塑性混凝土

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塑性混凝土强度和变形性能及其计算方法

塑性混凝土强度和变形性能及其计算方法

塑性混凝土强度和变形性能及其计算方法本文是国家自然科学基金项目“复杂条件下高性能塑性混凝土力学和渗透性能”(50979100)和973前期专项“高性能塑性混凝土材料及其防渗墙结构”(2010CB635118)的主要内容之一。

通过17组配合比共462个塑性混凝土试件的劈拉强度与变形试验、弯拉强度与变形试验、单轴压缩试验、双轴压缩试验、常规三轴压缩试验和真三轴压缩试验,结合强度理论和损伤理论,系统研究了纤维类型、纤维掺量、粉煤灰掺量、硅灰掺量、不同应力状态和加载路径等对塑性混凝土强度与变形性能的影响。

主要内容如下:(1)通过16组配合比共48个150mm×150mm×150mm塑性混凝土标准立方体试件的劈拉强度与变形试验,量测了加载过程中试件的荷载和横向变形,分析了纤维类型、纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量对塑性混凝土劈拉强度、横向变形、峰前和峰后耗能的影响,提出了考虑纤维类型、纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量影响的塑性混凝土劈拉强度、横向变形、峰前和峰后荷载-横向变形曲线面积的计算方法,建立了塑性混凝土劈拉荷载-横向变形曲线方程。

(2)通过16组配合比共48个100mm×100mm×400mm塑性混凝土四点弯曲小梁试件的弯拉强度与变形试验,量测了加载过程中试件的荷载和挠度,分析了纤维类型、纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量对塑性混凝土弯拉强度、峰值挠度、峰值割线模量和荷载-挠度曲线下包面积的影响,提出了考虑纤维类型、纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量影响的塑性混凝土弯拉强度、峰值挠度及韧性的计算方法,建立了塑性混凝土弯拉荷载-挠度曲线方程(3)通过17组配合比共51个150mm×150mm×300mm塑性混凝土棱柱体试件的单向压缩试验,量测了加载过程中的竖向荷载和竖向变形,分析了纤维类型、纤维掺量、粉煤灰掺量和硅灰掺量对塑性混凝土单轴受压应力-应变关系曲线的影响;通过对塑性混凝土单轴受压应力-应变关系曲线的上升段参数、下降段参数、弹性模量、峰值应变、极限应变及加载过程中试件吸收能量的统计分析,提出了上述参数的计算模型或取值方法,结合损伤理论,建立了塑性混凝土单向受压损伤本构模型。

混凝土标准塑性度测试方法

混凝土标准塑性度测试方法

混凝土标准塑性度测试方法一、引言混凝土是一种广泛应用的建筑材料,其性能的稳定性对于建筑结构的安全有着至关重要的作用。

在混凝土的生产和施工过程中,塑性度是一个重要的指标,它可以衡量混凝土的流动性和可塑性,也是混凝土配合比设计的重要参数之一。

因此,准确地测量混凝土的塑性度对于保证混凝土质量和结构的安全至关重要。

二、国内外相关标准在国内,混凝土标准塑性度测试方法主要有以下几种:1、GB/T 50080-2016《混凝土配合比设计与施工规范》2、GB/T 50081-2002《混凝土试验方法标准》3、JGJ/T 70-2009《混凝土工程施工质量验收规范》在国外,混凝土标准塑性度测试方法主要有以下几种:1、ASTM C143-17《Standard Test Method for Slump of Hydraulic Cement Concrete》2、EN 12350-2:2019《Testing fresh concrete. Part 2: Slump-test》3、BS EN 12350-2:2009《Testing fresh concrete. Part 2: Slump-test》三、混凝土标准塑性度测试仪器混凝土标准塑性度测试仪器主要包括混凝土塑性度试验模具、混凝土塑性度试验棒、混凝土振动台等。

其中,混凝土塑性度试验模具一般采用圆锥形或棱锥形,顶部直径为100mm,底部直径为200mm,高度为300mm。

混凝土塑性度试验棒一般采用直径为16mm、长度为600mm的钢棒。

混凝土振动台一般采用电动振动台,可以使混凝土在模具内均匀振动。

四、混凝土标准塑性度测试方法混凝土标准塑性度测试方法主要有以下几种:1、混凝土塑性度试验法混凝土塑性度试验法是一种比较常用的混凝土标准塑性度测试方法。

具体操作步骤如下:(1)准备试验模具和试验棒。

(2)将试验模具放在水平平面上,并用手轻轻压实一层混凝土。

(3)将混凝土分三次倒入试验模具中。

混凝土塑性设计原理

混凝土塑性设计原理

混凝土塑性设计原理混凝土塑性设计原理概述:混凝土塑性设计是指在混凝土结构设计中,考虑混凝土的塑性变形,从而使结构在超过弹性阈值后能够继续承受荷载,发挥结构的最大承载能力。

一、混凝土塑性设计的基本原理混凝土塑性设计的基本原理是在混凝土的弹性阶段内充分利用材料的强度,并在材料超过弹性极限后,通过混凝土的塑性变形来继续承受荷载,发挥结构的最大承载能力。

混凝土塑性设计的基本原理还包括以下几个方面:1. 塑性设计要考虑混凝土的压缩强度和拉伸强度的不对称性。

2. 塑性设计要考虑混凝土的弹性模量在不同荷载水平下的变化,以及混凝土的应变硬化特性。

3. 塑性设计要考虑混凝土的开裂和破坏机理,以及混凝土的韧性和延性。

二、混凝土塑性设计的应力应变关系混凝土塑性设计的应力应变关系可以用双曲线模型来描述,双曲线模型可以分为单一双曲线模型和双重双曲线模型。

1. 单一双曲线模型单一双曲线模型是指混凝土的应力应变曲线为一条双曲线,双曲线模型可以用以下公式来表示:σ = fct + (ε - εc) / εcu * (fct - fcu)其中,σ为混凝土的应力,fct为混凝土的轴心抗压强度,ε为混凝土的应变,εc为混凝土的极限压缩应变,εcu为混凝土的极限拉伸应变,fcu为混凝土的极限拉伸强度。

2. 双重双曲线模型双重双曲线模型是指混凝土的应力应变曲线为两条双曲线,双曲线模型可以用以下公式来表示:σ = fct + (ε - εc) / εcu1 * (fct - fcu1) + (ε - εc) / εcu2 * (fcu1 - fcu2)其中,σ为混凝土的应力,fct为混凝土的轴心抗压强度,ε为混凝土的应变,εc为混凝土的极限压缩应变,εcu1为混凝土的第一极限拉伸应变,fcu1为混凝土的第一极限拉伸强度,εcu2为混凝土的第二极限拉伸应变,fcu2为混凝土的第二极限拉伸强度。

三、混凝土塑性设计的应用混凝土塑性设计的应用可以分为以下几个方面:1. 混凝土梁的塑性设计混凝土梁的塑性设计主要是通过混凝土的压缩变形和钢筋的延性变形来实现,以达到结构的最大承载能力。

混凝土的塑性干缩裂缝控制措施

混凝土的塑性干缩裂缝控制措施

混凝土的塑性干缩裂缝控制措施一、混凝土的塑性干缩裂缝干缩裂缝:当浇筑的混凝土尚处于塑性状态时,由于炎热多风使水分蒸发过快,泌水率小于表面蒸发率,引起构件表面失水过多而开裂。

裂缝纵横交错,没有规律性,多沿板短向分布。

裂缝随着时间的延长向混凝土内部发展;裂缝断断续续,似连非连,有时呈龟板状,这种裂缝一般粗而短,裂缝到钢筋为止。

1、原因分析:1)使用收缩率较大的水泥;或水泥用量多,用水量大,现场私自加水或因外加剂影响,如氯化钙等常会加大混凝土的干缩值;2)体、表比值小的构件,混凝土中的水分容易蒸发,构件容易干缩;3)对新浇筑混凝土的遮盖、挡风和湿养护不及时。

当风速从无风到六级大风,混凝土中的水分蒸发量增大3倍,空气中的湿度由90%下降到50%,水分蒸发速度增加5倍;环境气温由10℃升高到20℃,水分蒸发量增大1倍;4)高温、干燥、大风等使混凝土失水过快,失水速度大于混凝土泌水速度。

塑性混凝土在表面收缩和内部约束作用下,薄弱的硬结表面就会产生拉应力,造成长度不等的裂缝;2、防治措施:用钢丝板刷或平面砂轮机磨除水泥结膜和进行毛化处理,扫除冲洗干净,晾干。

用“聚合物砂浆”修复找平即可。

二、加气混凝土砌块填充墙裂缝1、原因分析:(1)柱边、板边的竖向裂缝:因为砌筑时的砌块含水量大,干燥收缩值达0.5~0.6mm/m,则墙长3m的横向收缩值达1.5mm左右,即产生竖向裂缝。

离板边的竖向裂缝大部分是穿线管的槽没有补好,或塑料管胀缩产生裂缝;(2)框架梁底的水平裂缝,产生的原因是对加气混凝土砌块的性能没有掌握好,如吸水性强,导湿性和解湿性差;(3)门窗孔上口的斜裂缝产生的主要原因有:加气混凝土砌块的抗压强度低;钢筋混凝土过梁两头搁置长度不足,加气混凝土砌块的局部承压力不够而被剪裂;过梁安装两头搁置不平、不实等,造成裂缝。

2、防治措施:(1)待干燥收缩基本完成时,将已经开裂的缝隙中脱壳的砂浆刮除,扫刷干净,喷水湿润,隔天用聚合物砂浆嵌填缝隙,并用聚合物砂浆沿缝隙埋贴一层宽度为200mm的玻璃纤维网格布;(2)门窗孔上口的斜裂缝的处理方法:如门窗过梁长度不足,需要更换合格的过梁,搁置长度不少于200mm;如因过梁安装不标准,须拆除后重新安装,确保搁置处平整密实;如过梁底的加气混凝土砌块强度不足,应拆除后更换合格加气混凝土砌块;。

混凝土的塑性及其影响因素

混凝土的塑性及其影响因素

混凝土的塑性及其影响因素一、引言混凝土是一种常见的建筑材料,具有强度高、耐久性好等特点。

在现代建筑中,混凝土被广泛应用于桥梁、建筑物、道路等建筑领域。

混凝土的塑性是混凝土在受力时的变形能力,是混凝土结构设计中非常重要的一个参数。

混凝土的塑性受到多种因素的影响,本文将从混凝土的组成、水胶比、配合比、施工工艺等方面进行详细阐述。

二、混凝土的组成混凝土的主要组成部分包括水泥、砂、骨料和水。

其中,水泥是混凝土中最重要的成分之一,其主要作用是与水反应生成水化产物,形成混凝土的强度。

砂和骨料则是混凝土中的骨架材料,其主要作用是提供混凝土的强度和耐久性。

水是混凝土中的质量比例最小的成分,但是它对混凝土的塑性和流动性有着举足轻重的影响。

三、水胶比水胶比是混凝土中水的质量与水泥和其他固体成分(例如砂、骨料等)的总质量之比。

水胶比越小,混凝土的强度越高,耐久性越好,但是混凝土的塑性和流动性会受到影响。

水胶比越大,混凝土的塑性和流动性越好,但是混凝土的强度和耐久性会降低。

因此,在混凝土的设计中,需要根据具体的工程要求和使用场景来确定水胶比的大小。

四、配合比配合比是混凝土中各组成部分的质量比例。

配合比的设计需要考虑多个因素,例如混凝土的强度、耐久性、流动性等。

在配合比的设计中,需要根据具体的工程要求和使用场景来确定水泥、砂、骨料和水的质量比例。

同时,还需要考虑混凝土的塑性和流动性的要求,以保证混凝土能够在施工过程中顺利铺设和振捣。

五、施工工艺混凝土的施工工艺对混凝土的塑性和流动性也有着重要的影响。

混凝土的浇筑方式、振捣方式、养护方式等都会对混凝土的塑性和流动性产生影响。

例如,当混凝土的浇筑方式不合理时,会导致混凝土的流动性不足,从而影响混凝土的塑性。

而当混凝土的振捣方式不合理时,会导致混凝土中空率过大,从而降低混凝土的强度和耐久性。

因此,在混凝土的施工过程中,需要采取合理的施工工艺,以保证混凝土的塑性和流动性符合要求。

混凝土塑性变形标准测量

混凝土塑性变形标准测量

混凝土塑性变形标准测量一、前言混凝土结构是建筑工程中常见的结构形式,其材料特性和受力性能对于工程的安全和持久性起着至关重要的作用。

在混凝土的使用过程中,会经历一定的变形和破坏,因此需要对混凝土的塑性变形进行标准测量,以保证工程质量和安全。

二、混凝土塑性变形的定义混凝土塑性变形是指混凝土在受力作用下,超出其弹性阈值后,仍能保持一定的变形能力,并在一定的应力范围内呈现非线性的应变-应力关系。

三、混凝土塑性变形的测量方法1. 混凝土压缩试验混凝土压缩试验是测量混凝土塑性变形的一种常用方法。

该试验通过在混凝土试件上施加垂直于试件轴线的压缩荷载,测量试件的应力-应变关系曲线,以获取混凝土的力学性能参数。

2. 混凝土拉伸试验混凝土拉伸试验是测量混凝土塑性变形的另一种常用方法。

该试验通过在混凝土试件上施加垂直于试件轴线的拉伸荷载,测量试件的应力-应变关系曲线,以获取混凝土的力学性能参数。

3. 混凝土剪切试验混凝土剪切试验是测量混凝土塑性变形的一种常用方法。

该试验通过在混凝土试件上施加剪切荷载,测量试件的应力-应变关系曲线,以获取混凝土的剪切强度和剪切模量等参数。

4. 混凝土弯曲试验混凝土弯曲试验是测量混凝土塑性变形的一种常用方法。

该试验通过在混凝土试件上施加弯曲荷载,测量试件的应力-应变关系曲线,以获取混凝土的弯曲强度和弯曲模量等参数。

四、混凝土塑性变形测量的标准化1. ASTM C469-02ASTM C469-02是美国标准化组织制定的一项用于测量混凝土塑性变形的标准。

该标准规定了混凝土压缩试验方法的具体流程和操作要求,以及试验时需要考虑的因素和计算公式等。

2. GB/T 50081-2002GB/T 50081-2002是中国国家标准化组织制定的一项用于测量混凝土塑性变形的标准。

该标准规定了混凝土压缩试验、拉伸试验、剪切试验和弯曲试验的具体流程和操作要求,以及试验时需要考虑的因素和计算公式等。

3. JIS A 1108-1:1998JIS A 1108-1:1998是日本工业标准化组织制定的一项用于测量混凝土塑性变形的标准。

混凝土塑性及沉降收缩裂缝原因分析及防治措施

混凝土塑性及沉降收缩裂缝原因分析及防治措施

混凝土塑性及沉降收缩裂缝原因分析及防治措施一、塑性收缩裂缝现象:裂缝在新浇结构、构件表面出现,形状不规则,类似干燥的泥浆面,裂缝较浅,多为中间宽两端细,且长短不一,互不连贯,大多在混凝土初凝后,当外界风速大、气温高、空气湿度很低的情况下出现。

原因分析:1)混凝土早期养护不好,表面没有及时覆盖,受风吹日晒,表面游离水分蒸发过快,产生急剧的体积收缩,而此时混凝土强度很低,还不能抵抗这种变形应力而导致开裂。

2)使用收缩率较大的水泥;或水泥用量过多;或使用过量的粉砂;或混凝土水灰比过大。

3)模板、垫层过于干燥,吸水大。

4)浇筑在斜坡上的混凝土,由于重力作用向下流动的倾向,亦会出现这类裂缝。

防治措施:配制混凝土时,严格控制水灰比和水泥用量,选择级配良好的石子,减小空隙率和砂率;混凝土要振固密实,以减少收缩量;浇灌混凝土前,将基层和模板浇水湿透;混凝土浇筑后,表面及时覆盖,认真养护;在高温、干燥及刮风天气,应及早喷水养护,或设挡风设施。

当表面发现细微裂缝时,应及时抹压一次,再护盖养护;或重新振捣方法来消除;如硬化可向裂缝撒上水泥加水湿润、嵌实,再覆盖养护。

二、沉降收缩裂缝现象:裂缝多沿结构上表面钢筋通长方向或箍筋上断续出现,或在埋设件的附近周围出现,裂缝成棱形,宽度不等,深度不一,一般到钢筋上表面为止。

多在混凝土浇筑后发生,混凝土结硬后即停止。

原因分析:混凝土浇灌振捣后,粗骨料沉降,挤出水分、空气,表面呈现泌水,而形成竖向体积缩小沉降,这种沉降受到钢筋、预埋件、模板或大的粗骨料以及先期凝固混凝土的局部阻碍或约束,或混凝土本身各部相互沉降量相差过大,而造成裂缝。

防治措施:加强混凝土配制和施工操作控制,水灰比、砂率、坍落度不要过大,振捣要充分,但避免过度;对于截面相差较大的混凝土构筑物,可先浇灌较深部位,静停2~3小时,待沉降稳定后,再与上部薄截面混凝土同时浇灌,以免沉降过大导致裂缝,适当增加混凝土的保护层厚度。

混凝土的塑性变形及其原理

混凝土的塑性变形及其原理

混凝土的塑性变形及其原理一、前言混凝土是一种广泛使用的建筑材料,其力学性质的研究和理解对于工程设计和结构的安全性至关重要。

在混凝土的使用过程中,其塑性变形是一种非常重要的现象,本文将对混凝土的塑性变形及其原理进行详细的探讨。

二、混凝土的塑性变形概述混凝土的塑性变形是指混凝土在受到外部载荷的作用下,可以发生的一种比较持久的变形。

这种变形不随载荷的变化而立即消失,而是在载荷作用消失后仍然存在。

混凝土的塑性变形通常包括两种类型:瞬时塑性变形和延性塑性变形。

1.瞬时塑性变形瞬时塑性变形是指混凝土在受到载荷作用后,会出现一种瞬时的变形,该变形主要是由于混凝土内部的微观结构发生变化所引起的。

这种变形一般不会引起混凝土的破坏,但会对混凝土的力学性能产生影响。

瞬时塑性变形的主要表现形式包括混凝土的收缩变形、膨胀变形和弹性变形等。

2.延性塑性变形延性塑性变形是指混凝土在受到外部载荷的作用下,会出现一种比较持久的变形。

这种变形一般会引起混凝土的破坏,但在混凝土受到适当的控制时,可以发挥出其优异的性能。

延性塑性变形的主要表现形式包括混凝土的塑性流变变形、裂缝扩展和拉伸变形等。

三、混凝土的塑性变形机理混凝土的塑性变形机理是由混凝土内部的微观结构发生变化所引起的。

在混凝土内部,水泥胶体和骨料之间的界面存在一定的摩擦力,当混凝土受到外部载荷的作用时,这种摩擦力会随着混凝土内部的应力分布而发生变化,从而导致混凝土的塑性变形。

混凝土的塑性变形主要包括以下几个方面:1.水泥胶体的变形水泥胶体在混凝土内部起着连接骨料的作用,当混凝土受到外部载荷的作用时,水泥胶体会发生变形,从而导致混凝土的塑性变形。

水泥胶体的变形主要包括拉伸和压缩两种形式,在混凝土中,水泥胶体的拉伸变形通常是由于混凝土受到拉伸载荷作用,而水泥胶体的压缩变形则是由于混凝土受到压缩载荷作用。

2.骨料的变形骨料是混凝土中的主要组成部分,其变形对混凝土的塑性变形也有一定的影响。

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摘要:根据已建工程的施工经验,结合漫水湾塑性混凝土防渗墙的特点,介绍了塑性混凝土配合比的确定和对施工质量的控制。

通过超声波检测表明,墙体整体均匀,致密性较好。

关键词:塑性砼;防渗墙;配合比;施工质量;控制1概述1.1漫水湾工程简介漫水湾闸坝工程是国家重点工程大桥水库灌区的组成部分,是大桥水库二级控制性配水枢纽的首部。

坝址位于四川凉山州冕宁县漫水湾镇安宁河中游上段。

漫水湾闸坝坝高24m,坝轴线长279m,从左至右依次由土工膜心墙砂砾石副坝、左总干渠进水闸、两孔底孔冲砂闸、三孔表孔泄洪闸、右干渠进水闸及右岸混凝土重力坝构成。

基础采用悬挂式塑性混凝土防渗墙和单排孔帷幕灌浆进行基础防渗,防渗墙最大深度41m,平均深度35m。

防渗墙坐落在更新统桐子林组砂卵石堆积层上,局部穿过厚度较大的中细砂层。

1.2塑性混凝土简介国外从20世纪60年代末开始采用塑性混凝土防渗墙,而我国是在80年代后期才首次应用成功的。

这种材料的特点是抗压强度不高,一般可控制在R28=0.5~2MPa,弹性模量较低,一般可控制在E28=100~500MPa,渗透系数K=1 ×10-6~1×10-7cm/s。

塑性混凝土与我国早期防渗墙采用的黏土混凝土有本质的区别。

黏土混凝土仅是在配合比中加入了少量的黏土,水泥用量并未大幅度降低,掺加黏土的目的仅为了改善混凝土的和易性和便于钻凿接头孔,并无降低弹性模量的目的。

在对墙体内力分析研究中发现,当墙体材料的弹性模量降低到1 000MPa以下时,已经和周围介质(地基土)的弹性模量接近,此时墙体适应变形能力大为提高,墙体的内力大为降低,特别是在一般情况下墙内不产生拉应力,因而也不必担心墙体因拉应力太大而开裂破坏。

因此,它特别适用于地震较频繁的地区和周围介质(地基土)为砂石的地基。

塑性混凝土防渗墙具有在低强度和低弹性模量下适应地基应力变化的特点,确保墙体不被外力破坏,而不需提高混凝土的等级或增加钢筋笼,故能大大节省工程投资。

我国在1990年首次将塑性混凝土防渗墙应用于水口水电站上、下游围堰防渗墙。

以后采用塑性混凝土防渗墙的水利水电工程有:册田水库坝体防渗墙,十三陵抽水蓄能电站下围堰防渗墙,小浪底工程上游围堰防渗墙,宜昌民强水库坝体防渗墙,三峡主围堰防渗墙,漫水湾闸坝及土工膜心墙副坝防渗墙(7 500m2)。

2塑性混凝土配合比的确定塑性混凝土的配合比与常规混凝土的配合比间存在较大差异。

常规混凝土具有成熟的经验配合比,而塑性混凝土的发展史短,缺乏经验配合比,已建工程中塑性混凝土的防渗墙的配合比存在较大差异。

塑性混凝土防渗墙工程混凝土配合比及物理力学性能见表1[1、 2]。

塑性混凝土在配合比方面的特点是水泥用量较少,一般约为80~170kg/m3,此外还需掺加部分黏土或(和)膨润土(塑性指标较高),对其它材料用量的要求与一般混凝土基本相同。

有关试验表明[3],只掺加膨润土的塑性混凝土(A种)、只掺加黏土的混凝土(B种)和同时掺加膨润土和黏土的塑性混凝土(C种)的三种混凝土具有不同的R~E相关关系(如图1所示)。

图1表明,当R相同时,A种混凝土的E值最小,C种混凝土的E值次之,B 种混凝土的E值最大。

要配制出具有较低弹性模量和较高强度的塑性混凝土应采用A种混凝土较好。

虽然塑性混凝土的E、R存在以上关系,但影响塑性混凝土防渗墙弹性模量的因素较多,如黏土和膨润土的黏粒含量和塑性指标、水泥的标号和品种、骨料的粒径和硬度(各种试验表明,骨料粒径大的塑性混凝土所能承受的强度和变形能力比骨料粒径小的塑性混凝土要小得多,即在塑性混凝土中宜选择一级配的粗骨料)、外加剂的型号和掺量等。

这就决定了塑性混凝土配合比设计的难度和复杂性,需要花费更多的时间和人力物力。

同时,基础防渗墙工程往往从工程一开始就组织施工(基础工程施工是关键工序),因此为确保工程的正常顺利开展,设计单位应事先根据当地的砂石骨料和水泥品种进行塑性混凝土的室内配合比试验,确定塑性混凝土防渗墙的配合比。

塑性混凝土防渗墙还有其它指标,如渗透系数或抗渗标号、坍落度、扩散度等,在工程施工中,承包商应根据设计提供的配合比和技术要求进行现场混凝土配合比的复核试验,以确定塑性混凝土施工配合比和最佳施工参数。

3施工质量控制在施工上,塑性混凝土防渗墙的质量控制与普通混凝土和高强度混凝土基本相同,但应针对塑性混凝土防渗墙墙体自身的特点,采取一些专门控制措施。

防渗墙工程是重要的隐蔽工程,尤其是塑性混凝土防渗墙的强度和弹性模量等力学指标一般不宜通过打孔取芯检测,为确保施工质量,需要进行严谨的施工和有效的质量监控。

3.1膨润土的掺加方式在漫水湾闸坝工程中,膨润土的掺入方式先后采用了两种方式:(1)先将水泥、膨润土和砂石骨料混合干拌,然后加水进行搅拌;(2)将膨润土加入专用水池中,进行充分搅拌并配制成一定浓度,然后加入砂石骨料和水泥进行拌合。

施工过程中,在第一种的方式下,膨润土经常形成粒径10~30mm的团块,不能形成泥浆,从而降低了膨润土在塑性混凝土中的作用,最终主要导致塑性混凝土弹性模量和强度增大。

在第二种的方式下,膨润土不出现结块现象,分散很均匀,不仅保证了塑性混凝土的拌合质量与试验结果一致,还增大了坍落度。

因此,建议在塑性混凝土拌合过程中,膨润土采用湿掺法。

3.2准备阶段的质量控制施工准备是为施工阶段提供有效的、正常施工的物质条件和技术保障,作为质量控制人员的监理工程师应加强这方面的控制,严格控制并落实承包商的施工设备、材料和技术力量。

在施工准备阶段,除应做普通混凝土防渗墙的准备工作外,承包商应重点为施工作好以下方面的工作,而监理工程师也应对此进行重点控制:(1)根据施工现场的条件和塑性混凝土防渗墙的技术要求,周密、详细地做好施工组织设计的编制和审查工作(与一般混凝土防渗墙相比,塑性混凝土防渗墙更应重视现场混凝土的配合比试验,黏土或/和/膨润土的掺和方法等内容)。

(2)投入塑性混凝土防渗墙混凝土浇筑的施工设备是否能满足工程实际需要,尤其是塑性混凝土拌合系统中膨润土掺加设备(黏土和/或膨润土制成泥浆或浆液掺加效果较好,建议采用湿加设备)和混凝土运输设备。

混凝土运输设备应与运输距离相一致,出机口至浇筑现场的运输时间不能过长,因为混凝土在运输过程中坍落度、扩散度损失较大。

(3)按施工顺序、造孔方法和施工组织确定的槽孔划分原则合理地进行槽孔划分。

(4)根据设计提供的配合比和技术要求进行现场混凝土配合比的复核试验和材料的检测试验,塑性混凝土必须检测黏土/和膨润土的黏土含量与塑性指标,并满足设计及配合比要求。

(5)选择防渗墙中心线上具有典型代表的部位进行生产性试验,以确定造孔、固壁泥浆、墙体浇筑等的施工工艺和参数。

3.3施工阶段的质量控制在施工准备充分的条件下,承包商就可以进行防渗墙施工。

施工过程中,承包商应严格按监理工程师批准的施工组织设计进行施工,监理工程师应派出经验丰富的现场监理人员进行现场监理,并按重要隐蔽工程的要求实行旁站监理。

作为塑性混凝土防渗墙,不仅具有普通混凝土防渗墙的一般施工要求,还应严格按以下方面进行施工和严格控制:(1)在每次进行塑性混凝土浇筑前,应严格仔细检查砂石骨料的粒径,确保砂石骨料的粒径与试验确定的配合比所要求的粒径一致。

(2)膨润土若采用湿掺方式,应随时检查并控制液体浓度,确保实际掺入量与试验确定的配合比一致;若采用干掺方式,应考虑膨润土结块现象,实际掺入量应大于配合比量,具体量视拌合后结块现象而定。

同时,应检查膨润土和水泥的保存质量。

(3)在防渗墙墙体浇筑前,应根据《水利水电工程混凝土防渗墙施工技术规范》制定浇筑方案。

若运输时间和浇筑时停留时间太长,塑性混凝土的坍落度和扩散度的损失较严重,因此在制定浇筑方案时应充分考虑混凝土的运输方式和入仓方式。

(4)每个槽段在混凝土浇筑前,监理工程师应在现场监督承包商根据骨料的含水情况进行混凝土试拌,检查拌制混凝土的坍落度和扩散度。

若运距较远,拌制混凝土应考虑运输和浇筑时的坍落度和扩散度的损失,必要时适当增大出机口的坍落度和扩散度使其超过设计值,以满足设计及规范要求。

(5)在浇筑过程中,可能因某种因素导致混凝土坍落度和扩散度损失严重而不能满足混凝土的浇筑要求,发生这种情况严禁直接向混凝土中加水。

(6)虽然塑性混凝土的扩散度较大,在浇筑过程中仍应确保混凝土面均匀上升,故应经常测量混凝土面高程,并及时填绘浇筑指示图。

(7)塑性混凝土的坍落度损失快,为避免堵管事件,施工人员应经常提动导管(特别是浇筑速度较慢时),混凝土的拌合、运输应保证浇筑能连续进行。

若因故中断,现场负责人员应根据具体情况及时采取应急措施进行处理。

(8)若对浇筑完成的塑性混凝土防渗墙进行帷幕灌浆,应特别注意控制灌浆压力,防止防渗墙破坏。

3.4施工质量的检查验收塑性混凝土防渗墙与常规混凝土防渗墙一样都需进行混凝土质量检查和墙体质量检测,但在具体的检查方法上存在差异。

3.4.1混凝土质量检查混凝土质量检查是指对已浇筑的塑性混凝土的物理力学性能的检查,主要应包括抗压强度、弹性模量、抗渗标号(或抗渗系数)。

由于塑性混凝土的强度较低,不宜采用钻孔取芯的方法对成墙混凝土进行取芯,只能在混凝土浇筑时,现场取样成型试件,用试件的试验结果代替防渗墙的实际性能指标。

一般塑性混凝土的强度R28为0.5~2MPa。

用常规混凝土渗透仪进行塑性混凝土的渗透试验时,由于试样为一个ø175~ø185和高150mm的截头圆锥体,常常在不大的渗水压力作用下,就会沿着混凝土试样与外面的金属筒之间接触面发生破坏。

另外,由于塑性混凝土本身的黏结力较差,试验密封材料与试样黏结不牢而出现微小间隙,形成渗水通道。

做抗渗标号试验时可以采用清华大学水电系研制的塑性混凝土渗透试验仪器进行试验,或采取专门的保护措施,以防加压时破坏试件,影响试验结果。

3.4.2墙体质量的检查对混凝土防渗墙成墙质量的检查,现行采用的方法有钻孔取芯法、超声波法和地震透射层析成像(CT)法。

对于塑性混凝土最好采用无损检测方法,如超声波和地震透射层析成像(CT)法,检测防渗墙的连续性和接头孔的连接质量。

漫水湾工程采用了超声波检测。

检查结果表明,防渗墙墙体整体均匀,致密性较好,墙体底部淤积少;局部致密性略差,对应测点的波速降到2 000m/s,对应的混凝土强度为1.3MPa左右。

超声波测试成果见图2、3。

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