大流态高保塑混凝土施工工法

大流态高保塑混凝土施工工法适用范围

《大流态高保塑混凝土施工工法》的适用范围有：

1.适用于采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥生产C20～C50强度等级的素混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、高性能混凝土结构施工。

2.对混凝土保塑性能要求特别高的工业与民用建筑工程混凝土施工，特别是使用商品混凝土时，运距远、施工时间长、现场对混凝土流动性能要求高的混凝土结构工程和特殊异形部位。

3.适用于钢管混凝土、大坝混凝土等特殊混凝土施工。

4.宜用于日最低气温-5℃以上的大流态混凝土施工。

大流态高保塑混凝土施工工法工艺原理

《大流态高保塑混凝土施工工法》应用《减水保塑剂研制开发与工程应用》科技成果，通过向混凝土添加自行研制的减水保塑剂，开发出大流态高保塑混凝土。其主要是利用一种矿物超细粉对减水剂的吸附与解吸作用，在混凝土体系中不断释放减水剂，维持混凝土液相中减水剂的浓度，也就是维持水泥粒子表面吸附减水剂的量，从而维持水泥粒子表面的Zeta电位，达到维持水泥分散的目的，从而保持混凝土的工作性能，有效地解决了普通混凝土施工工艺中存在的流动度小和工作性能损失问题，提高了混凝土施工性能和工作效率，为结构质量优良提供了可靠的保证。

大流态高保塑混凝土施工工法施工工艺

• 工艺流程

《大流态高保塑混凝土施工工法》的关键技术是混凝土的保塑技术，因此减水保塑剂的制备、混凝土配合比设计是该工法的关键内容，而由于混凝土具有大流态，其施工操作也相应变得简单起来。

大流态高保塑混凝土施工工法的主要工艺流程见图1。

• 操作要点

《大流态高保塑混凝土施工工法》的操作要点如下：

一、减水保塑剂的制备

（一）减水保塑剂制备原理

通过某种矿物超细粉对减水剂的吸附与解吸作用，在混凝土体系中不断释放减水剂，维持混凝土液相中减水剂的浓度，也就是维持水泥粒子表面吸附减水剂的量，从而维持水泥粒子表面的Zeta电位，达到维持水泥分散的目的，从而保持混凝土的工作性能。

（二）原材料质量要求

1.矿物超细粉技术要求应满足表1规定。

2.高效减水剂减水率≥18%，其他技术要求应满足《混凝土用外加剂》GB 8076—1997的相关规定。

3.水剂减水剂的固含量≥45%，Na₂SO₄含量≤10%。

4.粉剂减水剂的Na₂SO₄：含量≤10%。

5.氯离子含量不大于减水剂中固体含量的0.5%。

6.水应满足《混凝土用水标准》JGJ 63—2006规定。

（三）减水保塑剂制备

1.干法制备

（1）混合

将矿物超细粉和粉状减水剂以2:1比例投入强制式搅拌机，混合均匀；混合过程中持续不断地均匀向混合物料喷洒雾状水，直至物料呈半干半湿的粉状颗粒状态。

（2）晾干

将混合好的物料取出，于常温通风环境中晾干。

2.湿法制备

（1）混合

将矿物超细粉和水剂减水剂以1:1比例投入强制式搅拌机，搅拌混合20分钟直至物料呈均匀糊状。

（2）晾干

将混合好的糊状物料取出，摊开平铺成厚度不大于15毫米的薄层，于太阳下或通风环境中常温晾干成棕色饼状物料。

（3）破碎

使用颚式破碎机将晾干的棕色饼状物料破碎成粒径≤4.75毫米的粉状物料。

（四）减水保塑剂品质检验方法

1.匀质性

减水保塑剂的匀质性试验按《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T 8077—2000规定进行。

2.水泥净浆流动度及其损失试验

按照《混凝土用外加剂》GB 8076—1997规定检验。

3.受检混凝土的性能

受检混凝土的凝结时间、减水率、抗压强度比等性能按《混凝土用外加剂》GB 8076—1997规定进行；坍落度/扩展度按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080—2002规定进行；耐久性按《普通混凝土长期性能与耐久性能试验方法》GB 50082—85规定进行。

（五）减水保塑剂质量要求

减水保塑剂应符合以下质量要求：

1）减水保塑剂中有效减水剂的含量≥25%。

2）减水保塑剂为粉状固体，粒径≤4.75毫米。

3）减水保塑剂掺量为3.0%时，初始水泥净浆流动度≥160毫米，3小时后水泥净浆流动度无损失，受检水泥净浆无泌水现象。

4）减水率≥12%。

5）水灰比0.38条件下，相关试验方法按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080—2002进行，按照3.0%掺量配制的大流动性受检混凝土性能应满足表2要求。

（六）储存

减水保塑剂应储存在干燥的环境中，防止受潮结块，如有结块，应粉碎至全部通过4.75毫米方孔筛，并经性能检验合格后方可使用。

二、混凝土配合比设计

（一）基本规定

1.配合比设计按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55—2000执行；

2.混凝土单方用水量宜≤185千克/立方米；

3.混凝土水灰比宜≤0.45；

4.配合比设计时应根据混凝土施工要求确定大流态混凝土需要的保塑时间，作为确定减水保塑剂掺量和生产工艺的基本依据之一。这主要是因为减水保塑剂的掺量对保塑时间有明显的影响。

（二）混凝土原材料质量要求

混凝土原材料应符合《混凝土结构施工质量验收规范》GB 50204—2002的相关条文要求，且在同一工程中使用的原材料应为同一厂家或产地，另外还应满足以下要求。

（三）混凝土配合比设计关键指标检测方法

1.新拌混凝土性能按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080—2002规定进行；

2.力学性能按《普通混凝土力学性能试验方法》GB/T 50081—2002；

3.耐久性能按《普通混凝土长期性能与耐久性能试验方法》GB 50082—85规定进行。

（四）配合比设计

1.双掺外加剂法配合比设计

双掺外加剂法配合比设计指在混凝土中同时掺加高效减水剂和减水保塑剂，来设计满足施工要求大流态高保塑混凝土配合比，其中直接掺入混凝土中的高效减水剂必须与减水保塑剂制造过程中使用的高效减水剂性能相匹配。

（1）使用高效减水剂，按照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55—2000配制达到大流动性能要求的基准混凝土，得高效减水剂基准掺量A；

（2）将高效减水剂掺量降低至掺量A的60%~70%，使基准混凝土坍落度降低到140±20毫米，然后按照胶凝材料总量的1%~2%向基准混凝土中掺入减水保塑剂，略加搅拌，即可配制出大流态高保塑混凝土；

（3）大流态高保塑混凝土的保塑时间要求越长，减水保塑剂宜选用较高掺量；合适掺量应通过试验确认。

2.单掺减水保塑剂配合比设计

指单独使用自行制做的减水保塑剂配制混凝土，使其满足大流态高保塑混凝土要求。

使用减水保塑剂，按照《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55—2000配制混凝土达到大流动性能要求的基准混凝土，减水保塑剂掺量宜为总胶凝材料的2.5%~4.8%，不同水灰比推荐掺量见表3，具体掺量应根据保塑时间需要通过试验确定，保塑时间要求比较长的混凝土宜选用较高掺量。

3.配合比确定

根据以上配合比设计试验结果，选择符合要求的配合比进行复验，检测其工作性能损失情况以及相关力学性能，确定最后的生产配合比。

三、大流动性高保塑混凝土生产及运输过程控制

（一）一般规定

1.减水保塑剂应按照同一品种、同一天生产以不超过120吨为一个检验批取样检验，合格方可使用。检验指标包括水泥净浆及其流动度损失、减水率、150分钟流态混凝土坍落度损失值、凝结时间；

2.减水保塑剂按质量计量。宜采用电脑自动称量控制系统，配料控制系统标识应清楚、计量准确，计量误差不应大于减水保塑剂用量的2%；

3.运输掺用大流态高保塑混凝土的车辆应具备搅拌功能；到达现场后宜快速搅拌30秒再反转出料；

4.大流态高保塑混凝土必须使用强制式搅拌机生产。

（二）双掺外加剂法配合比生产过程控制

与高效减水剂复合使用时，高效减水剂按同掺法掺加，减水保塑剂粉料宜采取后掺加方法加入水泥混凝土体系。

混凝土生产时，同掺高效减水剂拌制，控制混凝土出机坍落度在140±20毫米，然后采用后掺加方法，将减水保塑剂投入搅拌车中，略加搅拌（搅拌时间不可过长）即可出站。

（三）单掺减水保塑剂配合比生产过程控制

单独掺加减水保塑剂时，宜与胶凝材料同时投料，也可与砂石一起投料。混凝十拌合均匀即可出料，搅拌时间应通过生产试验确定，宜比同强度等级普通混凝土稍短。

（四）运输大流态高保塑混凝土的罐车杂运输过程中，旋转速度不宜过快，宜控制在1转/分钟以内。

四、大流动性高保塑混凝土浇筑施工

（一）混凝土浇筑前，按照《混凝土结构施工质量验收规范》GB 50204—2002进行相关准备工作。

（二）混凝土浇筑宜逐车监测工作性能，在坍落度以及扩展度满足要求的情况下，应该对混凝土均匀性进行目测，确保混凝土不发生离析泌水。

（三）混凝土浇筑宜在设计保塑时间的90分钟内进行。超过设计保塑时间的混凝土，每隔15分钟应对混凝土的流动性能进行复验，合格方可继续浇筑。

（四）由于大流态高保塑混凝土本身具有很好的流动性能，施工振捣时间宜比普通混凝土短，以混凝土表面呈水平并出现均匀的水泥浆为基准，不得漏振欠振。同时应避免过振，使混凝土发生离析。

（五）混凝土宜进行二次收光。

（六）模板工程、钢筋工程、现浇结构分项工程、结构实体检验等其他相关过程均按照《混凝土结构施工质量验收规范》GB 50204—2002相关条文执行。

（七）大流动性高保塑混凝土养护

按照《混凝土结构施工质量验收规范》GB 50204—2002相关条文执行。

《大流态高保塑混凝土施工工法》所用的材料及设备明细如下：

1.减水保塑剂生产：电子秤、强制式搅拌机、颚式破碎机、抹子。

2.大流态高保塑混凝土生产：电脑自动计量强制式搅拌楼。

3.混凝土浇筑施工：混凝土搅拌运输车、混凝土输送泵、布料杆、振捣电机、铁锹、标尺杆、振捣棒、抹子。

一、《大流态高保塑混凝土施工工法》在混凝土中运用自行研制的减水保塑剂，通过减水保塑剂生产、减水保塑剂产品质量控制、高保塑大流态混凝土配合比设计、高保塑大流态混凝土生产施工质量控制，形成大流态高保塑混凝土施工工艺。

该施工工艺技术便利，生产施工过程易于控制，能够有效提高混凝土施工过程质量控制水平，能加快混凝土施工速度、提高效率、节约资源和劳动力。

二、专有名词

根据《大流态高保塑混凝土施工工法》的具体特点提出，其中大流态混凝土参照冯乃谦《流态混凝土》一书，其余均自行定义。

1.大流态混凝土

坍落度达到200±20毫米，扩展度达到500～600毫米，和易性能良好的混凝土。

2.高保塑混凝土

坍落度、扩展度可保持2.5小时以上不损失的混凝土。

3.大流态高保塑混凝土

坍落度达到200±20毫米，扩展度达到500～600毫米，且2.5小时后流动性能还能满足大流态要求的混凝土。

4.减水保塑剂

以矿物超细粉为载体，物理吸附高效减水剂制备而成，具有抑制流态混凝土坍落度损失作用的外加剂。

截至2005年，随着中国国民经济的迅速发展，建筑物的结构形式、强度、高度等屡创新高，在混凝土的生产、运输和施工过程中对混凝土的强度、坍落度、保塑性等提出了更高的要求，也为混凝土行业的发展带来很大的机遇与挑战。在通常的大流态混凝土施工工艺中，一般可保持混凝土坍落度90分钟不损失，而流动性能的另一关键指标扩展度不能得到很好的保持，施工过程中某一环节出现差错就无法满足大流态混凝土施工工艺要求，混凝土施工质量无法保证。《大流态高保塑混凝土施工工法》通过对混凝土原材料、外加剂及生产施工工艺的研究，不仅能较好地解决混凝土强度与高流态的矛盾，节约能源与劳动力，同时为混凝土的自密实、可泵性、顶升和喷射性能等提供了可靠技术支持，可有效提高企业的市场竞争力。

采用《大流态高保塑混凝土施工工法》施工时，除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外，尚应遵守注意下列事项：

1.减水保塑剂生产过程中，会产生大量粉尘，尤其是干法制造，应制定防尘措施，为操作人员配备口罩等必须的防护用品，以确保其人身安全。

2.减水保塑剂制造过程宜尽量选择封闭设备。

3.大流态高保塑混凝土施工应遵守国家的《建筑安装工程安全技术规程》等国家和地方有关施工现场安全生产管理规定。

4.根据施工特点编制安全操作的注意事项及具体施工安全措施。并做好对操作人员的交底工作。

2008年1月31日，中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》建质[2008]22号，《大流态高保塑混凝土施工工法》被评定为2005-2006年度国家一级工法。 2100433B

和传统的混凝土施工工艺相比，《大流态高保塑混凝土施工工法》主要具有以下几个特点：

一、利用混凝土常用原材料之间的简单物理作用解决了复杂问题

《大流态高保塑混凝土施工工法》的核心技术为减水保塑剂的研制，其使用的原材料是矿物超细粉以及高效减水剂这两种2005年前混凝土中大量运用的原材料，通过这两种原材料之间的物理吸附和排放作用，实现了向混凝土中"持续不断的添加减水剂"，维持了混凝土体系的减水剂浓度，达到了抑制混凝土坍落度损失的目的，实现了大流态高保塑混凝土的施工。

二、提升了混凝土的其他性能，具有一定的"附加值"

利用《大流态高保塑混凝土施工工法》施工的混凝土结构，同水灰比条件下，混凝土的力学性能、耐久性能均有一定的提高，强度即提高了10%左右。同时，利用该工法生产施工的混凝土具有不受温度影响、不影响混凝土的正常凝结硬化等优点。

三、技术便利，成本低廉，具有良好的技术经济效益以及推广应用价值

截至2005年，常规混凝土施工工艺中，能够解决混凝土保塑问题的方法中，一般效果好的则技术复杂、成本昂贵，无法实现大面积推广应用。该技术则平衡了这两个方面的问题，具有良好的技术经济效益和推广应用价值。

《大流态高保塑混凝土施工工法》的质量控制要求如下：

一、减水保塑剂的质量要求

减水保塑剂是该施工工法的核心技术，减水保塑剂质量必须符合以下相关要求。

（1）减水保塑剂中有效减水剂的含量≥25%。

（2）减水保塑剂为粉状固体，粒径≤4.75毫米。

（3）减水保塑剂掺量为3.0%时，初始水泥净浆流动度≥160毫米，3小时后水泥净浆流动度无损失，受检水泥净浆无泌水现象。

（4）减水率≥12%。

（5）水灰比0.38条件下，相关试验方法按照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080—2002进行，按照3.0%掺量配制的大流动性受检混凝土性能应满足表4要求。

二、其他相关原材料质量要求

应严格按照《混凝土结构施工质量验收规范》GB 50204—2002相关条文执行。

三、混凝土质量要求

坍落度达到200±20毫米，扩展度达到500～600毫米，和易性能良好；坍落度、扩展度可保持2.5小时以上不损失。

《大流态高保塑混凝土施工工法》的应用实例如下：

通过试验和检测证实大流态高保塑混凝土施工工艺及核心技术的可行性后，2006年8月至12月在汉正街品牌服饰批发市场、荷花池商住楼、盛世华庭、世贸锦绣长江1号楼、武汉商场改造工程等5个项目中推广应用该工艺，先后生产C30～C45不同强度等级大流态高保塑混凝土200立方米，使用自行研发的保塑剂约1.8吨，经济和社会效果显著。

大流动混凝土，亦称“泵送混凝土”。坍落度在21~23厘米、具有防止产生离析和泌水的凝聚性的混凝土拌合物。常用混凝土泵输送和浇筑。大流动性的获得一般是掺加减水剂(含超塑化剂,如萘磺酸盐等),为了保持足够的凝聚力常把砂的用量增加4%~5%,并相应地减少石子用量。具有耐久性(含抗冻性)和较小的干燥收缩率的特点。适用于浇筑钢筋密集的构件和基础,以及近海钻井平台和储油库等。

《地下厂房混凝土无盲区高速布料施工工法》的环保措施如下：

1.地下厂房混凝土无盲区高速布料系统为电力驱动的混凝土输送装置，不会产生有害物质，施工技术符合环保要求。

2.运行后冲洗废水按照施工规划沉淀排放，弃渣运至指定的渣场。

3.设备修理保养更换的废油旧件，要装入专用器具内，严禁随意抛洒。

《导流洞混凝土堵头施工工法》的环保措施如下：

1.控制烟尘、废水、噪声排放，达到排放标准。

2.固体废弃物实现分类管理，提高回收利用率。

3.尽量减少油品、化学品的泄漏现象，环境事故（非计划排放）数量为零。

4.实现环境污染零投诉。

5.降低生产中自然资源和能源消耗，水电消耗控制在预算95%以内。