建设工程—高吸水率再生骨料施工工法工艺.docx

高吸水率再生骨料混凝土施工工法1、前言目前国内对高吸水率骨料的研究主要集中在再生骨料，高吸水率骨料主要影响混凝土的工作性能，特别是坍落度损失；同时影响混凝土的干缩和徐变，造成混凝土干燥收缩较大。再生骨料吸水率要大于天然骨料，当骨料的粒径范围为5-20m三时，天然骨料的吸水率为2.2%左右，而再生骨料的吸水率基本处于4%T0%之间。在混凝土体积中，骨料要占60%以上，骨料的质量对混凝土性能的影响至关重要。骨料的吸水率直接影响着的混凝土用水量，吸水率大的骨料可以吸走部分拌和用水，从而使混凝土坍落度减小，影响拌和物的和易性。当骨料吸水率较大时，混凝土出机坍落度/扩展度具有明显减小，而且经时损失快，通过配合比设计、改进搅拌工艺等技术措施，合理利用高吸水率的骨料。在吸水率这一指标上，再生骨料要明显高于天然骨料。在前Imin内，再生骨料吸水率是天然骨料的10倍，对于天然骨料来说，30min到24小时以内吸水率上升还比较明显，而再生骨料吸水性较强，基本上在前30min内就达到饱和状态。中交二公局第三工程有限公司针对再生骨料的吸水特性进行了研究，相对天然骨料混凝土为基准，研究了吸水率对再生混凝土的工作性和强度的影响。根据实验结果提出了再生骨料吸水模型概念，将再生骨料中的水分为三部分，内部水(05.5%),不影响混凝土的工作性和强度；临界水(5.57.5%),一定程度上影响混凝土的工作性和强度；外部水(>7.5%),显著影响混凝土的工作性和强度。结合吸水率模型，当总水量在219.7231.7kg/m3之间时,再生混凝土的工作性和强度可以达到基准混凝土的水平，从而实现精确控制再生混凝土的工作性和强度,有利于保证再生混凝土的生产质量。本工法通过改进混凝土搅拌工艺，合理利用高吸水率再生骨料配制混凝土并施工，降低了工程成本，具有技术条件成熟、适用范围广、不额外增加机械设备投入、施工简单、合理利用地材等优点。2、工法特点2.1 采用改进混凝土搅拌工艺，使高吸水率再生骨料提前吸水，防止混凝土坍落度损失过快。2.2 合理利用高吸水率再生骨料配制混凝土并施工，避免了大量骨料远距离运输，降低工程成本。2.3 充分考虑高吸水率再生骨料特点，扬长避短，发挥其长处，避免其缺点。2.4 施工过程简单易操作，不额外增加工程量及机械设备投入。充分发挥就地取材优势，工程经济，质量可靠。3、适用范围本工法适用于高吸水率再生骨料作为混凝土骨料的混凝土工程施工。4、工艺原理由于高吸水率再生骨料虽然吸水率较大，但是吸水速率较快，及再生骨料接触拌和用水后，很短的时间内即完成对拌和用水的吸附，因此采用改善搅拌工艺的方法，在搅拌机中首先加入拌和用水和再生骨料，待再生骨料完成吸水后再加入胶凝材料和减水剂，避免了再生骨料对减水剂的吸附，改善混凝土工作性，提升高吸水率再生骨料混凝土施工质量。5施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺高吸水率再生骨料混凝土施工工艺流程见图5.Io图5.1施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1 混凝土原材料管理(1)原材料入场前，应提供型式检验报告和批量出厂检验报告。原材料入场后，应经材料管理人员和质量管理人员取样检验合格，并办理交验手续方可使用。在工程进行过程中，应实施原材料质量抽检。(2)各种原材料应有固定的堆放地点和明确的标识，标明材料名称、品种、生产厂家、生产(或进场)日期。原材料堆放时应有堆放分界标识，以免误用。(3)混凝土用水泥、矿物掺合料等宜采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放，不得露天堆放，且应特别注意防潮。(4)不同品种的外加剂应在专用仓库或固定场所妥善保管，分别储存，并应做好标记，粉状外加剂应注意防潮，液体外加剂应注意防止沉淀和分层。5.2.2 再生骨料吸水率(1)再生骨料堆场应事先进行硬化处理，并设置必要的排水设施。(2)使用再生骨料时，应准确测定因天气变化引起的含水率变化，混凝土搅拌前测定粗、细骨料的含水率，及时调整施工配合比。每工班至少抽测一次，雨天应增加抽测次数。(3)混凝土用再生骨料在运输或工地储存时，应使其不受污染。如果再生骨料有离析时，必须重新拌和，以符合规定的级配要求。(4)当混凝土采用多级再生粗骨料时，再生粗骨料应实行分机采购、分级运输、分级堆放、分级计量。5.2.3 配合比设计(1)采用有效水胶比的原理，再生骨料用量为mg,正常设计用水量为W,普通骨料吸水率为1%左右，那么高吸水率再生骨料混凝土中有效用水量即为：W-m(gW-l%)。(2)考虑到再生骨料的吸附的水，在混凝土硬化过程中有部分释放出来，形成孔隙，所以高吸水率再生骨料混凝土中有效用水量应为：W-am(gW-l%),a经过研究取0.5较为合理。(3)高吸水率再生骨料的用水量应为W+0.5m(gW-l%),此时名义水胶比为：W+0.5mg(W-l%)C,而有效水胶比为W/C。(4)其他配合比设计步骤按照普通混凝土配合比设计规程(JGJ55-2011)进行。5.2.4 混凝土搅拌(1)搅拌混凝土应采用强制式搅拌机，计量器具应定期检定。搅拌机经大修、中修或迁移至新的地点后，应对计量器具重新进行检定。每一工班正式称量前，应对计量设备进行检查。(2)按照批准的施工配合比准确称量混凝土原材料，其最大允许偏差应符合下列规定(按重量计)：胶凝材料(水泥、矿物掺和料等)士1初外加剂±1%；再生粗、细骨料±2%；拌和用水±1%。(3)混凝土原材料计量后，先投入大吸水率骨料和1/2的拌和用水搅拌60s,然后在投入胶凝材料拌和30s,最后投入减水剂和1/2的拌和用水拌和均匀。(4)化学外加剂可采用粉剂和液体外加剂，当采用液体外加剂时，应从混凝土用水量中扣除溶液中的水量；当采用粉剂时，应适当延长搅拌时间，一般不少于30so(5)混凝土的搅拌时间为全部材料装入搅拌机开始至搅拌结束所用的时间，混凝土延续搅拌时间应根据配合比和搅拌设备情况通过试验确定，但最短搅拌时间不宜少于2mino(6)搅拌第一盘混凝土时，可增加10%水泥和砂子，或减少粗骨料用量1/3,保持水胶比不变，以便搅拌机挂浆。在下盘材料装料前，搅拌机内的混凝土应全部卸清。搅拌设备停用超过30min时，应将搅拌筒彻底清洗后才能重新搅拌混凝土O5.2.5 2.5混凝土运输(1)混凝土宜采用内壁平整光滑、不吸水、不渗漏的运输设备进行运输。当运输距离较长时，宜采用搅拌运输车运输；当运输距离较近时，宜采用混凝土泵、混凝土料斗或皮带机运输。在装运混凝土前，应认真检查运输设备内是否存留有积水，内壁黏附的混凝土是否清除干净。(2)采用混凝土搅拌运输车运送混凝土时，运输过程中宜以2rmin4rmin的转速搅动；当搅拌运输车到达浇筑现场时，应高速旋转20s30s后再将混凝土拌和物喂入泵车受料斗或混凝土料斗中；运输车每天使用完后应清洗干净。(3)采用混凝土泵输送混凝土应符合下列规定：1)在满足泵送工艺和密实浇筑要求的前提下，泵送混凝土的坍落度应尽量小，以免混凝土在振捣过程中产生离析和泌水。2)混凝土泵送施工应根据施工进度要求，加强组织和调度，确保连续均匀供料。3)混凝土泵的输运能力应与混凝土的供应能力相适应。4)混凝土泵的型号可根据混凝土数量、最大泵送距离、最大输出量等选定。5)配置输送管时，应缩短管线长度，少用弯头。输送管应平顺，内壁光滑,接口不得漏浆。6)泵送混凝土时，输送管路起始水平管段长度不应小于15m。除出口处外,输送管路的其他部位均不得采用软管。输送管路应用支架、吊具等加以固定，不应与模板和钢筋接触。7)泵送混凝土前，应先用同水胶比的水泥砂浆或与泵送混凝土配合比相同、但粗骨料减少50%的混凝土通过管道。当用活塞泵泵送混凝土时，泵的受料斗内应具有足够的混凝土，防止吸入空气。8)向下泵送混凝土时，管路与垂线的夹角不宜小于12。9)混凝土泵的位置宜靠近浇筑地点。泵送下料口应能移动。当泵送下料口固定时，固定的间距不宜大于3io不得用插入式振捣器平拖混凝土，也不得用插入式振捣器将下料口处堆积的混凝土推向远处。10)搅拌后的混凝土应在1/2初凝时间内入泵，并在初凝前浇筑完毕。在交通拥堵和气候炎热等情况下，应采取措施防止混凝土坍落度损失过大。11)应保持连续泵送混凝土，必要时可降低泵送速度以维持泵送的连续性。如停泵时间超过15min,应每隔4min5min开泵一次，正转和反转两个冲程，同时开动料斗搅拌器，防止料斗中混凝土离析。如停泵超过45min或混凝土出现离析现象时，宜将管中混凝土清除，并清洗泵机。(4)混凝土在转运、分配或倾注时，应采用滑槽、串筒或漏斗等金属类器具辅助进行。(5)运输混凝土过程中，应尽量减少混凝土的转运次数和运输时间。混凝士从加水拌和到入模的最长时间，应由试验室根据混凝土初凝时间及施工气温确定。(6)混凝土运输设备的运输能力应适应混凝土凝结时间和浇筑速度的需要，保证浇筑过程连续进行。运输过程中，应采取有效措施保证运至浇筑地点的混凝士仍保持均匀和规定的坍落度。(7)为了避免日晒、雨淋对混凝土质量的影响，防止局部混凝土温度升高，需要时应对运输容器采取遮盖措施。5.2.6混凝土浇筑(1)应针对设计要求、工程特点、施工工艺、施工环境和施工条件等因素的特点，事先设计浇筑方案，包括浇筑起点、浇筑进展方向和浇筑厚度等。(2)混凝土浇筑时自由倾落高度不得大于2叱当大于2m时，应采用串筒、溜槽、导管等设施辅助下落，串筒出料口距混凝土浇筑面的高度不宜超过1m,以保证混凝土不出现分层离析现象。(3)混凝土应采用分层连续推移的方式进行浇筑，其分层厚度(一次浇筑振捣后的厚度)不宜大于300mmO上下层同一位置浇筑的间隔时间不宜超过90min,不得出现冷缝和随意留置施工缝。(4)在炎热气候条件下，混凝土入模时的温度不宜超过3(C°应避免模板和新浇混凝土受阳光直射，控制混凝土入模前模板和钢筋的温度以及附近的局部气温不超过40o宜安排在傍晚开始浇筑，不宜在早上浇筑以免气温升到最高时加剧混凝土内部温升。(5)在相对湿度较小、风速较大的环境条件下，可采取场地洒水、喷雾、挡风等措施，或在此时避免浇筑有较大暴露面积的构件。(6)新浇混凝土入模温度与邻接的已硬化混凝土或岩土、钢筋、模板介质间的温差不得大于15o与新浇筑混凝土接触的已硬化混凝土、岩土介质、钢筋和模板的温度不得低于2。(2。(7)在混凝土浇筑过程中，应控制混凝土的均匀性和密实性，不应出现露筋、空洞、冷缝、夹渣、松散等现象，特别是构件棱角处。应采取有效措施，使接缝严密，防止在混凝土振捣过程中出现漏浆。对混凝土表面操作应仔细周到，以使混凝土表面光滑、无水囊、气囊或蜂窝。5.2.7混凝土振捣(1)混凝土浇筑过程中，应随时对混凝土进行振捣并使其均匀密实。振捣宜采用插入式振捣器垂直点振，或采用插入式振捣器和附着式振捣器联合振捣。混凝土坍落度较小时(如采用斗送法浇筑的混凝土)，应加密振点分布。预应力混凝土箱梁宜采用侧振并辅以插入式振捣器振捣成型。(2)混凝土振捣过程中，应避免重复振捣，防止过振。应加强检查模板支撑的稳定性和接缝的密合情况，防止在振捣混凝土过程中产生漏浆。(3)采用机械振捣混凝土时，应符合下列规定：1)采用插入式振捣器振捣混凝土时，插入式振捣器的移动间距不宜大于振捣器作用半径的1.5倍，且插入下层混凝土内的深度宜为50rn100m,与侧模应保持50三100mm的距离。当振动完毕需变换振捣器在混凝土拌和物中的水平位置时，应边振动边竖向缓慢提出振捣器，不得将振捣器放在拌和物内平拖。不得用振捣器驱赶混凝土。2)表面振捣器的移动距离应能覆盖已振动部分的边缘。3)附着式振捣器的设置间距和振动能量应通过试验确定，并应与模板紧密连接。4)对有抗冻要求的引气混凝土，不应采用高频振捣器振捣。5)应避免碰撞模板、钢筋及其他预埋部件。6)每一振点的振捣延续时间以混凝土不再沉落，表面呈现浮浆为度，防止过振、漏振。7)对于箱梁腹板与底板及顶板连接处的承托、预应力筋锚固区以及施工缝处等其他钢筋密集部位，宜特别注意振捣。8)当采用振动台振动时，应预先进行工艺设计。(4)混凝土振捣完成后，应及时修整、抹平混凝土裸露面，待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。抹面时严禁洒水，并应防止过度操作影响表层混凝土的质量。寒冷地区受冻融作用的混凝土和干旱地区的混凝土，应特别加强施工抹面工序的质量控制。5.2.6 2.8混凝土养护(1)混凝土振捣完成初步刮平后，应及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖(可采用篷布、塑料布等进行覆盖)，防止表面水分蒸发。待暴露面混凝土初凝前，应掀起覆盖物，用抹子搓压表面至少两遍，进行终饰，使之平整后再次覆盖。此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，终凝后撤除薄膜并立即进行水养护或潮湿养护。对于施工大面积暴露构件或难以及时覆盖的结构部位时，在混凝土塑性阶段，可在混凝土表面喷洒减少水分蒸发的养护剂。(2)混凝土带模养护期间，可采用包覆、浇水、喷淋洒水等措施进行保湿养护。(3)混凝土去除表面覆盖物或拆模后，应及时对混凝土采用蓄水、浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护，覆盖物可选用粗麻布、棉毡、土工布等。包覆期间，包覆应完好无损，彼此搭接完整(搭接长度应小于15Cm)并且相互紧贴，内表面应具有凝结水珠。在干燥缺水环境中，宜采用具有长期驻水功能的养护膜,确保足够的湿养护时间。(4)混凝土采用喷涂养护剂养护时，采用的养护剂及其应用应符合有关标准要求，并保证不漏喷。(5)在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，两者间温差不得大于150在混凝土发热阶段最好采用喷雾养护，避免混凝土表面温度产生骤然变化。(6)在曝晒、气温骤降等情况下，应采取保温措施防止混凝土表面温度受环境因素影响而发生剧烈变化。养护期间混凝土的芯部与表面、表面与环境之间的温差不得超过2(C(轨道板、预应力箱梁不得超过15°C)o大体积混凝土施工前应制定严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足设计要求。(7)混凝土拆模后可能与流动水接触时，应在混凝土与流动水接触前养护至少14d,且混凝土的强度应达到设计强度的75%以上。(8)混凝土养护期间，应对有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表面温度以及环境的气温、相对湿度、风速等参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土的内外温差满足要求。(9)在外养护条件难以实现或特殊结构体内(如钢管混凝土等)，可采用内养护技术以降低混凝土的收缩开裂风险。内养护的产品和实施技术应通过系统的试验研究论证后才能进行施工。5.2.9 混凝土拆模(1)混凝土拆模时的强度应符合设计要求。当设计未提出要求时，应符合下列规定：1)非承重模板应在混凝土强度达到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受损时，方可拆除。2)承重模板应在混凝土强度达到表5.2-9的规定后，方可拆除。结构类型结构跨度(m)达到混凝土设计强度的百分率(%)板、拱W2502-875>8100梁这875>8100悬臂梁(板)W275>2100表5.2.9拆除底模时所需混凝土强度3)芯模或预留孔洞的内模应在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生塌陷和裂缝时，方可拆除。(2)拆模时混凝土的温度不能过高，以免混凝土接触空气时降温过快而开裂。混凝土内部开始降温以前不得拆模。(3)结构或构件芯部混凝土与表面混凝土之间的温差、表面混凝土与环境之间的温差大于20。C(预应力箱梁和截面较为复杂的结构温差大于15。C)时不得拆模。大风或气温急剧变化时不应拆模。在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。(4)拆除模板时，不得影响或中断混凝土的养护工作。(5)拆模后的混凝土结构应在混凝土达到100%的设计强度后，方可承受全部设计荷载。6、材料与设备6.1 材料水泥、粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、硅灰、外加剂、拌和用水等应符合现行中国国家标准。6.2 设备本工法所需的设备见表6.2。6.2设备表仔号设备名称设备型号数量用途I铲车若干上料2粉体罐车2胶凝材料运输3混凝土搅拌站1混凝土搅拌4混凝土罐车若干混凝土运输5混凝土泵车2混凝土泵送6混凝土振捣棒若干凝土振捣7小型水泵若干混凝土养护8吊车若干混凝土拆模注：设备型号根据工程所需混凝土数量来定。7、质量控制1.1 质量标准本工法除满足设计图纸外，还必须遵守混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204)o1.2 质量保证措施(1)实行岗位责任制。按质量目标分解，将质量责任层层落实。由质检员行使质量否决权和奖惩权。(2)加强技术管理，明确岗位责任制，认真做好技术交底工作。除进行书面交底外，还应组织各班组召开技术交底会，对施工难点和重点专门进行讲解。(3)各种不同的材料必须合理分类，堆放整齐，严格管理。加强原材料检验工作，严格执行各项材料的检验制度。钢绞线、锚夹具等材料都必须有出厂合格证和试验资料。(4)实行质量奖罚制。实行优质重奖、劣质重罚的方法，最大限度地调动工人的积极性。(5)三检制。质量严格检查，坚持“自检、互检、交接检”三检制。(6)隐检制。根据施工进度安排预检、隐检计划，进行预检、隐检程序，办理预检、隐检手续，并及时履行签证归档。1.3 对主要原材料的质量监控7. 3.1水泥水泥常采用普通硅酸盐水泥。对拟订采用的水泥都要进行物理性能和化学成分试验和分析，除厂家分批提供的产品质量检验单外，项目试验室要定期对运到拌和现场的水泥进行质量抽检。8. 3.2再生粗集料在拌和现场，验方员要对拉到工地的每一车碎石把好关，杜绝不合格再生碎石进入拌和现场；试验室对已进入现场的再生碎石进行定期的抽检。在施工中，必须对含泥量过大的再生碎石用碎石水洗机进行水洗后，方可使用。9. 3.3再生细集料对再生机制砂进行颗粒级配、亚甲蓝、硫化物及硫酸盐含量、有机物含量等指标进行试验分析，杜绝不合格材料进入施工现场。10. 3.4水清洗集料、拌和混凝土及养生用水，不应含有影响混凝土质量的油、酸、碱、盐、有机物等。混浊的河沟水和受海水或盐碱地侵蚀的咸水不能使用。7.4水泥混凝土在拌和过程中的注意事项1. 4.1在实际施工中，每天或每台班进行再生碎石、再生机制砂含水量检测，计算生产配合比供生产使用。7. 4.2混凝土搅拌机拌和总时间为6090s/盘(从进料开始到拌和完成出料时间)，以混凝土拌和均匀为度。8. 4.3混凝土拌和料的温度控制在1035。C之间，否则原材料必须做降温处理。9. 4.4混凝土坍落度控制：水泥混凝土坍落度的要求为机口坍落度5Cm左右，坍落度要求应根据现场温度和运输距离的不同做出相应的调整。1.1 5.1对施工现场操作人员和管理人员进行详细的技术交底和监理质量控制的交底工作，使现场施工的每个工人都能明确施工过程中应注意的事项，避免操作过程中不规范的行为发生。1.2 5.2混凝土的施工应尽量避免中午高温施工时间段，确保混凝土施工质量。1.3 5.3在混凝土浇筑施工过程中，每个搅拌站每个工班或每200m3混合料至少做2组试件，做好现场坍落度的检测和按照有关规范进行试块的留置，并根据业主的需求进行3d、7d或14d等试块的留置；现场管理人员应随时检查摊铺机的工作状况。8、安全措施1.4 1建立安全责任制，制定安全巡视和突击检查制度，施工前进行施工安全三级技术交底，并进行考核，合格人员即可进行上岗操作。8.2 制定大型设备安全操作规程和作业指导书，并在施工过程中严格执行。8.3 拌和站周围应有明显警告标志，严禁非工作人员进入。8.4 加强用电管理，采用标准配电盘，严禁乱拉电线及乱安用电装置，确保用电安全。8.5 拌和站清理拌锅时，必须一人清理，一人辅助，一人留守操作台，并且拌和机接入电闸和主机电源开关必须是关闭状态，并在开关处挂上警示红牌，拌和机上料时，在铲斗活动范围内，不能有人员逗留。8.6 做好施工区域安全标志的宣传，在对仪器进行检修和保养工作时，必须先把发动机停止下来。8.8 施工现场时要有专人指挥，交通繁忙地段施工时，现场要设专职纠察。9、环保措施9.1 成立环境保护小组，制订环保责任制，采取环保措施；项目部、施工队分级管理，负责检查、监督各项环保工作的落实。9.2 进行环保知识教育，树立人与自然和谐共处的思想。9.3 主动倾听相关方地建议，接受监督，增强对劳务合作方和供方施加影响的力度。9.4 尽量控制施工区域的噪音污染，减少噪音对当地环境的影响；在居民密集区应积极采取降噪措施，夜间尽量不安排施工。9.5 在建设施工的全过程中，应根据客观存在的粉尘、污水、噪声和固体废物等环境因素，实施全过程污染预防控制，尽可能地减少或防止不利的环境影响。9.6 预防为主，加强宣传，全面规划，合理布局，改进工艺，节约资源，为企业争取最佳经济效益和环境效益。严格遵守国家和地方政府部门颁布的环境管理法律、法规和有关规定。10、效益分析该工法主要应用于高吸水率再生骨料混凝土施工，适用于任何混凝土工程；该技术条件成熟、适用范围广，不额外增加机械设备投入、施工简单，是今后缺乏普通骨料，以高吸水率再生骨料作为混凝土原材料地区的重要发展方向。10.1 经济效益由于高吸水率再生骨料可以在施工现场就地利用，无需远距离运输，首先从原材料的准备上便可以大大的节约一笔成本，同时避免远距离运输，更加容易保证工期，进一步的节约了成本。再生骨料混凝土现场利用的前期投入包括场地建设和设备购置等，总投入大约150余万元；再生粒料的运输成本约为38元/M,而目前市场上天然砂和天然石的购买加运输成本约为150元/a?,故相比于用天然砂和天然石的填料可以节约122元/m3；用于全级配设计的再生混凝土的破碎成本为40元/m3,基于此计算出再生混凝土的成本约为226元/N,相比于用天然砂石的混凝土324元/H?,可以节约98元/in?o10.2 社会效益高吸水率再生骨料混凝土施工工法解决了再生骨料的应用问题，减少破坏耕地，保护工程沿线环境，缩短工程建设周期，为今后缺乏普通骨料，以高吸水率再生骨料作为混凝土原材料地区提供了可靠、实用的技术借鉴。