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水下不分散混凝土的配合比设计配制要求

1．原材料

水下不分散混凝土所采用的原材料除絮凝剂外，一般的施工可以使用与普通混凝土所用的水泥、水、粗骨料、细骨料等相同的原材料。

2．配合比

水下不分散混凝土的配合比设计，一般指决定水泥、水、粗骨料、细骨料、絮凝剂及其他外加剂的组成比例。其配合比除满足设计所提出的强度要求外，由于水下不分散混凝土的施工质量在很大程度上取决于其粘稠性和流动性，所以在配合比设计时更为重要的是满足水下施工的抗分散性和流动性的要求。

（1）施工流动性的确定

水下不分散混凝土在水下浇筑施工不可能进行捣固作业，靠其本身良好的流动性达到自流平、自密实。为此，水下不分散混凝土的流动性在很大程度上决定了水下混凝土浇筑质量。

（2）混凝土强度的配制

对水下不分散混凝土的配置强度与陆上混凝土的配置强度的规律相近。一般水下不分散混凝土的强度设计要求为20~40MPa。其强度设计基本上遵循水灰比定则。

（3）水灰比

水灰比主要根据水下不分散混凝土的强度来确定的，同时考虑混凝土耐久性的要求。其水灰比大小应统一综合考虑，并应采用其较小者作为设计水灰比。这与普通混凝土水灰比设计相近。

（4）单位用水量

由于絮凝剂的掺入，水下不分散混凝土粘性大大提高，要使水下不分散混凝土达到自流平、自密实，得到流动性好的水下不分散混凝土，其单位用水量比普通混凝土要大得多。一般坍落扩展度要达到45cm左右，水下不分散混凝土的单位用水量约为230kg/m3。试配时还可加入减水剂、引气剂等并辅以调整砂率、选择粗骨料的最大粒径等方法，尽可能降低单位用水量。

（5）单位水泥用量

单位水泥用量是根据单位用水量和水灰比确定的。水下不分散混凝土单位用水量大，因此单位水泥用量也大。一般水下不分散混凝土强度≥20MPa时，单位水泥用量≥400kg/m3。

（6）砂率

与水下不分散混凝土的流动性有一定关系，其砂率大小应使水下不分散混凝土有适宜的流动性，以单位用水量最小来确定。砂的细度模数越小，其砂率也应减少，一般控制在35％~45％为宜。

（7）粗骨料最大粒径

粗骨料的最大粒径与水下不分散混凝土抗分散有一定关系。粗骨料粒径过大，混凝土在水下浇筑容易分离，且容易使混凝土过渡区产生缺陷，影响水下不分散混凝土的质量。最大粒径的选择一定要和混凝土的质量、混凝土的经济性综合考虑，一般情况下最大粒径在40mm以下。同时要求不得超过构件最小尺寸的1/4及钢筋间距的3/4。

（8）絮凝剂和其他外加剂的掺量

絮凝剂赋予水下不分散混凝土一定的粘稠性，使水下不分散混凝土在水下浇筑时不分散、不离析。一般絮凝剂的掺量与混凝土的粘稠性大小有关，为此，絮凝剂的掺量可根据施工方法、施工条件等通过试验来确定，一般絮凝剂掺量占水泥重量的1％~2.5％。

对于其他外加剂需进行与使用目的相适应的试验，一般絮凝剂与各种减水剂、引气剂等相容性都比较好。

（9）含气量

对于水下不分散混凝土含气量与一般混凝土要求相同，但在处于潮差段的水下不分散混凝土要求含气量达到5％。

3．试配和校准

试配是水下不分散混凝土配合比设计中的一个重要阶段，混凝土试配量一般为15~30L，试配时，主要测定水下不分散混凝土的流动性、抗分散性、抗压强度等主要性能。试配与原配合比设计有不符合之处，应通过用水量、水灰比、絮凝剂及外加剂用量、混凝土级配等加以调整。当对施工的混凝土还有其他性能要求时，也要对其他项目进行试验。

4．搅拌

水下不分散混凝土的搅拌与普通混凝土大致相同。搅拌时将水泥、骨料与絮凝剂和其他外加剂同时加入进行搅拌约20~30s，然后加水搅拌，根据施工需要，若絮凝剂与流化剂同时使用，可根据运输时间、流化剂的流动性损失和施工条件等，可将流化剂采用后掺法，待运输后在现场附近掺入并进行搅拌30~40s。由于水下不分散混凝土粘性大，要想制备匀质混凝土，最好采用强制式搅拌机，搅拌时间一般是2~3min，并应通过试验加以确定。若施工现场不具备强制搅拌条件，也可采用正反转可倾式搅拌机进行搅拌，但搅拌时间需延长到3~6min。若在搅拌车中加入絮凝剂进行搅拌时，根据搅拌车的搅拌能力，最短需搅拌5min以上。当搅拌机内的水下不分散混凝土未全部排出时，不得投入下批材料进行搅拌，搅拌停止后，必须对搅拌机进行彻底清洗。

5．运输与浇筑

（1）运输

水下不分散混凝土工程量大，必须在混凝土搅拌站集中搅拌再运往现场时，一般陆上运输有搅拌车或车载吊罐、料斗等，水上运输用吊罐、料斗等装在驳船上运往现场。

若在现场搅拌，现场运输必须考虑工程条件、施工环境、混凝土量、混凝土工作性能及经济性等。一般现场运输方法有混凝土泵、吊罐或料斗、溜槽及手推车运输等。棍凝土泵适用于现场较长距离运输，运距（水平压送）可达200m，运输量一般为9~30m3/h，一般大中型水下工程比较适宜。吊罐或料斗运输对中小型水下工程比较适用，运输距离一般不超过50m，每次运输量为0.5~2.0m3/次。溜槽适用于混凝土流动性较好、水深不超过2m的水下直接浇筑工程，运输量一般为30m3/h左右。手推车适用水深不超过2m的小型水下工程，运输量为0.05~0.2m3/次，施工比较灵活，但由于水下不分散混凝土粘性大，卸车较困难，在混凝土运输结束时，应清选运输设备。

（2）浇筑

水下不分散混凝土的浇筑主要有导管法、泵送法、容器（吊罐、料斗）开底法、溜槽法、袋装法、模袋法、自流灌浆法等。

水下不分散混凝土导管法施工与普通混凝土导管法施工要求基本相同。由于水下不分散混凝土的自流平性和抗分散性，很少出现水下流动带来的混凝土质量下降，其流动直径可达4~6m，所以在导管配置时，应考虑到水下不分散混凝土的特性。浇筑时除要求能连续将混凝土供给料斗外，并应尽可能将料斗的容积加大，以保证混凝土连续浇筑。在保证混凝土能连续浇筑的条件下，也可将尽管下端从混凝土中拔出0.5m以内，使混凝土在水中自由下落，也能保证混凝土的质量。导管法施工一般水流速度要求小于3m/s。

泵送法施工与普通混凝土基本相同。但由于泵送水下不分散混凝土的管内压力损失一般为普通混凝土的2~3倍，有时会达到4倍，因此，在泵送较长距离时，必须扩大管径，降低输送速度，减少弯头，加大输送泵压等。水下不分散混凝土泵送施工时，其水流速度要求小于3m/s。

容器开底法。装有水下不分散混凝土的开底容器如料罐或料斗放入水下浇筑处后，浇筑时容器底必须易于开启，在不妨碍施工的情况下，宜尽量采用大容量的容器，底的形状以水下不分散混凝土能顺利流出为佳。由于容器用吊车运输，可在垂直、水平部位灵活浇筑，施工技术相对导管法和泵送法要求较低，操作比较简便。

溜槽法。一些小型工程可将水下不分散混凝土沿溜槽直接滑入浇筑的水下构筑物中，其溜槽长度一般为5~30m。溜槽法要求水下不分散混凝土易于流动，溜槽与水平夹角一般应不小于60°。

无论哪种浇筑方法，在浇筑前应充分考虑运输与浇筑机具的配套与衔接，应对其机具进行认真检查，以防止出现故障。

6．模板与养护

（1）模板

水下不分散混凝土的模板由于有垂直荷载、水平荷载作用及侧压力较大，所以模板必须能准确无误地确保所施工的构筑物的位置、形状和尺寸。模板组装要求严密，大型模板应尽量在水上安装，模板组装和拆卸作业应力求操作简单、易行，注意安全

（2）养护

水下不分散混凝土浇筑到水下后，在养护中不必对干燥、冻融等加以考虑。虽然水下不分散混凝土有较大的粘性，对动水和波浪抵抗力较强，但还应采取相应的养护措施，在混凝土表面最好有所遮盖，以避免动水、波浪的冲刷和掏空。混凝土浇筑后，要养护到混凝土达到必要的拆模强度，才能拆除模板。