固定泵输送，泵管连接用

90°弯头两个，135°弯头1个，根据厂方提供的经验参考数据，3个弯头对混凝土的减压作用，相当于150m的泵送距离，因此，考

虑混凝土和易性时，以400m泵送距离为准，要求混凝土有很好的和易性和流动性，这也就要求混凝土的浆量充足，这个角度来讲，在水泥用量尽可能不增加的条件下，以增加粉煤灰用量来确保混凝土胶凝材料用量，提高浆量。由于工期紧，要求7d达到C30设计强度的100%，确保如期满足抽水要求，因此，配制时既要延长凝结时间、尽量满足限量要求基础上，少用水泥减少水化热，还要确保早期强度。这一系列指标参数，相互间有些矛盾，因此，设计配合比时，要充分考虑，并确定之间的平衡点。

3配合比计算、试配、调整过程

考虑到水泥用量较大加上粉煤灰在综合考虑各项指标基础上，初步计算配合比见表1，砂率为45%。

试配用砂细度模数2.5，选用的YZ-201是拌站常规生产中使用的中效减水剂，试配后测得初始扩展度为620mm，混凝土流动性一般，和易性较差，保水性差，5h后泌水严重，将泌出的水混凝土重新拌合均匀后，测得扩展度保留值为450mm，有石子堆积现象；根据以上情况，外加剂改换为YZ-200型常规高效减水剂，调整配合比见表2。

试配后测得初始扩展度为516mm，混凝土流动性、和易性一般，保水性差；鉴于此，在对YZ-200进行调整的同时，增加其他外加剂厂家的产品进行平行试配，对外加剂进行选型，其中包括A单位的萘系高效、B单位的聚羧酸系列和C单位的聚羧酸系列产品，根据各产品的特性，在成本相等（外加剂材料成本）情况下，分别确认不同的掺量，具体配合比见表3。

经过再次试验确认，以上方案中“6.3kg外加剂”方案能够满足指标，但对砂石料的颗粒大小及级配要求较高，在试拌（20L）量较小时，其对混凝土性能的影响尤其明显，因此，基于此在确定YZ-200最终配型的情况下，同时提出了严格控制生产用黄砂细度模数不低于2.5，为保障混凝土的泵送性能，同时限制了细度上限2.8，碎石限制其针片状含量5%以内，采用5~25mm连续级配掺30%的5~20mm碎石。在确定初始扩展度以及扩展度保留值满足要求后，成型7、28d强度试件、检测凝结时间，经检测该配合比初凝时间34h15min，终凝37h30min，7d强度达到C30设计强度的105%，因此最终确定配合比方案见表6。

4水下自流平混凝土的应用

自流平的技术应用首先是一个创新，液体状态下的地坪材料在铺散到地面以后自动流淌，当然这种流淌并非是任意性的，液体在地面自动找寻低洼区并将其填平，最终在将整片地面流淌成镜面般平整后静止，凝结而固化。整个过程不依赖于人力抹刮，这种流淌的过程是对一个真正的自流平地坪材料最好的鉴证。自流平地坪漆为无溶剂、自流平、粒子致密的厚浆型环氧地坪涂料。

自流平解决了地板安装中的六大问题。是一种地面施工技术，它是多材料同水混合而成的液态物质，倒入地面后，这种物质可根据地面的高低不平顺势流动，对地面进行自动找平，并很快干燥，固化后的地面会形成光滑、平整、无缝的新基层。除找平功能之外，自流平还可以防潮、抗菌，这一技术已经在无尘室、无菌室等精密行业中广泛应用

要求高度清洁、美观、无尘、无菌及防静电的电子、微电子行业，实行GMP标准的制药行业，血液制品行业，也可用于学校、办公室、家庭等地坪。

（1）性能特点

1、选用无溶剂环氧树脂加优质固化剂加导电粉制成；

2、表面光滑、美观、达镜面效果；

3、耐磨、耐压、耐冲击、有一定弹性。

（2）施工工艺

1、基面处理；(处理完表层的灰尘和脱落层)

2、均匀的涂界面剂(家居要用水性界面剂)

3、铺设铜线、割槽；(家居装修中该过程是水电改造时处理)

4、刮涂环氧导电中层漆；(家居装修中无此环节)

5、打磨；吸尘；(打磨过程要在自流平施工之前完成“一般采用旋密式打磨”)

6、用自流平环氧色漆镘漆1-2遍。(一般家居不适宜做环氧漆)

（3）储存及施工注意事项：

a﹑室温下，干燥﹑通风地方存放

b﹑避免与皮肤﹑眼睛直接接触

c﹑双组份混合均匀后，静置几分钟，1小时内用完。施工完立即清洗工具；

d﹑温度10℃以下及湿度85%以上宜选用低温﹑潮湿条件适用的品种；

e﹑施工完三天后即可行人，五天内可以行车等。

结语

通过对抽水后封底的实体观察，确认封底无缝，现场拌制混凝土，严格控制混凝土的搅拌时间，确保外加剂充分反应，保证混凝土的均匀性并在其上实施一系列后续施工，最后水泵站顺利建成并验收合格。经实践验证，该混凝土配合比方案恰当的。

参考文献：

[1]奚人凤.自流平水泥的应用[J].上海建材,2001(6):14-15.

[2]潘德强，王胜年等.水运工程混凝土质量控制标准.北京：人民交通出版社，2011.

[3]黄孝蘅，米胜东，王海滨等.水运工程混凝土施工规范.北京：人民交通出版社，2011.