專利名稱：中低強度等級混凝土表層致密化施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種提高中低強度等級(即C20-C35)混 凝土結(jié)構(gòu)鋼筋保護層混凝土密實性施工方法。
背景技術(shù)：
混凝土是近代使用最廣泛的建筑材料，混凝土除了滿足工程設(shè)計要求的力學(xué)性能 指標(biāo)，還應(yīng)具有良好的耐久性，以符合工程的安全性和使用壽命要求。但是，眾多工程事例 表明，服役期混凝土耐久性能差，已遠大于設(shè)計壽命衰減，顯現(xiàn)出普遍的質(zhì)量病害，甚至引 發(fā)質(zhì)量事故而造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年用于混凝土工程修復(fù)和重建的費用 已高達數(shù)百億美元，越來越多的混凝土結(jié)構(gòu)工程進入病害修繕期，甚至需要拆除重建?，F(xiàn)階段我國大量使用C20-C35中低強度等級混凝土，坍落度大于IOcm摻減水劑的 混凝土用水量基本在175 200kg/m3之間，混凝土水膠比在0. 4 0. 55之間，混凝土拌和 用水量大，水膠比相對較高；在混凝土澆筑與振搗過程中，水泥、水和集料中的微細粒子，容 易在靠近模板或水平表面聚集，造成表層混凝土含水量高，水膠比大于內(nèi)部混凝土；膠凝材 料顆粒級配不合理，水泥石中的孔隙缺少超細顆粒填充；混凝土早期養(yǎng)護未作為一道重要 施工工序，混凝土缺少良好的早期養(yǎng)護方法；由此形成混凝土早期強度增長過程中，隨著混 凝土中水份蒸發(fā)，在混凝土中形成眾多孔隙，混凝土孔結(jié)構(gòu)不合理。試驗研究表明，孔徑大 于IOOnm的多害孔或有害孔多，而小于IOOnm的無害孔、少害孔卻相對較少，表層混凝土的 滲透性高，有利于腐蝕介質(zhì)侵入，混凝土耐久性不良。專利號為2009200384330的《混凝土保溫保濕養(yǎng)護模板》公開了一種混凝土保溫 保濕養(yǎng)護模板，其設(shè)有板體，板體由透水布、膠合板和保溫層組成，膠合板有兩層，保溫層設(shè) 置在兩層膠合板之間，透水布粘貼在與混凝土相接觸的膠合板表面，板體上設(shè)有貫穿兩層 膠合板和保溫層的注水孔，注水孔一端與透水布內(nèi)側(cè)相連，注水孔另一端設(shè)有注水接頭。使 用時，使粘貼有透水布的一層面向混凝土，透水布具有滲透性，在混凝土澆筑期間可將混凝 土表面水份和氣泡排出，從而降低表層混凝土的水膠比、提高混凝土密實性；為防止混凝土 產(chǎn)生溫度收縮裂縫，通過溫控計算確定保溫層品種與厚度，可降低混凝土降溫速率、減少溫 度梯度，從而有效控制混凝土內(nèi)外結(jié)構(gòu)溫差，以防產(chǎn)生溫度收縮裂縫；冬季使用保溫模板還 可防止混凝土早期養(yǎng)護階段受凍破壞；延長混凝土帶模養(yǎng)護時間，一般需要向混凝土表面 補充養(yǎng)護水份，可以通過注水接頭注入適宜的養(yǎng)護水，通過透水布向混凝土表面散布，保持 混凝土表面處于濕潤狀態(tài)，既防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，又可保證混凝土強度充分發(fā)展。與傳 統(tǒng)技術(shù)相比，該專利產(chǎn)品能對混凝土提供更好的早期養(yǎng)護，改善了混凝土養(yǎng)護工序，保證了 混凝土施工養(yǎng)護質(zhì)量，該裝置可廣泛用于建筑、橋梁、水利等工程的混凝土施工中。為有效提高現(xiàn)有的混凝土與上述專利《混凝土保溫保濕養(yǎng)護模板》配合效果，需要 對中低強度等級(C20-C35)混凝土中原材料質(zhì)量、配合比參數(shù)進行控制，以實現(xiàn)理想的混 凝土表層致密化施工要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了提供一種可提高C20-C35中低強度等級混凝土表層致密化施 工方法，以提高混凝土耐久性目的。本發(fā)明技術(shù)方案是采用保溫保濕養(yǎng)護模板內(nèi)澆灌混凝土，在混凝土澆筑后7 10天的早期養(yǎng)護階 段，自保溫保濕養(yǎng)護模板外表面向內(nèi)注水，以達到保持混凝土表面處于濕潤，實現(xiàn)混凝土早 期保濕與保溫養(yǎng)護條件；所述混凝土由膠凝材料、粗骨料、細骨料、水、聚羧酸外加劑、聚丙 烯抗裂纖維組成，所述混凝土中膠凝材料用量為330 420kg/m3，用水量不大于165kg/m3， 水與膠凝材料總質(zhì)量比不大于0. 45，所述膠凝材料由粉煤灰、S95礦渣粉、42. 5級或52. 5級 普通硅酸鹽水泥和密實劑組成；混凝土中水泥熟料含量不低于180kg/m3 ；所述密實劑質(zhì)量 為水泥用量的6% 10% ；聚羧酸外加劑的減水率大于20%。本發(fā)明所述密實劑為硅粉、表面積800 1000m2/kg的超細石灰石粉、表面積 600 800m2/kg的超細礦渣粉組成。本發(fā)明利用專利號為2009200384330的混凝土保溫保濕養(yǎng)護模板澆灌中低強度 等級混凝土，通過優(yōu)化中低強度等級混凝土配合比，控制膠凝材料用量、用水量和水膠比， 加強混凝土早期養(yǎng)護，可最大限度降低表層混凝土的水膠比、提高混凝土密實性、提高混凝 土的耐久性，從而提高中低強度等級混凝土表層致密化程度，防止混凝土溫度收縮裂縫的 產(chǎn)生，且保證混凝土強度的充分發(fā)展；混凝土膠凝材料中摻入密實劑，改善膠凝材料的顆粒 級配，降低膠凝材料的原始空隙率，提高其堆積密度。本發(fā)明可進一步保證混凝土施工養(yǎng)護 質(zhì)量，適合于建筑、橋梁、水利等工程的混凝土施工。所述密實劑中硅粉、超細石灰石粉和超細礦渣粉分別占密實劑總質(zhì)量的35% 40%、35% 45%、15% 30%。
具體實施例方式方法原則一、混凝土制備混凝土由膠凝材料、粗骨料、細骨料、水、聚羧酸外加劑、聚丙烯抗裂纖維組成，膠 凝材料由I級或II級粉煤灰、S95礦渣粉、減水率大于20%的聚羧酸減水劑、42. 5級或52. 5 級普通硅酸鹽水泥和密實劑組成。密實劑由硅粉、表面積800 1000m2/kg的超細石灰石粉、表面積600 800m2/ kg的超細礦渣粉組成，硅粉、超細石灰石粉和超細礦渣粉分別占密實劑總質(zhì)量的35% 40%、35% 45%、15% 30%。采用適當(dāng)摻量的符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求的I級或II級粉煤灰、S95礦渣粉，使用減 水率大于20%的聚羧酸減水劑，使用42. 5級或52. 5級普通硅酸鹽水泥，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用 水量在27%以下，密實劑質(zhì)量為水泥用量的6% 10%?；炷林心z凝材料總量控制在 330-420kg/m3,使用級配良好的粗骨料，粗骨料的松堆空隙率控制在40%以內(nèi)，細骨料的細 度模數(shù)2. 5-2. 8，混凝土用水量控制在不大于165kg/m3，水膠比不大于0. 45，混凝土中水泥 熟料含量不低于180kg/m3?；炷劣蓪I(yè)試驗單位試配，確定合適的混凝土配合比，應(yīng)滿足混凝土和易性、凝結(jié)時間、力學(xué)性能、耐久性能等要求。二、施工1、采用專利號為2009200384330的混凝土保溫保濕養(yǎng)護模板制成混凝土模板。2、在上述模板中澆灌以上混凝土。3、混凝土早期養(yǎng)護自模板表面分別向其中注入10_15°C符合飲用水要求的養(yǎng)護 水，保持混凝土表面處于濕潤。4、養(yǎng)護7-10天后拆除模板。實施例1、某工程混凝土設(shè)計強度等級C20，水泥為42. 5級普通硅酸鹽水泥，砂細度模數(shù) 2. 7，碎石為5-31. 5mm連續(xù)級配，松堆空隙率40%，II級粉煤灰，S95礦渣粉，混凝土配合比 為水泥粉煤灰礦渣粉砂石水=230 38 56 836 1064 160，外摻減水 率為20%的聚羧酸減水劑，摻入聚丙烯抗裂纖維0. 8kg/m3，摻入水泥用量6%的密實劑，混 凝土拌和物的坍落度為12-16cm。密實劑中硅粉、石灰石粉、礦渣粉質(zhì)量比為35 40 25?；炷聊０鍨殡p層竹膠合板，中間夾厚度為0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板內(nèi)側(cè) 與混凝土接觸面粘貼透水布，混凝土澆筑后第3天通過注水接頭注入12°C養(yǎng)護水，每天2 次，連續(xù)養(yǎng)護10天。用回彈儀檢測混凝土抗壓強度，7天、28天推算強度分別為25. 4MPa、35. 4MPa, 1年 期混凝土碳化深度l_2mm，而未采用本專利技術(shù)澆筑的常規(guī)混凝土，7天、28天推算強度分 別為16. 3MPa、23. 4MPa, 1年期混凝土碳化深度為3_13mm，平均8. 2mm。說明采用本專利技術(shù) 澆筑的混凝土表層強度、混凝土抗碳化能力與常規(guī)澆筑的混凝土相比均有了較大的提高， 也說明表層混凝土密實性有了較大的提高。2、某工程混凝土設(shè)計強度等級C25，水泥為42. 5級普通硅酸鹽水泥，砂細度模數(shù) 2. 6，碎石為5-31. 5mm連續(xù)級配，松堆空隙率39%，II級粉煤灰，S95礦渣粉，混凝土配合比 為水泥粉煤灰礦渣粉砂石水=260 43 64 802 1062 160，外摻減水 率為22%的聚羧酸減水劑，摻入聚丙烯抗裂纖維0. 8kg/m3，摻入水泥用量6%的密實劑，混 凝土拌和物的坍落度為12-16cm。密實劑中硅粉、石灰石粉、礦渣粉質(zhì)量比例為35 35 30。混凝土模板為雙層竹膠合板，中間夾厚度為0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板內(nèi)側(cè) 與混凝土接觸面粘貼透水布，混凝土澆筑后第3天通過注水接頭注入15°C養(yǎng)護水，每天2 次，連續(xù)養(yǎng)護10天。用回彈儀檢測混凝土抗壓強度，7天、28天、1年期推算強度分別為36. 4MPa、 44. 4MPa、49. 6MPa, 28天混凝土回彈值的離散系數(shù)為0. 027，1年期混凝土碳化深度 0. 5-lmm,而未采用本專利技術(shù)澆筑的常規(guī)混凝土，7天、28天、1年期推算強度分別為 22. 3MPa、33. 4MPa、36. 6MPa, 28天混凝土回彈值的離散系數(shù)為0. 074，1年期混凝土碳化深 度為2-12mm，平均7. 1mm。說明采用本專利技術(shù)澆筑的混凝土表層強度、均質(zhì)性、混凝土抗 碳化能力，以及表層混凝土密實性與常規(guī)澆筑的混凝土相比均有了較大的提高。3、某工程混凝土設(shè)計強度等級C30，水泥為42. 5級普通硅酸鹽水泥，砂細度模數(shù) 2. 8，碎石為5-31. 5mm連續(xù)級配，松堆空隙率39%，II級粉煤灰，S95礦渣粉，混凝土配合比
5為水泥粉煤灰礦渣粉砂石水=280 54 54 730 1096 160，外摻減水 率為22%的聚羧酸減水劑，摻入聚丙烯抗裂纖維0. 8kg/m3，摻入水泥用量8%的密實劑，混 凝土拌和物的坍落度為12-16cm。密實劑中硅粉、石灰石粉、礦渣粉質(zhì)量比例為40 35 25?；炷聊０鍨殡p層竹膠合板，中間夾厚度為0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板內(nèi)側(cè) 與混凝土接觸面粘貼透水布，混凝土澆筑后第3天通過注水接頭注入15°C養(yǎng)護水，每天2 次，連續(xù)養(yǎng)護10天。用回彈儀檢測混凝土抗壓強度，28天、90天推算強度分別為46. 4MPa、50. 4MPa, 1 年期混凝土碳化深度0. 5-lmm,而未采用本專利技術(shù)澆筑的常規(guī)混凝土，28天、90天推算強 度分別為33. 3MPa、36. 4MPa, 1年期混凝土碳化深度為2_10mm，平均6. 2mm。說明采用本專 利技術(shù)澆筑的混凝土表層強度、混凝土抗碳化能力，以及表層混凝土密實性與常規(guī)澆筑的 混凝土相比均有了較大的提高。4、某工程混凝土設(shè)計強度等級C35，水泥為52. 5級普通硅酸鹽水泥，砂細度模數(shù) 2. 8，碎石為5-31. 5mm連續(xù)級配，松堆空隙率39%，I級粉煤灰，S95礦渣粉，混凝土配合比 為水泥粉煤灰礦渣粉砂石水=280 50 50 738 1090 160，外摻減水 率為25%的聚羧酸減水劑，摻入聚丙烯抗裂纖維0. 8kg/m3，摻入水泥用量10%的密實劑，混 凝土拌和物的坍落度為12-16cm。密實劑中硅粉、石灰石粉、礦渣粉質(zhì)量比例為40 35 25?；炷聊０鍨殡p層竹膠合板，中間夾厚度為0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板內(nèi)側(cè) 與混凝土接觸面粘貼透水布，混凝土澆筑后第3天通過注水接頭注入15°C養(yǎng)護水，每天2 次，連續(xù)養(yǎng)護10天。用回彈儀檢測混凝土抗壓強度，7天、28天推算強度分別為40. 4MPa、54. 4MPa, 1年 期混凝土碳化深度小于0. 5mm，而未采用本專利技術(shù)澆筑的常規(guī)混凝土，7天、28天推算強 度分別為30. 3MPa、41. 4MPa, 1年期混凝土碳化深度為l_8mm，平均4. 1mm。說明采用本專利 技術(shù)澆筑的混凝土表層強度、混凝土抗碳化能力，以及表層混凝土密實性與常規(guī)澆筑混凝 土相比均有了較大的提高。
權(quán)利要求
中低強度等級混凝土表層致密化施工方法，其特征在于采用保溫保濕養(yǎng)護模板內(nèi)澆灌混凝土，在混凝土澆筑后7-10天的早期養(yǎng)護階段，自保溫保濕養(yǎng)護模板外表面向內(nèi)注水，以達到保持混凝土表面處于濕潤，實現(xiàn)混凝土早期保濕與保溫養(yǎng)護條件；所述混凝土由膠凝材料、粗骨料、細骨料、水、聚羧酸外加劑、聚丙烯抗裂纖維組成，所述混凝土中膠凝材料用量為330～420kg/m3，用水量不大于165kg/m3，Q與膠凝材料總質(zhì)量比不大于0.45，所述膠凝材料由粉煤灰、S95礦渣粉、42.5級或52.5級普通硅酸鹽水泥和密實劑組成；混凝土中水泥熟料含量不低于180kg/m3；所述密實劑質(zhì)量為水泥用量的6％～10％；聚羧酸外加劑的減水率大于20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述中低強度等級混凝土表層致密化施工方法，其特征在于所述密 實劑由硅粉、表面積800 1000m2/kg的超細石灰石粉和表面積600 800m2/kg的超細礦 渣粉組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述中低強度等級混凝土表層致密化施工方法，其特征在于所述 密實劑中硅粉、超細石灰石粉和超細礦渣粉分別占密實劑總質(zhì)量的35% 40%、35% 45%、15% 30%。
全文摘要
中低強度等級混凝土表層致密化施工方法，涉及混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域，利用專利號為2009200384330的混凝土保溫保濕養(yǎng)護模板澆灌中低強度等級混凝土，通過優(yōu)化中低強度等級混凝土配合比，控制膠凝材料用量、用水量和水膠比，加強混凝土早期養(yǎng)護，可最大限度降低表層混凝土的水膠比、提高混凝土密實性、提高混凝土的耐久性，從而提高中低強度等級混凝土表層致密化程度，防止混凝土溫度收縮裂縫的產(chǎn)生，且保證混凝土強度的充分發(fā)展。
文檔編號C04B28/08GK101886474SQ201010211378
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者朱炳喜, 李健, 田正宏 申請人:江蘇省水利科學(xué)研究院