大華橋水電站免裝修混凝土配合比設計及材料的選用

孫鵬飛 徐曉海 王曉陽 張恩通

摘要：本文結合大華橋水電站免裝修的設計及相關規(guī)范技術要求，通過對原材料的選用、配合比設計試驗、模板和脫模劑的選用，為現(xiàn)場施工質(zhì)量滿足設計對免裝修混凝土外觀要求優(yōu)選材料與參數(shù)，為打造工程亮點提供了技術保證。

關鍵詞：大華橋電站；免裝修；配合比設計；材料的選用

一、概況

大華橋水電站免裝修混凝土主要適用于地下廠房系統(tǒng)土建工程主機間水輪機層以上的板、梁、柱、機墩，主變室、開關站框架結構混凝土等部位。為提高混凝土外觀質(zhì)量，打造亮點工程，以不同粉煤灰摻量進行混凝土配合比設計、試驗和分析以及調(diào)整，得出適合本工程對免裝修混凝土要求的配合比，使得免裝修混凝土澆筑順利完成，并且得到了水電工程質(zhì)量監(jiān)督總站專家的好評，并被建管局授予“樣板工程”稱號，且其工藝改進課題成果榮獲中國電力建設企業(yè)協(xié)會“2017年度電力建設優(yōu)秀質(zhì)量管理QC成果一等獎”，“工程建設優(yōu)秀質(zhì)量管理小組三等獎”，為企業(yè)贏得了多項榮譽。

二、免裝修混凝土技術要求

免裝修混凝土設計強度等級C25W6F50，90min的坍落度經(jīng)時損失值宜小于30mm；外觀設計要求顏色基本一致，無明顯色差，氣泡最大直徑不大于8mm，深度不大于2mm，每平米氣泡面積不大于20cm2，整體式單面設計，以明縫分格，以蟬縫作分塊，采用統(tǒng)一的飾面性免裝修混凝土進行裝飾，以達到免裝修的效果。

三、配合比設計

（一）原材料的選用

1.水泥：采用各項指標均較為穩(wěn)定的永平無量山水泥有限公司生產(chǎn)的P·O42.5水泥；水泥性能檢測，比表面積341、初凝146min、終凝219min、28d抗折強度8.7MPa、28d抗壓強度52.1MPa，滿足GB 175-2007規(guī)范要求；

2.粉煤灰：由于統(tǒng)供材料粉煤灰有五個廠家，經(jīng)現(xiàn)場普通混凝土實際澆筑驗證，不同廠家生產(chǎn)的粉煤灰配料澆筑完成的顏色也不相同，為保證免裝修混凝土澆筑完成表面色澤一致和粉煤灰廠家進場材料頻次最終確定，選用性能指標較為穩(wěn)定的貴州黔桂發(fā)電有限責任公司生產(chǎn)的F類Ⅱ級灰；粉煤灰性能檢測，細度13.3%、需水量比101%、燒失量5.71%、含水率0.2%，滿足DL/T 5055-2007規(guī)范Ⅱ級灰要求。

3.減水劑、引氣劑：采用昆明生威外加劑有限公司生產(chǎn)的SW高性能聚羧酸緩凝型減水劑和SW引氣劑，以減小混凝土中的用水量，延長混凝土塌落度損失時間，以降低混凝土表面的氣泡和提升混凝土的耐久性；減水劑檢測結果，摻量1.0%、減水率31.9%、泌水率比18%、含氣量2.1%、初凝時間差+185min、7d抗壓強度比190%、28d抗壓強度比168%；引氣劑性能檢測，摻量0.015%、減水率7.6%、泌水率比33%、含氣量4.6%、初凝時間差+60min、終凝時間差+54min、3d抗壓強度比97%、7d抗壓強度比95%、28d抗壓強度比92%。滿足DL/T5100-2014規(guī)范要求。

4.骨料：選用連續(xù)級配、色澤均勻的大格拉砂石生產(chǎn)系統(tǒng)的粗骨料及中砂。細骨料檢測，表觀密度2700Kg/m3、表面含水率4.8%、細度模數(shù)2.79、石粉含量24.7%、飽和面干吸水率1.9%；小石（5-20mm）檢測，表觀密度2710 Kg/m3、超徑3%、遜徑8%、中徑48%、飽和面干吸水率0.42%、≤0.08mm石粉含量0.5%、壓碎指標4%、針片狀4%，中石（20-40mm）檢測，表觀密度2710 Kg/m3、超徑2%、遜徑9%、中徑42%、飽和面干吸水率0.25%、≤0.08mm石粉含量0.6%、針片狀3%。滿足DL/T 5151-2014、DL/T5144-2015及設計要求。

（二）免裝修混凝土設計指標

免裝修混凝土的配合比設計試驗，根據(jù)《水工混凝土配合比設計規(guī)程》（DL/T5330-2005）及《免裝修混凝土應用技術規(guī)程》JGJ169-2009，采用如下指標：

（三）配合比試驗

配合比試驗根據(jù)工程設計要求、現(xiàn)場澆筑方式的了解和配合比設計原則結合進行配合比室內(nèi)試驗。對于斷面小或薄壁混凝土為了減小粉煤灰對色差的影響，如：板、梁、柱等；以及大體積混凝土溫控防裂和抑制堿骨料反應，我們設計計算了20%和15%粉煤灰摻量以及不摻用粉煤灰，計算采用質(zhì)量法進行，砂石骨料采用飽和面干狀態(tài)為基準。混凝土配合比試拌參數(shù)如下（表1）

經(jīng)過試驗的結果，粉煤灰摻量20%拌制的混凝土質(zhì)量與外觀，與粉煤灰摻量15%相比，均滿足免裝修混凝土外觀設計要求，為了避免免裝修混凝土出現(xiàn)色差，盡量降低粉煤灰用量，所以摻用粉煤灰混凝土配合比的粉煤灰摻量確定為15%。由此得出強度與膠水比的回歸方程，再由回歸方程計算確定水膠比，計算結果如下：

四、模板及脫模劑的選用

（一）模板

模板在選材過程中，挑選了兩種相同尺寸（1220mm×2440mm）的備選模板。一種厚度為15mm的覆膜膠合板，采購價約55元/m2；一種厚度為18mm的維薩建筑模板，采購價約196元/m2。經(jīng)澆筑現(xiàn)場情況來看，無論覆膜膠合板，還是維薩模板，對面裝修混凝土外觀質(zhì)量的作用，無明顯差異。由于澆筑現(xiàn)場的特殊性，模板并不能做到周轉使用，如圖1。所以大華橋水電站地下廠房免裝修混凝土選用覆膜膠合板。

（二）脫模劑

選用模板漆（專業(yè)“清水混凝土”脫模劑），是能夠拆模出來的混凝土呈仿大理石狀，平整光滑，手感細膩，有光澤，且對混凝土表面無污染的漆類物質(zhì)。刷在模板上，20-30min表干，表面平整堅硬，也能夠較好的避免了灰塵的污染，用量一般為25m2/Kg。相對于色拉油、混合油等脫模劑對免裝修混凝土觀感質(zhì)量有明顯的優(yōu)勢。

五、生產(chǎn)性校核試驗及配合比調(diào)整

為了最終驗證免裝修混凝土配合比在拌和樓的適用性，同時也為了檢驗免裝修混凝土澆筑施工后的外觀質(zhì)量，在監(jiān)理工程師的見證下做了配合比的現(xiàn)場拌和樓生產(chǎn)性驗證試驗。現(xiàn)場拌和樓的各種原材料均與室內(nèi)材料基本一致。現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗混凝土和易性良好，取樣坍落度為178mm，90min的坍落度經(jīng)時損失值為25mm小于30mm，滿足現(xiàn)場澆筑要求；但是混凝土外觀光澤度稍差，影響混凝土外觀質(zhì)量。根據(jù)以往其他工地澆筑經(jīng)驗，混凝土膠凝材料用量不宜過低，故在滿足設計等級要求的水膠比基礎上，降 勻，滿足混凝土設計要求。最終確定免裝修混凝土配合比的參數(shù)，如下：

使用調(diào)整后混凝土配合比，現(xiàn)場混凝土澆筑外觀質(zhì)量如圖2、圖3：

六、結束語

經(jīng)過對原材料的選用、配合比設計、以及生產(chǎn)性試驗、配合比的調(diào)整、模板和脫模劑的選用，達到免裝修混凝土外觀質(zhì)量的設計要求，確保了混凝土的澆筑順利完成，打造了大華橋水電站地下廠房混凝土工程質(zhì)量亮點。