高抛免振捣钢管自密实混凝土施工质量控制技术探索

２０１１年第Ｏ７期　总第１５７期　ＮＤ０７・２０１１　Ｖ０ｌ・１５７　高抛免振捣钢管自密实混凝土施工质量控制技术探索　吴斌　（厦门古龙温泉山庄开发有限公司福建厦门　３６１１００）　摘要：本文通过钢管自密实混凝土模拟试验及钻芯法、超声波法等测试手段，研究钢管自密实混凝土施工质量控制技术。结果　表明，在钢管壁合理设置排气孔及控制浇筑速度有利于混凝土密实性；控制原材料入机温度、增加矿物掺合料用量及避开高温时　段浇筑等措施可降低混凝土入模温度，减小混凝土水化温升；采用蓄水覆盖养护可有效防止钢管自密实混凝土早期收缩。　关键词：钢管自密实混凝土　施工　收缩　水化温升　中图分类号：ＴＵ７　文献标识码：Ａ　文章编号：１ＯＯ４—６１３５（２０１１）Ｏ７一。０６４一Ｏ３　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｅｌｆ－－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｆｉｌｌｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　福　建　Ｗｕ　Ｂｉｎ　（Ｘｉａｍｅｎ　Ｇｕｌｏｎｇ　Ｓｐａ　Ｒｅｓｏｒｔ　ｏｆ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ，．ＬＴＤ，Ｘｉａｍｅｎ　３６１１００）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ。ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｅ１ｆ　ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｆｉｌｌｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｗａｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｌａｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｃｏｒｅ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈａｔ　ａ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｓｅｔ　ｏｆ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｈｏｌｅ　ｉｎ　ｓｔｅｅｌ　ｐｉｐｅ　ｗａｌｌ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ｗｅｒｅ　ｃｏｎｄｕｃｉｖｅ　ｔｏ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓ．Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｔｈｅ　建　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｍｉｘｅｒ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ｍｉｎｅｒａｌ　ａｄｍｉｘｔｕｒｅ　ａｎｄ　ａｖｏｉｄｉｎｇ　ｐｏｕｒｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　，ｃ　ｍｏｌｄ　ｉｎ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｐｅｒｉｏｄ　ｃｏｕｌｄ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｒｉｓｅ．Ｗａｔｅｒ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｃｕｒｉｎｇ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｉｎ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　ｅａｒｌｙ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ｏｆ　ｓｅ１ｆ—ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐｉｐｅ．　筑　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｅｌｆ－ｃｏｍｐａｃｔｉｎｇ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｆｉｌｌｅｄ　ｓｔｅｅｌ　ｔｕｂｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　Ｈｙｄｒａｔｉｏｎ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　０　０前言　钢管混凝土承载能力高，塑性和韧性好，施工方便快捷和　经济效益显著，被称为土木工程中的第五大结构体系，近年来　在高层结构和大跨结构中应用较多，但灌注工艺和振捣工艺，　直是施工难点ｌ１］。目前，钢管混凝土研究工作主要集中在钢　一Ｐｏｉｎｔ～ｓ改性低引气缓凝型聚羧酸高性能减水剂。　１．２钢管自密实｝昆凝土配合比　根据相关研究资料以及前期大量试验室研究结果，得到该　工程所用混凝土配合比，具体见表１。混凝土性能要求为：坍　落度为２４０ｍｍ￣２７０ｍｍ，坍落扩展度为５５０ｍｍ￣７００ｍｍ；６０ｄ　抗压强度为６５ＭＰａ～７５ＭＰａ。　表１混凝土配合比　管混凝土的制备、性能及施工工艺等方面Ｅ２７。钢管自密实混凝　是将具有优异的施工性能与硬化性能的自密实混凝土应用到　钢管混凝土当中，有利于解决钢管混凝土的施工难点，提高工　程质量。如何解决钢管自密实混凝土生产施工中易出现的混　凝土温升过大、收缩裂缝以及混凝土不密实等问题，对进一步　保证工程质量与自密实钢管混凝土技术的推广应用具有重要　意义　。　。　１．３模拟试验　（１）混凝土早期抗收缩试验：采用２个直径１２００ｍｍ高　本文通过１：１模拟试验，探索了高抛免振捣钢管自密实　混凝土施工质量控制方法，并在工程中成功大量应用，为自密　实钢管混凝土的生产及应用技术提供参考。　ｌＯ００ｎｍ￣钢管（见图１），用于研究养护制度对自密实混凝土早　期抗收缩性能影响。　１试验　１．１原材料　水泥：福建三德水泥股份有限公司生产的４２．５普通硅酸　盐水泥。碎石：海沧顺信建材厂反击破生产的花岗岩５～　２０ｍｍ碎石。河砂：细度模数为２．８。粉煤灰：Ｉ级粉煤灰。矿　粉：￥９５级矿渣粉。减水剂：福建科之杰新材料有限公司生产　＿　作收项者稿目简来日介期源：吴士２厦０斌１门，长一市，男期Ｏ科从，６技１事９（计７）３工ｌ　划年程项５施月目工（出组３５生织０２，与ｚ大２０管学１理０本０。科　４，）　工程师，硕　图１试验钢管　２０１１年０７期总第１５７期　吴斌・高抛免振捣钢管自密实混凝土施工质量控制技术探索　度为７５．７℃，２＃测杆中心点最高温度为７８．４￣Ｃ，而后通过表　表３钻芯法检测混凝土强度　面和四周逐步散热，温度逐渐降低。１＃测杆的内外最大温差　２２．Ｉ￣Ｃ，２＃测杆的内外最大温差２２．７￣Ｃ，均未超过规定的　２５℃。所以，配制Ｃ６０钢管自密实混凝土产生的最大温差在　合理的范围之内。　因此，通过控制原材料入机温度、增加矿物掺合料用量及　避开高温时段浇筑等措施有利于降低混凝土入模温度，可有效　控制混凝土水化温升，避免钢管自密实混凝土因温度应力而开　裂。　（２）混凝土密实性检测　为检测钢管自密实混凝土的密实性，对模拟试验的钢管柱　２．７工程应用　该工程于２００９年ｌ２月至２０１０年４月，已成功应用，方量约　进行超声波检测，并对钢管进行切割，观察混凝土密实性和与　钢管壁的粘结情况。　图１３混凝土与钢管壁粘结情况　图１４钢管内加劲板处密实情况　由图１３和图１４可知，柱体混凝土表面光滑、气孑Ｌ较少、无　裂缝和缺陷，混凝土与钢管壁的粘结效果良好，加劲板位置结　构致密，无缝隙和孔洞缺陷，表明自密实混凝土在钢管内部填　充良好。　表２检测钢管混凝土柱声学参数统计表　顶目　无　无　无　声｝ｌ　值４．５８２声速（ｈ标ａ／准ｓ）差ｎ１９７声速（ｋ判ｎｉ／定ｓ）值４．１６２声　纛　值　。．０４３　波　｝（盖　值ｓ　…　（ａ。波　ｉ　差ｓ圆　…　（．　波　ｉ　　值ｓ～’。　波　囊　值ｎ　（　）　　０８　频　（Ｈ　～　（ｓ”频　Ｈｚ）　。频　定值。（　Ｉ－ｈ，）　～　　（　）纛　　ｏ．１７５通过对距离钢管柱底部２１５０ｍｍ处混凝土结构进行超声波检　测，由表２结果分析可知，通过超声波方法测试中没有发现声速异　常点、波幅异常点和频率异常点，说明其钢管内混凝土基本密实，　未见明显缺陷。　综　所述，为确保钢管自密实混凝土密实性，设置合理的排　气孔、控制浇筑速度等措施，能确保混凝土浇筑过程中引入的空气　能顺利排出；采用蓄水养护，有利用减少混凝土早期收缩，避免混　凝土与钢管壁粘结不良。　（３）混凝土强度检测　由表３钻芯法取样检测结果可知，混凝土芯样４４ｄ最低抗压　强度为７０．１ＭＰａ，最高为８３．３ＭＰａ，平均值为７６．１ＭＰａ。现场留样　混凝土６Ｄｄ抗压强度测试代表值为６８．１ＭＰａ。因此，所配制的　Ｃ６０钢管自密实混凝土能够满足工程设计要求。　３５００ｒａ￣，现场钢管自密实混凝土施工见图１５。浇筑过程中，相关　技术人员严格执行模拟试验中采取的技术措施，取得了良好的施　工效果，现场检测混凝土拌合物工作性均符合要求，６０ｄ抗压强度　达到设计指标，经超声波抽检测试表明钢管柱内部的混凝土结构　密实，无裂缝、缺陷。　Ｉ　图１５钢管自密实混凝土现场施工　３结论　通过上述试验研究，可得出以下结论：　１）钢管自密实混凝土采用蓄水覆盖养护可减少钢管自密实　混凝土早期收缩，避免造成混凝土与钢管的粘接不良。　２）按设计要求或在钢管壁合理的位置设置排气孔和控制浇　筑速度等措施，可避免浇筑时引入的空气未能及时排出影响钢管　自密实混凝土的密实性。　３）通过控制原材料入机温度、增加矿物掺合料及避开高温时　段浇筑等措施降低混凝土入模温度，可有效控制混凝土水化温升，　避免钢管自密实混凝土因温度应力而开裂。　参考文献　［１］常旭．钢管自应力免振混凝土结构力学性能研究［Ｄ］．大　连理工大学，ｆ２００８．　［２］马敏超，李章建，黄文君．高抛自密实钢管混凝土在工程　中的应用［Ｊ］．建材发展导向，２００８（４）：４６—４９．　［３］林国仁．钢管自密实混凝土的生产与应用口］．公路交通　技术，２００７（１）：８６—８８　Ｅ４］丁洪斌，车锋，赵辉．自密实混凝土在型钢混凝土组合梁　施工中的应用［Ｊ］．青岛理工大学学报，２００７，Ｚ８（１）：１２１—１Ｚ３．　［５］史少鹏．自密实钢管混凝土施工研究与应用［Ｊ］．青岛理　工大学学报，２Ｏ０７，２８（６）：１２９—１３１．　［６］周启帆，曾力，李建成．自密实混凝土技术的应用Ｄ］．水　利水电工程设计，２００９，３８（１）：４９—５１．