摘要：水利水电工程混凝土结构多为大体积混凝土，例如混凝土重力坝。水工大体积混凝土运用堆石混凝土技术，可有效的降低施工成本，并减少混凝土水化热，避免有害裂缝的产生。
关键词：高自密实混凝土堆石混凝土块石
高自密实混凝土是一种高流动性具有适当粘度的混凝土，它不离析，能够流过钢筋填满模板内的任何空隙在重力作用下自行密实。具有低碳环保、低水化热、工艺简便、造价低廉、施工速度快等特点。大体积混凝土由于混凝土的施工和本身变形、约束等诸多因素，从而产生有害裂缝。由于这些裂缝的存在，不仅会威胁结构的功能性，严重时关乎结构安全。堆石混凝土是在大体积混凝土的仓号内提前放入干净的、强度满足要求的块石，而后用高自密实混凝土浇筑填缝，在重力作用下，利用高自密实混凝土的流动性填满所有空隙。
1、高自密实堆石混凝土与埋石混凝土的区别
堆石混凝土和埋石混凝土是在结构内部本应采用混凝土浇筑的，用一定数量的块石替换混凝土，从而减少混凝土的浇筑用量。由于施工工艺的原因，埋石混凝土的埋石率不会超过28%，其施工概念是在混凝土入仓后，再把块石投放到混凝土内。堆石混凝土，是先把块石堆放好，再浇筑高自密实混凝土，让混凝土填充满块石之间的空隙。堆石混凝土中块石比例可达到55%，与埋石混凝土相比更加减少了水泥的用量。
2、堆石混凝土原材料
2.1 堆石料
2.1.1 用于开采堆石料的岩体基本质量等级不应低于Ⅲ级标准，软化系数不低于0.75。堆石料的堆石粒径不小于300mm，不宜超过1.0m，且不应使用片状岩石。
2.1.2堆石料表层不应有泥层附着，其含泥情况宜采用标准含泥（粉）量值来评价，测量结果应小于0.4%。
2.2 骨料
2.2.1 用于高自密实性能混凝土的粗、细骨料中，天然砂含泥量小于3%；人工砂石粉含量小于18%，石粉含量稳定性指标控制在±2%。
3. 高自密实性能混凝土
3.1 配合比设计要求
3.1.1 高自密实性能混凝土配合比的单方用水量和水泥用量应满足表3.1.1中的相关规定。
3.1.2 高自密实性能混凝土理论配合比工作性能，坍落度为260mm-280mm；坍落扩展度为650mm-750mm；V漏斗通过时间16s;自密实性能稳定性≥1小时。
表3.1.1高自密实性能混凝土用水量与水泥用量控制标准
3.2 配合比生产控制
3.2.1高自密实性能混凝土生产前应以理论配合比为基础，根据实际使用砂石骨料的含粉率、超逊径率计算实际配合比，并在实际配合比的基础上根据砂石骨料的含水率计算生产配合比，并使用生产配合比进行高自密实性能混凝土的生产，三种配合比基本定义如下：
1 理论配合比：严格按照粉体、细骨料、粗骨料的定义确定的配合比，配合比由粉体（水泥、掺合料、骨料粉体）、细骨料、粗骨料、水、外加剂确定，配合比中粉体为干燥状态、粗细骨料均为饱和面干状态。
2 实际配合比：进行配合比试验时，根据所使用的砂石骨料中的实际含粉量、超逊径比例，依照理论配合比折算的实际配合比，配合比由水泥、活性掺合料、砂、石子、水和外加剂确定，配合比中活性掺合料为干燥状态，砂石为饱和面干状态；一般分为实验室配合比试验阶段的实际配合比和工程现场的实际配合比。
3 生产配合比：考虑砂石骨料的含水率，依据现场实际配合比折算出的生产配合比，配合比由水泥、活性掺合料、砂、石子、水和外加剂确定，配合比中活性掺合料为干燥状态，砂石为实际含水状态。
3.2.2 理论配合比与实际配合比的换算原则如下：
1 砂、石骨料中的石粉（0.075mm以下颗粒）可等体积替换掺合料，将砂、石骨料中的石粉全部取代活性掺合料后，如果发生了混凝土粘聚性差、离析、泌水等问题，可适当降低取代的比例；
2 砂中的超径部分（4.75mm以上颗粒）应等体积替换石子；
3 石子中非粉体的逊径部分（0.075mm以上、4.75mm以下的颗粒）应作为石子使用，不可用做砂来取代实际用砂；
4 换算过程中，水泥、用水量应严格控制不变，外加剂用量可根据实际情况以扩展度和V形漏斗通过时间作为控制标准进行调整。
3.2.3 高自密实性能混凝土的工作性能受浇注方式影响，出机性能与入仓性能可能存在差异，应以入仓性能作为控制标准，并通过实际生产的统计获得出机性能与入仓性能的关系，进而确定出机性能的控制标准用以辅助生产。
4. 堆石混凝土施工
4.1 施工缝面的处理
4.1.1 施工缝面上的混凝土乳皮、表层裂缝、由于泌水造成的低强混凝土（砂浆）以及嵌入表面的松动堆石必须予以清除，并进行凿毛处理，以无乳皮，成毛面，微露粗砂或石子为凿毛标准，同时凿毛产生的杂物应及时清除，且整个施工缝面全部完成清理后才准许下一道工序。
4.1.2 施工缝必须保证清洁，对已经凿毛的仓面应做好防雨措施，严禁雨水冲刷凿毛后的仓面。
4.2 堆石料施工
4.2.1 堆石料场应采取钢筛、块石垫层等必要的措施保证堆石料粒径严格满足本细则2.1.3的粒径要求，不得使用外观风化和表层含泥的堆石料。
4.2.2对于堆石料表面附着的泥土，必须清洗干净，可在料场或运输道路中进行清洗，仓内禁止冲洗。
4.2.3 应在入仓道前设置冲洗台，对将要入仓的自卸车车轮或其他机械设备进行冲洗，泥土、泥水、水禁止带入仓面。
4.2.4 优先使用自卸汽车在仓面内直接卸料堆石，使堆石料能够一次堆积到位，必要时可使用挖掘机辅助平仓。
4.2.5每层堆石厚度可按1.5m～3.0m控制，对于粒径超过800mm的大块石，宜放置在仓面中部，以免影响堆石混凝土表层质量；粒径较小的堆石料应均匀分布，宜置于大坝的下游侧和堆石体的中上部，对于表面集中堆放的小于20cm的堆石碎块应予以清除。
4.3 高自密实性能混凝土施工
4.3.1 高自密实性能混凝土的生产
1 高自密实性能混凝土的生产配合比应按照理论配合比计算得到，并严格按照生产配合比实施生产；
2 生产过程中应测定骨料的含水率，每一个工作班应不少于2次。当含水率有显著变化时，应增加测定次数，并依据检测结果及时调整用水量及骨料用量。
4.3.2高自密实性能混凝土的浇筑
1 高自密实性能混凝土可采用泵送（直接泵送距离不宜超过200m）、挖掘机挖斗、溜槽及吊罐等方式浇筑。
2 采用吊罐或挖掘机入仓，装入吊罐（或挖斗）后必须在20分钟内完成浇筑；每罐（每斗）浇筑的间隔时间不得超过30分钟。
3 采用泵送（或溜槽）时应保证浇筑的连续性，不得中断。如不可避免的出现中断，当中断间隔时间超过30分钟时，应从泵管出口取样，对混凝土进行检测，扩展度如在600mm以下则不得浇筑入仓，并应对泵管进行清洗。
4 由于特殊原因浇筑中断2小时以上，宜先在仓面浇筑1-2m3同配合比的自密实砂浆。
5在浇筑过程中浇注点应均匀布置于整个仓面，其间距不得超过5m；必须在浇注点的高自密实性能混凝土填满后方可移至下一浇筑点浇筑。
论文作者:刘硕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/5
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