一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法
【专利摘要】本发明属于核电工程建造施工【技术领域】，具体涉及一种核工程自密实混凝土配合比可行试验方法。包括以下步骤：（1）试验前的准备工作；（2）自密实混凝土拌制，采用强制式混凝土搅拌机分批连续搅拌，满足预设要求后进行钢管内的浇筑；（3）自密实混凝土的灌注；浇筑钢管混凝土时，同时成型至少一组立方体抗压强度试块，标准养护28天后进行抗压强度试验；（4）自密实混凝土的养护；（5）硬化混凝土性能检测，利用步骤（3）中设置的试验块测试钢管内的自密实混凝土硬化后的硬度，当测试得到的硬度达到设计值的70%以后，观察混凝土与钢管壁之间结合情况并记录；同时，对钢管混凝土进行超声波检测，以检测混凝土与钢管内壁之间的结合情况。
【专利说明】-种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于核电工程建造施工【技术领域】，具体涉及一种核工程自密实混凝土配合 比可行试验方法。
【背景技术】
[0002] 配合比可行性试验是介于试验室配合比试配阶段和用于生产施工阶段的中间必 不可缺少的环节目前，自密实混凝土以其优良的流动性和填充性，在工程中的应用越来越 广泛。自密实混凝土工作性能主要通过以下项目来控制和评价：混凝土拌合物坍落拓展度、 T500、J环试验、V型漏斗试验、U型箱试验、抗离析试验等。对硬化后的混凝土性能主要是 抗压强度。这些试验很好的检验了自密实混凝土的自密实性能，但因其检验条件均是在实 验室条件下，混凝土拌合量少，试验设备与生产施工设备有很大的差别，自密实混凝土的性 能不能得到充分的统一，不能够很好的指导生产。在某核电工程中，需要检验混凝土拌合物 的自密实性能、混凝土硬化后的密实情况、混凝土与设备壁之间的结合良好性及混凝土与 钢筋间的握裹情况。目前还没有一种将试验和生产相结合、与工程实体的相近的试验方法， 没有对硬化后的混凝土的密实情况进一步验证的方法。
[0003] 现有的自密实混凝土配合比的试配试验、性能测试是在实验室完成的，实验室的 试验条件与生产施工条件差别较大，试验室的混凝土拌合量少，试验设备与生产施工设备 有很大的差别，自密实混凝土的性能不能得到充分的统一，不能够很好的指导生产。缺少检 测自密实混凝土性能测试的试验室配合比试配到应用到生产施工的中间的中间环节。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：针对自密实混凝土的特点及其在核工程中应用特 点，研究专门的试验方法，以进一步检验自密实混凝土的性能，解决自密实混凝土配合比的 可行性。
[0005] 为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
[0006] 一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，包括以下步骤：
[0007] ( 1)试验前的准备工作
[0008] 取N根内径为305?310mm、长度> 3100mm、厚度> 5mm的钢管，N > 3 ;米用脚手 架将其坚向固定，在周围搭建操作平台进行灌注操作；
[0009] 以直径12mm的环筋螺旋环绕6根直径16mm，长度大于钢管长度的钢筋，将环筋 和钢筋固定为钢筋笼后放入钢管内中心位置处，在钢筋笼和钢管之间设置保护层，保护层 是圆筒状结构，壁厚为钢管内径和环筋环外径之差，钢管下端与钢板固定连接；钢管分别编 号；
[0010] (2)自密实混凝土拌制
[0011] 自密实混凝土采用强制式混凝土搅拌机分批连续搅拌，拌制的混凝土先验证其 拌合物性能：填充性、抗离析性、间隙通过性，满足预设要求后进行钢管内的浇筑；
[0012] (3)自密实混凝土的灌注
[0013] 钢管内经过钢筋笼中心位置放置一根直径100mm的导管，导管上端放置漏斗；混 凝土通过漏斗经导管灌注入钢管，控制导管底端始终在混凝土内；整个灌注过程中自密实 混凝土连续搅拌并连续灌注；一根钢管内灌注满后，用同样的方式灌注另外钢管直至钢管 均灌注满混凝土；
[0014] 浇筑钢管混凝土时，同时成型至少一组立方体抗压强度试块，标准养护28天后进 行抗压强度试验；同时成型若干组立方体抗压强度试块，进行标准养护，在后续步骤（5)中 进行抗压强度试验；
[0015] (4)自密实混凝土的养护
[0016] 钢管内的自密实混凝土浇灌满后，用塑料薄膜将其表面遮盖；
[0017] ( 5 )硬化混凝土性能检测
[0018] 利用步骤（3)中设置的试验块测试钢管内的自密实混凝土硬化后的硬度，当测试 得到的硬度达到设计值的70%以后，观察混凝土与钢管壁之间结合情况并记录；同时，对钢 管混凝土进行超声波检测，以检测混凝土与钢管内壁之间的结合情况；
[0019] 切割钢管，将钢管剥离，露出整个混凝土表面，观察混凝土试体表面状况并记录： 表面是否光滑，颜色是否一致，有无骨料显露，有无蜂窝、麻面和疏松等情况，有无砂痕产 生；
[0020] 将每根混凝土试体横向切割为等长的多段，每段长度大于500mm，并对每段混凝土 分别编号，观察横截面混凝土情况、混凝土与钢筋结合情况。
[0021] 进一步的，如上所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，步骤（1) 中，环筋的螺旋环距< l〇〇m，环外径220-250mm ;钢筋采取螺纹钢。
[0022] 进一步的，如上所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，步骤（1) 中，环筋和钢筋的固定方式可以是以下形式中的一种：电焊、绑扎。
[0023] 进一步的，如上所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，步骤（1) 中，钢管下端与厚度> 4mm的钢板通过点焊固定连接，并在接缝处用白色双面胶带环绕封 堵。
[0024] 进一步的，如上所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，步骤（2) 中，自密实混凝土采用100L强制式混凝土搅拌机分批连续搅拌。
[0025] 进一步的，如上所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，步骤（3) 中，钢管内经过钢筋笼中心位置放置的导管材料有以下形式：刚性、柔性。
[0026] 本发明技术方案试验条件尽可能接近模拟工程实体施工条件，且充分考虑了试验 结果的方便观察，通过此方法可达到以下效果：观察混凝土与钢管之间的结合情况，并通过 超声波检测的方法检测混凝土与钢管壁间是否结合良好；剥开钢管，观察混凝土表面，能够 很直观的观察出混凝土表面的质量；将混凝土柱横向切割，观察混凝土截面，能够直观的观 察出混凝的内部质量以及混凝土与钢筋之间的握裹情况；通过钻取芯样，能够直观的观察 混凝土内部质量，并能检测出钢管内自密实混凝土同条件养护条件下的抗压强度。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
[0028] 本技术方案主要利用钢管的，将制作好的钢筋笼放置于钢管中，借助漏斗和PVC 管作为辅助工作辅助灌浆，并搭建专门的操作平台灌注自密实混凝土。混凝土硬化后，通过 混凝土超声波检测方法来检测混凝土与钢管壁之间的结合情况，并剖开钢管横向切割混凝 土柱体，观察混凝土表面及内部的情况、与钢筋握裹情况。
[0029] 福建福清核电厂1、2号机组PX泵房蜗壳泵二次灌浆区域因具有窄向环形，灌浆体 积大但操作空间狭小、钢筋密集、局部螺旋顶封状等特点，采用普通混凝土无法浇筑密实， 故采用自密实混凝土浇筑。实验室按照相关标准规定进行了配合比设计，并对其拌合物性 能、抗压强度、早期开裂、混凝土收缩等均进行了试验。但要应用于实体，这些试验结果尚不 具备足够的说服力来证明实体施工可行。因此，在成规试验的基础上，发明了本方案中的方 法，对自密实混凝土进行可行性试验。具体实施步骤如下：
[0030] ( 1)试验前的准备工作
[0031] 取N根内径为305?310mm、长度> 3100mm、厚度> 5mm的钢管，N > 3 ;米用脚手 架将其坚向固定，在周围搭建操作平台进行灌注操作；
[0032] 以直径12mm的环筋螺旋环绕6根直径16mm，长度大于钢管长度的钢筋，将环筋和 钢筋固定为钢筋笼后放入钢管内中心位置处，在钢筋笼和钢管之间设置保护层，保护层是 圆筒状结构，壁厚为钢管内径和环筋环外径之差，钢管下端与钢板固定连接；绑扎好的钢筋 在上部约300mm和下部约300mm分别焊接3根长约40mm的钢筋作为支撑，以保证绑扎的钢 筋直立于钢管正中。钢管底部放置一块边长约400mm的方形钢板，钢板与钢管接缝处用灌 浆料封堵，避免灌注自密实混凝土时漏浆。3根钢管分别编号1#、2#、3#。其中：环筋的螺旋 环距< 100m，环外径220-250mm ;钢筋采取螺纹钢。环筋和钢筋的固定方式可以是以下形式 中的一种：电焊、绑扎。钢管下端与厚度> 4_的钢板通过点焊固定连接，并在接缝处用白 色双面胶带环绕封堵。
[0033] (2)自密实混凝土拌制
[0034] 自密实混凝土采用强制式混凝土搅拌机分批连续搅拌，拌制的混凝土先验证其 拌合物性能：填充性、抗离析性、间隙通过性，满足预设要求后进行钢管内的浇筑；
[0035] (3)自密实混凝土的灌注
[0036] 钢管内经过钢筋笼中心位置放置一根直径100mm，长约1. 5m的PVC管，导管上端放 置漏斗；混凝土通过漏斗经导管灌注入钢管，控制导管底端始终在混凝土内；整个灌注过 程中自密实混凝土连续搅拌并连续灌注；当混凝土表面接近导管下端时，去掉导管。一根钢 管内灌注满后，用同样的方式灌注另外钢管直至钢管均灌注满混凝土；
[0037] 浇筑钢管混凝土时，同时成型至少一组立方体抗压强度试块，标准养护28天后进 行抗压强度试验；同时成型若干组立方体抗压强度试块，进行标准养护，在后续步骤（5)中 进行抗压强度试验；
[0038] (4)自密实混凝土的养护
[0039] 钢管内的自密实混凝土浇灌满后，用塑料薄膜将其表面遮盖；
[0040] ( 5 )硬化混凝土性能检测
[0041] 利用步骤（3)中设置的试验块测试钢管内的自密实混凝土硬化后的硬度，当测试 得到的硬度达到设计值的70%以后，观察混凝土与钢管壁之间结合情况并记录；同时，对钢 管混凝土进行超声波检测，以检测混凝土与钢管内壁之间的结合情况；
[0042] 切割钢管，将钢管剥离，露出整个混凝土表面，观察混凝土试体表面状况并记录： 表面是否光滑，颜色是否一致，有无骨料显露，有无蜂窝、麻面和疏松等情况，有无砂痕产 生；
[0043] 将每根混凝土试体横向切割为等长的6段，每段长约500mm，依次编号为1-1、 1-2…1-6、2-1、2-2?2-6、3-1、3-2?3-6。经观察横截面混凝土与钢筋结合良好，混凝土骨 料分布均匀，无孔洞等缺陷。同期成型的立方体抗压强度试块，标准养护28天后进行抗压 强度试验，强度符合设计要求。
【权利要求】
1. 一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 试验前的准备工作 取N根内径为305?310mm、长度彡3100mm、厚度> 5mm的钢管，N > 3 ;采用脚手架将 其坚向固定，在周围搭建操作平台进行灌注操作； 以直径12mm的环筋螺旋环绕6根直径16mm，长度大于钢管长度的钢筋，将环筋和钢筋 固定为钢筋笼后放入钢管内中心位置处，在钢筋笼和钢管之间设置保护层，保护层是圆筒 状结构，壁厚为钢管内径和环筋环外径之差，钢管下端与钢板固定连接；钢管分别编号； (2) 自密实混凝土拌制 自密实混凝土采用强制式混凝土搅拌机分批连续搅拌，拌制的混凝土先验证其拌合 物性能：填充性、抗离析性、间隙通过性，满足预设要求后进行钢管内的浇筑； (3) 自密实混凝土的灌注 钢管内经过钢筋笼中心位置放置一根直径100mm的导管，导管上端放置漏斗；混凝土 通过漏斗经导管灌注入钢管，控制导管底端始终在混凝土内；整个灌注过程中自密实混凝 土连续搅拌并连续灌注；一根钢管内灌注满后，用同样的方式灌注另外钢管直至钢管均灌 注满混凝土； 浇筑钢管混凝土时，同时成型至少一组立方体抗压强度试块，标准养护28天后进行抗 压强度试验；同时成型若干组立方体抗压强度试块，进行标准养护，在后续步骤（5)中进行 抗压强度试验； (4) 自密实混凝土的养护 钢管内的自密实混凝土浇灌满后，用塑料薄膜将其表面遮盖； (5) 硬化混凝土性能检测 利用步骤（3)中设置的试验块测试钢管内的自密实混凝土硬化后的硬度，当测试得到 的硬度达到设计值的70%以后，观察混凝土与钢管壁之间结合情况并记录；同时，对钢管混 凝土进行超声波检测，以检测混凝土与钢管内壁之间的结合情况； 切割钢管，将钢管剥离，露出整个混凝土表面，观察混凝土试体表面状况并记录：表面 是否光滑，颜色是否一致，有无骨料显露，有无蜂窝、麻面和疏松等情况，有无砂痕产生； 将每根混凝土试体横向切割为等长的多段，每段长度不大于500_，并对每段混凝土分 别编号，观察横截面混凝土情况、混凝土与钢筋结合情况。
2. 如权利要求1所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，其特征在 于：步骤（1)中，环筋的螺旋环距彡100m，环外径220-250mm ;钢筋采取螺纹钢。
3. 如权利要求1所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，其特征在 于：步骤（1)中，环筋和钢筋的固定方式可以是以下形式中的一种：电焊、绑扎。
4. 如权利要求1所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，其特征在 于：步骤（1)中，钢管下端与厚度> 4_的钢板通过点焊固定连接，并在接缝处用白色双面 胶带环绕封堵。
5. 如权利要求1所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，其特征在 于：步骤（2)中，自密实混凝土采用100L强制式混凝土搅拌机分批连续搅拌。
6. 如权利要求1所述的一种核工程自密实混凝土配合比可行性试验方法，其特征在 于：步骤（3)中，钢管内经过钢筋笼中心位置放置的导管材料有以下形式：刚性、柔性。
【文档编号】G01N33/38GK104142391SQ201310165583
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2013年5月7日 优先权日:2013年5月7日
【发明者】路进学, 伍崇明, 祁珲, 周玲, 刘向荣, 秦大贵 申请人:中国核工业二四建设有限公司