专利名称：中低强度等级混凝土表层致密化施工方法
技术领域：
本发明涉及混凝土施工技术领域，特别是一种提高中低强度等级(即C20-C35)混 凝土结构钢筋保护层混凝土密实性施工方法。
背景技术：
混凝土是近代使用最广泛的建筑材料，混凝土除了满足工程设计要求的力学性能 指标，还应具有良好的耐久性，以符合工程的安全性和使用寿命要求。但是，众多工程事例 表明，服役期混凝土耐久性能差，已远大于设计寿命衰减，显现出普遍的质量病害，甚至引 发质量事故而造成严重经济损失。据统计，全世界每年用于混凝土工程修复和重建的费用 已高达数百亿美元，越来越多的混凝土结构工程进入病害修缮期，甚至需要拆除重建。现阶段我国大量使用C20-C35中低强度等级混凝土，坍落度大于IOcm掺减水剂的 混凝土用水量基本在175 200kg/m3之间，混凝土水胶比在0. 4 0. 55之间，混凝土拌和 用水量大，水胶比相对较高；在混凝土浇筑与振捣过程中，水泥、水和集料中的微细粒子，容 易在靠近模板或水平表面聚集，造成表层混凝土含水量高，水胶比大于内部混凝土；胶凝材 料颗粒级配不合理，水泥石中的孔隙缺少超细颗粒填充；混凝土早期养护未作为一道重要 施工工序，混凝土缺少良好的早期养护方法；由此形成混凝土早期强度增长过程中，随着混 凝土中水份蒸发，在混凝土中形成众多孔隙，混凝土孔结构不合理。试验研究表明，孔径大 于IOOnm的多害孔或有害孔多，而小于IOOnm的无害孔、少害孔却相对较少，表层混凝土的 渗透性高，有利于腐蚀介质侵入，混凝土耐久性不良。专利号为2009200384330的《混凝土保温保湿养护模板》公开了一种混凝土保温 保湿养护模板，其设有板体，板体由透水布、胶合板和保温层组成，胶合板有两层，保温层设 置在两层胶合板之间，透水布粘贴在与混凝土相接触的胶合板表面，板体上设有贯穿两层 胶合板和保温层的注水孔，注水孔一端与透水布内侧相连，注水孔另一端设有注水接头。使 用时，使粘贴有透水布的一层面向混凝土，透水布具有渗透性，在混凝土浇筑期间可将混凝 土表面水份和气泡排出，从而降低表层混凝土的水胶比、提高混凝土密实性；为防止混凝土 产生温度收缩裂缝，通过温控计算确定保温层品种与厚度，可降低混凝土降温速率、减少温 度梯度，从而有效控制混凝土内外结构温差，以防产生温度收缩裂缝；冬季使用保温模板还 可防止混凝土早期养护阶段受冻破坏；延长混凝土带模养护时间，一般需要向混凝土表面 补充养护水份，可以通过注水接头注入适宜的养护水，通过透水布向混凝土表面散布，保持 混凝土表面处于湿润状态，既防止混凝土裂缝的产生，又可保证混凝土强度充分发展。与传 统技术相比，该专利产品能对混凝土提供更好的早期养护，改善了混凝土养护工序，保证了 混凝土施工养护质量，该装置可广泛用于建筑、桥梁、水利等工程的混凝土施工中。为有效提高现有的混凝土与上述专利《混凝土保温保湿养护模板》配合效果，需要 对中低强度等级(C20-C35)混凝土中原材料质量、配合比参数进行控制，以实现理想的混 凝土表层致密化施工要求。
发明内容
本发明目的是为了提供一种可提高C20-C35中低强度等级混凝土表层致密化施 工方法，以提高混凝土耐久性目的。本发明技术方案是采用保温保湿养护模板内浇灌混凝土，在混凝土浇筑后7 10天的早期养护阶 段，自保温保湿养护模板外表面向内注水，以达到保持混凝土表面处于湿润，实现混凝土早 期保湿与保温养护条件；所述混凝土由胶凝材料、粗骨料、细骨料、水、聚羧酸外加剂、聚丙 烯抗裂纤维组成，所述混凝土中胶凝材料用量为330 420kg/m3，用水量不大于165kg/m3， 水与胶凝材料总质量比不大于0. 45，所述胶凝材料由粉煤灰、S95矿渣粉、42. 5级或52. 5级 普通硅酸盐水泥和密实剂组成；混凝土中水泥熟料含量不低于180kg/m3 ；所述密实剂质量 为水泥用量的6% 10% ；聚羧酸外加剂的减水率大于20%。本发明所述密实剂为硅粉、表面积800 1000m2/kg的超细石灰石粉、表面积 600 800m2/kg的超细矿渣粉组成。本发明利用专利号为2009200384330的混凝土保温保湿养护模板浇灌中低强度 等级混凝土，通过优化中低强度等级混凝土配合比，控制胶凝材料用量、用水量和水胶比， 加强混凝土早期养护，可最大限度降低表层混凝土的水胶比、提高混凝土密实性、提高混凝 土的耐久性，从而提高中低强度等级混凝土表层致密化程度，防止混凝土温度收缩裂缝的 产生，且保证混凝土强度的充分发展；混凝土胶凝材料中掺入密实剂，改善胶凝材料的颗粒 级配，降低胶凝材料的原始空隙率，提高其堆积密度。本发明可进一步保证混凝土施工养护 质量，适合于建筑、桥梁、水利等工程的混凝土施工。所述密实剂中硅粉、超细石灰石粉和超细矿渣粉分别占密实剂总质量的35% 40%、35% 45%、15% 30%。
具体实施例方式方法原则一、混凝土制备混凝土由胶凝材料、粗骨料、细骨料、水、聚羧酸外加剂、聚丙烯抗裂纤维组成，胶 凝材料由I级或II级粉煤灰、S95矿渣粉、减水率大于20%的聚羧酸减水剂、42. 5级或52. 5 级普通硅酸盐水泥和密实剂组成。密实剂由硅粉、表面积800 1000m2/kg的超细石灰石粉、表面积600 800m2/ kg的超细矿渣粉组成，硅粉、超细石灰石粉和超细矿渣粉分别占密实剂总质量的35% 40%、35% 45%、15% 30%。采用适当掺量的符合国家标准要求的I级或II级粉煤灰、S95矿渣粉，使用减 水率大于20%的聚羧酸减水剂，使用42. 5级或52. 5级普通硅酸盐水泥，水泥标准稠度用 水量在27%以下，密实剂质量为水泥用量的6% 10%。混凝土中胶凝材料总量控制在 330-420kg/m3,使用级配良好的粗骨料，粗骨料的松堆空隙率控制在40%以内，细骨料的细 度模数2. 5-2. 8，混凝土用水量控制在不大于165kg/m3，水胶比不大于0. 45，混凝土中水泥 熟料含量不低于180kg/m3。混凝土由专业试验单位试配，确定合适的混凝土配合比，应满足混凝土和易性、凝结时间、力学性能、耐久性能等要求。二、施工1、采用专利号为2009200384330的混凝土保温保湿养护模板制成混凝土模板。2、在上述模板中浇灌以上混凝土。3、混凝土早期养护自模板表面分别向其中注入10_15°C符合饮用水要求的养护 水，保持混凝土表面处于湿润。4、养护7-10天后拆除模板。实施例1、某工程混凝土设计强度等级C20，水泥为42. 5级普通硅酸盐水泥，砂细度模数 2. 7，碎石为5-31. 5mm连续级配，松堆空隙率40%，II级粉煤灰，S95矿渣粉，混凝土配合比 为水泥粉煤灰矿渣粉砂石水=230 38 56 836 1064 160，外掺减水 率为20%的聚羧酸减水剂，掺入聚丙烯抗裂纤维0. 8kg/m3，掺入水泥用量6%的密实剂，混 凝土拌和物的坍落度为12-16cm。密实剂中硅粉、石灰石粉、矿渣粉质量比为35 40 25。混凝土模板为双层竹胶合板，中间夹厚度为0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板内侧 与混凝土接触面粘贴透水布，混凝土浇筑后第3天通过注水接头注入12°C养护水，每天2 次，连续养护10天。用回弹仪检测混凝土抗压强度，7天、28天推算强度分别为25. 4MPa、35. 4MPa, 1年 期混凝土碳化深度l_2mm，而未采用本专利技术浇筑的常规混凝土，7天、28天推算强度分 别为16. 3MPa、23. 4MPa, 1年期混凝土碳化深度为3_13mm，平均8. 2mm。说明采用本专利技术 浇筑的混凝土表层强度、混凝土抗碳化能力与常规浇筑的混凝土相比均有了较大的提高， 也说明表层混凝土密实性有了较大的提高。2、某工程混凝土设计强度等级C25，水泥为42. 5级普通硅酸盐水泥，砂细度模数 2. 6，碎石为5-31. 5mm连续级配，松堆空隙率39%，II级粉煤灰，S95矿渣粉，混凝土配合比 为水泥粉煤灰矿渣粉砂石水=260 43 64 802 1062 160，外掺减水 率为22%的聚羧酸减水剂，掺入聚丙烯抗裂纤维0. 8kg/m3，掺入水泥用量6%的密实剂，混 凝土拌和物的坍落度为12-16cm。密实剂中硅粉、石灰石粉、矿渣粉质量比例为35 35 30。混凝土模板为双层竹胶合板，中间夹厚度为0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板内侧 与混凝土接触面粘贴透水布，混凝土浇筑后第3天通过注水接头注入15°C养护水，每天2 次，连续养护10天。用回弹仪检测混凝土抗压强度，7天、28天、1年期推算强度分别为36. 4MPa、 44. 4MPa、49. 6MPa, 28天混凝土回弹值的离散系数为0. 027，1年期混凝土碳化深度 0. 5-lmm,而未采用本专利技术浇筑的常规混凝土，7天、28天、1年期推算强度分别为 22. 3MPa、33. 4MPa、36. 6MPa, 28天混凝土回弹值的离散系数为0. 074，1年期混凝土碳化深 度为2-12mm，平均7. 1mm。说明采用本专利技术浇筑的混凝土表层强度、均质性、混凝土抗 碳化能力，以及表层混凝土密实性与常规浇筑的混凝土相比均有了较大的提高。3、某工程混凝土设计强度等级C30，水泥为42. 5级普通硅酸盐水泥，砂细度模数 2. 8，碎石为5-31. 5mm连续级配，松堆空隙率39%，II级粉煤灰，S95矿渣粉，混凝土配合比
5为水泥粉煤灰矿渣粉砂石水=280 54 54 730 1096 160，外掺减水 率为22%的聚羧酸减水剂，掺入聚丙烯抗裂纤维0. 8kg/m3，掺入水泥用量8%的密实剂，混 凝土拌和物的坍落度为12-16cm。密实剂中硅粉、石灰石粉、矿渣粉质量比例为40 35 25。混凝土模板为双层竹胶合板，中间夹厚度为0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板内侧 与混凝土接触面粘贴透水布，混凝土浇筑后第3天通过注水接头注入15°C养护水，每天2 次，连续养护10天。用回弹仪检测混凝土抗压强度，28天、90天推算强度分别为46. 4MPa、50. 4MPa, 1 年期混凝土碳化深度0. 5-lmm,而未采用本专利技术浇筑的常规混凝土，28天、90天推算强 度分别为33. 3MPa、36. 4MPa, 1年期混凝土碳化深度为2_10mm，平均6. 2mm。说明采用本专 利技术浇筑的混凝土表层强度、混凝土抗碳化能力，以及表层混凝土密实性与常规浇筑的 混凝土相比均有了较大的提高。4、某工程混凝土设计强度等级C35，水泥为52. 5级普通硅酸盐水泥，砂细度模数 2. 8，碎石为5-31. 5mm连续级配，松堆空隙率39%，I级粉煤灰，S95矿渣粉，混凝土配合比 为水泥粉煤灰矿渣粉砂石水=280 50 50 738 1090 160，外掺减水 率为25%的聚羧酸减水剂，掺入聚丙烯抗裂纤维0. 8kg/m3，掺入水泥用量10%的密实剂，混 凝土拌和物的坍落度为12-16cm。密实剂中硅粉、石灰石粉、矿渣粉质量比例为40 35 25。混凝土模板为双层竹胶合板，中间夹厚度为0. Imm的聚乙烯塑料薄膜，模板内侧 与混凝土接触面粘贴透水布，混凝土浇筑后第3天通过注水接头注入15°C养护水，每天2 次，连续养护10天。用回弹仪检测混凝土抗压强度，7天、28天推算强度分别为40. 4MPa、54. 4MPa, 1年 期混凝土碳化深度小于0. 5mm，而未采用本专利技术浇筑的常规混凝土，7天、28天推算强 度分别为30. 3MPa、41. 4MPa, 1年期混凝土碳化深度为l_8mm，平均4. 1mm。说明采用本专利 技术浇筑的混凝土表层强度、混凝土抗碳化能力，以及表层混凝土密实性与常规浇筑混凝 土相比均有了较大的提高。
权利要求
中低强度等级混凝土表层致密化施工方法，其特征在于采用保温保湿养护模板内浇灌混凝土，在混凝土浇筑后7-10天的早期养护阶段，自保温保湿养护模板外表面向内注水，以达到保持混凝土表面处于湿润，实现混凝土早期保湿与保温养护条件；所述混凝土由胶凝材料、粗骨料、细骨料、水、聚羧酸外加剂、聚丙烯抗裂纤维组成，所述混凝土中胶凝材料用量为330～420kg/m3，用水量不大于165kg/m3，Q与胶凝材料总质量比不大于0.45，所述胶凝材料由粉煤灰、S95矿渣粉、42.5级或52.5级普通硅酸盐水泥和密实剂组成；混凝土中水泥熟料含量不低于180kg/m3；所述密实剂质量为水泥用量的6％～10％；聚羧酸外加剂的减水率大于20％。
2.根据权利要求1所述中低强度等级混凝土表层致密化施工方法，其特征在于所述密 实剂由硅粉、表面积800 1000m2/kg的超细石灰石粉和表面积600 800m2/kg的超细矿 渣粉组成。
3.根据权利要求2所述中低强度等级混凝土表层致密化施工方法，其特征在于所述 密实剂中硅粉、超细石灰石粉和超细矿渣粉分别占密实剂总质量的35% 40%、35% 45%、15% 30%。
全文摘要
中低强度等级混凝土表层致密化施工方法，涉及混凝土施工技术领域，利用专利号为2009200384330的混凝土保温保湿养护模板浇灌中低强度等级混凝土，通过优化中低强度等级混凝土配合比，控制胶凝材料用量、用水量和水胶比，加强混凝土早期养护，可最大限度降低表层混凝土的水胶比、提高混凝土密实性、提高混凝土的耐久性，从而提高中低强度等级混凝土表层致密化程度，防止混凝土温度收缩裂缝的产生，且保证混凝土强度的充分发展。
文档编号C04B28/08GK101886474SQ201010211378
公开日2010年11月17日 申请日期2010年6月29日 优先权日2010年6月29日
发明者朱炳喜, 李健, 田正宏 申请人:江苏省水利科学研究院