摘要：選用水泥應(yīng)根據(jù)混凝土設(shè)計要求而定；摻加Ⅰ級或Ⅱ級粉煤灰，可以改善混凝土性能、節(jié)約水泥和減少水泥水化熱；混凝土中必須摻加適量外加劑，同樣可以改善混凝土性能和減少用水量等；對水泥、骨料、摻合劑和外加劑都必須控制含堿量，可以提高混凝土的耐久性和防裂能力。為簡化混凝土施工程序和適應(yīng)大型施工機械化的需要，研究和采用混凝土施工縫不打砂漿，取而代之的是施工縫面第一層澆筑二級配混凝土或三級配富漿混凝土。從國內(nèi)外試驗和工程實踐看，不打砂漿在技術(shù)上是可行的，但必須精心組織和精心施工。 混凝土施工縫面的處理標(biāo)準(zhǔn)是：去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙。用25~50MPa高壓水沖毛的施工縫面質(zhì)量可靠并可取得明顯的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：水工混凝土施工 混凝土原材料 施工縫處理
在混凝土壩樞紐工程中，用于混凝土工程施工的各種費用約占整個工程總投資的60%~70%，這充分表明混凝土工程關(guān)系到整個工程建設(shè)的質(zhì)量、工期、投資和效益。
現(xiàn)就DL/T 5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》（簡稱《規(guī)范》）涉及到的混凝土原材料和施工縫處理，進行綜述。
1．混凝土原材料
近代科學(xué)技術(shù)的進步使筑壩技術(shù)對混凝土工程有新的更高的要求，如水工混凝土應(yīng)滿足抗壓、抗拉、抗?jié)B、抗凍、抗裂、抗沖耐磨和抗侵蝕等要求。
《規(guī)范》中要求采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。很多方面要通過原材料的選用和控制來達到設(shè)計要求。
1.1 水泥水工混凝土選擇水泥品種的原則主要是根據(jù)工程部位、技術(shù)要求和環(huán)境條件。對水位變化區(qū)外部混凝土、有抗沖耐磨和抗凍要求的混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，也可選用普通硅酸鹽水泥。選用中熱硅酸鹽水泥，既可滿足混凝土各項性能要求，又可降低混凝土發(fā)熱量，減少溫度裂縫。內(nèi)部混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥，也可選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥……等。環(huán)境水對混凝土有硫酸鹽侵蝕時，應(yīng)選擇抗硫酸硅酸鹽水泥。為防止堿活性骨料膨脹，水泥堿含量≤0.6%，熟料堿含量≤0.5%.熟料中氧化鎂含量不超過5%，宜在3.5%~5%范圍?？沽蛩猁}水泥中SO3含量不得超過2.5%，礦渣硅酸鹽水泥中SO3含量為4%~7%，其他水泥品種中SO3含量不得超過3.5%.特別強調(diào)每一個工程所用水泥品種以1~2種為宜，并應(yīng)固定供應(yīng)廠家。
《規(guī)范》中還強調(diào)應(yīng)優(yōu)先使用散裝水泥。散裝水泥的運輸可以用散裝水泥罐、散裝水泥車、集裝箱等。規(guī)定水泥進入工地的儲罐溫度不宜超過65℃，特殊情況下，允許放寬到70℃。
1.2 骨料水工混凝土可選用天然骨料、人工骨料，或兩者互相補充。選用人工骨料時，有條件的地方宜選用石灰?guī)r質(zhì)的料源。
特別強調(diào)如骨料供應(yīng)發(fā)生變化時，應(yīng)按照現(xiàn)行建筑材料規(guī)程進行詳細(xì)的補充勘察和堿活性成分含量試驗，未經(jīng)專門論證，不得使用堿活性骨料。有潛在的堿骨料反應(yīng)時，限制水泥、外加劑、摻合料中的堿含量是防止堿骨料反應(yīng)的主要措施。
細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好；人工砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4~2.8范圍內(nèi)。有條件時，細(xì)骨料可分兩級使用。細(xì)骨料應(yīng)采取脫水、排水、遮蓋和加強管理等綜合措施，保持含水率穩(wěn)定，人工砂飽和面干的含水率不宜超過6%.細(xì)骨料的含水率穩(wěn)定，仍然是控制水膠比和混凝土出機口坍落度穩(wěn)定的重要措施之一。
1.3 摻合料目前混凝土摻合料有粉煤灰、硅粉、凝灰?guī)r粉、磷渣粉加凝灰?guī)r粉等。
我國的Ⅰ級、Ⅱ級粉煤灰，特別是Ⅰ級灰，具有明顯的減水增強和顯著改善混凝土多種性能的效果，并可降低混凝土水化熱溫升?！兑?guī)范》提出宜優(yōu)先選用Ⅰ級和Ⅱ級粉煤灰。三峽二期工程全部使用了Ⅰ級粉煤灰。
1.4 外加劑水工混凝土常用的外加劑有：引氣劑、普通減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝劑、泵送劑等。
一個工程摻用同種類外加劑的品種宜選用1~2種，并由專門生產(chǎn)廠家供應(yīng)，以保證混凝土質(zhì)量。
混凝土摻入適量引氣劑，能產(chǎn)生分布均勻的細(xì)微氣泡，含氣量控制在4.5%~5.5%范圍內(nèi)，可以改善混凝土和易性，顯著提高硬化混凝土抗凍性。
三峽工程設(shè)計時選取花崗巖人工骨料，但試驗表明：花崗巖人工骨料粒形較差，顆粒表面粗糙，需水量增加，相應(yīng)增加水泥用量和水泥水化熱，對混凝土耐久性和干縮等不利。通過試驗研究，原材料方面采取優(yōu)化配比等綜合措施，采用了減水率大于18%的緩凝高效減水劑，摻用需水量比為90%左右的Ⅰ級粉煤灰和優(yōu)質(zhì)引氣劑，使減水率達到30%以上。
1.5 混凝土總含堿量控制為了提高混凝土的耐久性和使用年限，必須提高混凝土密實程度和抗凍、抗?jié)B及抗侵蝕的能力，為此，除了優(yōu)化混凝土配比以外，還應(yīng)控制混凝土組成材料的總含堿量。國內(nèi)外對混凝土總含堿量的規(guī)定可供參考：美國≤3.3 kg/m3，英、日≤3.0 kg/m3，澳大利亞≤2 kg/m3，三峽工程人工骨料沒有潛在的堿活性成分，為了確保工程安全，規(guī)定人工骨料混凝土堿總含量≤2.5 kg/m3，這是非常嚴(yán)格的，也是可靠的。
2．施工縫處理大壩混凝土分層
分塊澆筑產(chǎn)生的水平施工縫，縫面一般有水泥浮漿所形成的乳皮，嚴(yán)重影響了層間結(jié)合，降低抗剪和抗拉強度，采取措施處理好施工縫面是確保大壩混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。
2.1施工縫面處理標(biāo)準(zhǔn)混凝土縫面處理標(biāo)準(zhǔn)：“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”。為此，需在澆筑前清掃縫面上的污物和灰塵并排除積水。
2.2 施工縫面處理方法①人工鑿毛：勞動強度大，工效低；②高壓水沖毛：沖毛水壓力達25~50 MPa，效率高，間歇期超過2周，沖毛效果差；③低壓水沖毛：在混凝土終凝后，用0.3~0.6 MPa的水壓沖毛，可能會沖掉2~3 cm厚的表層混凝土；④利用風(fēng)砂槍沖毛：對齡期長的混凝土沖毛有效，但費工費時費料，施工干擾大；⑤鋼絲刷機械刷毛：工效高、效果好、費用大；⑥噴灑緩凝劑：可促使混凝土表面緩凝，延長沖毛時間。
以上6種方法，采用高壓水沖毛較為經(jīng)濟合理。
2.3 施工縫鋪設(shè)砂漿問題混凝土施工縫面處理的常規(guī)方法是鋪設(shè)2~3 cm厚砂漿。但從仔細(xì)觀察和分析中可以看出，鋪設(shè)砂漿并不很理想，譬如打砂漿增加了拌和和運輸?shù)暮芏喹h(huán)節(jié)，特別是鋪設(shè)砂漿后會因間歇時間過長而曬干，反而影響施工縫面的結(jié)合。為了加快施工速度和簡化施工程序，多年來就盼望在保證質(zhì)量的前提下，找到能取代打砂漿的方法和措施。
關(guān)鍵詞：水工混凝土施工 混凝土原材料 施工縫處理
在混凝土壩樞紐工程中，用于混凝土工程施工的各種費用約占整個工程總投資的60%~70%，這充分表明混凝土工程關(guān)系到整個工程建設(shè)的質(zhì)量、工期、投資和效益。
現(xiàn)就DL/T 5144-2001《水工混凝土施工規(guī)范》（簡稱《規(guī)范》）涉及到的混凝土原材料和施工縫處理，進行綜述。
1．混凝土原材料
近代科學(xué)技術(shù)的進步使筑壩技術(shù)對混凝土工程有新的更高的要求，如水工混凝土應(yīng)滿足抗壓、抗拉、抗?jié)B、抗凍、抗裂、抗沖耐磨和抗侵蝕等要求。
《規(guī)范》中要求采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新設(shè)備。很多方面要通過原材料的選用和控制來達到設(shè)計要求。
1.1 水泥水工混凝土選擇水泥品種的原則主要是根據(jù)工程部位、技術(shù)要求和環(huán)境條件。對水位變化區(qū)外部混凝土、有抗沖耐磨和抗凍要求的混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥或硅酸鹽水泥，也可選用普通硅酸鹽水泥。選用中熱硅酸鹽水泥，既可滿足混凝土各項性能要求，又可降低混凝土發(fā)熱量，減少溫度裂縫。內(nèi)部混凝土，宜選用中熱硅酸鹽水泥，也可選用低熱礦渣硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥……等。環(huán)境水對混凝土有硫酸鹽侵蝕時，應(yīng)選擇抗硫酸硅酸鹽水泥。為防止堿活性骨料膨脹，水泥堿含量≤0.6%，熟料堿含量≤0.5%.熟料中氧化鎂含量不超過5%，宜在3.5%~5%范圍?？沽蛩猁}水泥中SO3含量不得超過2.5%，礦渣硅酸鹽水泥中SO3含量為4%~7%，其他水泥品種中SO3含量不得超過3.5%.特別強調(diào)每一個工程所用水泥品種以1~2種為宜，并應(yīng)固定供應(yīng)廠家。
《規(guī)范》中還強調(diào)應(yīng)優(yōu)先使用散裝水泥。散裝水泥的運輸可以用散裝水泥罐、散裝水泥車、集裝箱等。規(guī)定水泥進入工地的儲罐溫度不宜超過65℃，特殊情況下，允許放寬到70℃。
1.2 骨料水工混凝土可選用天然骨料、人工骨料，或兩者互相補充。選用人工骨料時，有條件的地方宜選用石灰?guī)r質(zhì)的料源。
特別強調(diào)如骨料供應(yīng)發(fā)生變化時，應(yīng)按照現(xiàn)行建筑材料規(guī)程進行詳細(xì)的補充勘察和堿活性成分含量試驗，未經(jīng)專門論證，不得使用堿活性骨料。有潛在的堿骨料反應(yīng)時，限制水泥、外加劑、摻合料中的堿含量是防止堿骨料反應(yīng)的主要措施。
細(xì)骨料應(yīng)質(zhì)地堅硬、清潔、級配良好；人工砂的細(xì)度模數(shù)宜控制在2.4~2.8范圍內(nèi)。有條件時，細(xì)骨料可分兩級使用。細(xì)骨料應(yīng)采取脫水、排水、遮蓋和加強管理等綜合措施，保持含水率穩(wěn)定，人工砂飽和面干的含水率不宜超過6%.細(xì)骨料的含水率穩(wěn)定，仍然是控制水膠比和混凝土出機口坍落度穩(wěn)定的重要措施之一。
1.3 摻合料目前混凝土摻合料有粉煤灰、硅粉、凝灰?guī)r粉、磷渣粉加凝灰?guī)r粉等。
我國的Ⅰ級、Ⅱ級粉煤灰，特別是Ⅰ級灰，具有明顯的減水增強和顯著改善混凝土多種性能的效果，并可降低混凝土水化熱溫升?！兑?guī)范》提出宜優(yōu)先選用Ⅰ級和Ⅱ級粉煤灰。三峽二期工程全部使用了Ⅰ級粉煤灰。
1.4 外加劑水工混凝土常用的外加劑有：引氣劑、普通減水劑、緩凝減水劑、引氣減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、緩凝劑、泵送劑等。
一個工程摻用同種類外加劑的品種宜選用1~2種，并由專門生產(chǎn)廠家供應(yīng)，以保證混凝土質(zhì)量。
混凝土摻入適量引氣劑，能產(chǎn)生分布均勻的細(xì)微氣泡，含氣量控制在4.5%~5.5%范圍內(nèi)，可以改善混凝土和易性，顯著提高硬化混凝土抗凍性。
三峽工程設(shè)計時選取花崗巖人工骨料，但試驗表明：花崗巖人工骨料粒形較差，顆粒表面粗糙，需水量增加，相應(yīng)增加水泥用量和水泥水化熱，對混凝土耐久性和干縮等不利。通過試驗研究，原材料方面采取優(yōu)化配比等綜合措施，采用了減水率大于18%的緩凝高效減水劑，摻用需水量比為90%左右的Ⅰ級粉煤灰和優(yōu)質(zhì)引氣劑，使減水率達到30%以上。
1.5 混凝土總含堿量控制為了提高混凝土的耐久性和使用年限，必須提高混凝土密實程度和抗凍、抗?jié)B及抗侵蝕的能力，為此，除了優(yōu)化混凝土配比以外，還應(yīng)控制混凝土組成材料的總含堿量。國內(nèi)外對混凝土總含堿量的規(guī)定可供參考：美國≤3.3 kg/m3，英、日≤3.0 kg/m3，澳大利亞≤2 kg/m3，三峽工程人工骨料沒有潛在的堿活性成分，為了確保工程安全，規(guī)定人工骨料混凝土堿總含量≤2.5 kg/m3，這是非常嚴(yán)格的，也是可靠的。
2．施工縫處理大壩混凝土分層
分塊澆筑產(chǎn)生的水平施工縫，縫面一般有水泥浮漿所形成的乳皮，嚴(yán)重影響了層間結(jié)合，降低抗剪和抗拉強度，采取措施處理好施工縫面是確保大壩混凝土施工質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。
2.1施工縫面處理標(biāo)準(zhǔn)混凝土縫面處理標(biāo)準(zhǔn)：“去掉乳皮，微露粗砂，表面粗糙”。為此，需在澆筑前清掃縫面上的污物和灰塵并排除積水。
2.2 施工縫面處理方法①人工鑿毛：勞動強度大，工效低；②高壓水沖毛：沖毛水壓力達25~50 MPa，效率高，間歇期超過2周，沖毛效果差；③低壓水沖毛：在混凝土終凝后，用0.3~0.6 MPa的水壓沖毛，可能會沖掉2~3 cm厚的表層混凝土；④利用風(fēng)砂槍沖毛：對齡期長的混凝土沖毛有效，但費工費時費料，施工干擾大；⑤鋼絲刷機械刷毛：工效高、效果好、費用大；⑥噴灑緩凝劑：可促使混凝土表面緩凝，延長沖毛時間。
以上6種方法，采用高壓水沖毛較為經(jīng)濟合理。
2.3 施工縫鋪設(shè)砂漿問題混凝土施工縫面處理的常規(guī)方法是鋪設(shè)2~3 cm厚砂漿。但從仔細(xì)觀察和分析中可以看出，鋪設(shè)砂漿并不很理想，譬如打砂漿增加了拌和和運輸?shù)暮芏喹h(huán)節(jié)，特別是鋪設(shè)砂漿后會因間歇時間過長而曬干，反而影響施工縫面的結(jié)合。為了加快施工速度和簡化施工程序，多年來就盼望在保證質(zhì)量的前提下，找到能取代打砂漿的方法和措施。