2024水工混凝土摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程

制定說明本規(guī)程制定過程中，編制組進(jìn)行了深入的調(diào)查研究，總結(jié)了我國水工摻合料在水工混凝土工程中應(yīng)用的實踐經(jīng)驗，同時參考了國外先進(jìn)技術(shù)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，通過對水工摻合料混凝土拌合物性能、力學(xué)性能和耐久性能的試驗研究，取得了水工混凝土工程用水工摻合料的重要技術(shù)參數(shù)。水工摻合料針對粉煤灰、礦渣微粉等摻合料的性能特點，采用復(fù)配、激發(fā)等技術(shù)手段，通過工業(yè)固廢之間宏觀空隙的物理填充、粉料膠結(jié)和微觀孔隙的水化產(chǎn)物致密，以獲得良好的工作性能、力學(xué)性能和耐久性能。水工摻合料可替代水泥，已在國內(nèi)的水工混凝土工程中較為廣泛應(yīng)用，取得良好效果。由于水工摻合料能改善新拌混凝土的流動性和硬化混凝土的耐久性，同時再生利用工業(yè)固廢，對提高水工混凝土性能、低碳減排具有重要意義。為便于廣大技術(shù)和管理人員在使用本規(guī)程時能正確理解和執(zhí)行條款規(guī)定，《水工摻合料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》編制組按章、節(jié)、條順序編制了本規(guī)程的條文說明，對條款規(guī)定的目的、依據(jù)以及執(zhí)行中需注意的有關(guān)事項進(jìn)行了說明。本條文說明不具備與標(biāo)準(zhǔn)正文及附錄同等的法律效力，僅供使用者作為理解和把握標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參考。目次TOC\o"1-2"\h\z\uTOC\o"1-2"\h\z\u1總則 （30）2術(shù)語 （31）3基本規(guī)定 （32）4材料及性能 （33）4.2水工摻合料 （33）4.3水工摻合料交貨、驗收與儲存 （34）5水工摻合料混凝土配合比設(shè)計 （35）5.1原材料要求 （35）5.2配合比設(shè)計原則 （36）5.4水工摻合料混凝土性能 （37）6水工摻合料混凝土施工 （40）6.2水工摻合料混凝土的拌制與運輸 （40）6.3水工摻合料混凝土的澆筑與成型 （40）6.4水工摻合料混凝土的養(yǎng)護(hù) （40）7質(zhì)量檢驗 （42）7.2混凝土拌合物性能檢驗 （42）7.3硬化混凝土性能檢驗 （42）1總則1.0.1編制本規(guī)程的目的在于規(guī)范水工摻合料在水工混凝土工程中的應(yīng)用技術(shù)，引導(dǎo)其技術(shù)發(fā)展，達(dá)到改善水工混凝土的性能、提高水工混凝土工程質(zhì)量、延長水工混凝土建（構(gòu)）筑物結(jié)構(gòu)的使用壽命，并有利于工程建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。目前，上海等諸多地區(qū)采用粉煤灰、粒化高爐礦渣粉等復(fù)合應(yīng)用已很普遍，為了科學(xué)、合理地在水工混凝土中應(yīng)用水工摻合料，參照國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行大量的調(diào)研、驗證試驗以及水工混凝土工程應(yīng)用實踐，制定的本規(guī)程。1.0.2水工摻合料適宜于配制高性能的水工混凝土；水工摻合料也可用于一般建設(shè)工程的鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土和素混凝上。故本規(guī)程適用于水工混凝土、普通混凝土及其制品。1.0.3本規(guī)程僅對摻用水工混凝土摻合料的水工混凝土的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)條件作出規(guī)定，對本規(guī)程未涉及的技術(shù)內(nèi)容，均按照有關(guān)國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。2術(shù)語2.0.1本規(guī)程的術(shù)語除“水工混凝土”、“水工混凝土摻合料”、“水工摻合料混凝土”為行業(yè)通用術(shù)語外，其余均參照我國現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)而制定。用于水運、水電、水利等工程的水工混凝土，其密度約為2400kg/m3。3基本規(guī)定3.0.1根據(jù)淡水、海洋咸水以及江海結(jié)合部的水文性質(zhì)的不同及相應(yīng)的用途不同，將水工摻合料分成海水工程用和淡水工程用水工摻合料兩大類。同時根據(jù)混凝土所處海洋環(huán)境的不同、對混凝土耐久性要求的不同，又將海水工程用水工摻合料分為I型和Ⅱ型兩種。海洋環(huán)境是最為惡劣的腐蝕環(huán)境之一，而鋼筋腐蝕是影響混凝土耐久性的根本原因?；诟鞣N礦物摻合料的交互疊加效應(yīng)，通過各種礦物摻合料的合理匹配，以特殊工藝形成的海水工程用混凝土摻合料可以提高混凝土材料的致密度，形成低滲透、高密實、低缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)，從根本上改善混凝土建（構(gòu)）筑物在海洋環(huán)境中的防腐能力，以滿足工程結(jié)構(gòu)混凝土長期使用壽命的設(shè)計要求。I型海工摻合料適用于預(yù)應(yīng)力混凝土、C60至C80強(qiáng)度等級海水環(huán)境用混凝土配制，Ⅱ型海工摻合料適用于C60以下等級海水環(huán)境用混凝土配制。4材料及性能4.2水工摻合料4.2.1水工摻合料的活性在物理意義上講主要是由其比表面積決定，比表面積也是不同規(guī)格水工摻合料的主要生產(chǎn)控制指標(biāo)，本規(guī)程根據(jù)水工摻合料的分類和實際生產(chǎn)應(yīng)用情況，規(guī)定了三種不同分類和規(guī)格的水工摻合料的比表面積控制范圍?；钚灾笖?shù)和流動度比是水工摻合料重要的品質(zhì)指標(biāo)?；钚灾笖?shù)反映了水工摻合料對硬化混凝土力學(xué)性能的影響；流動度比則反映了水工摻合料對新拌混凝土和易性和工作性的影響。表1為I型、Ⅱ型海工摻合料的活性指數(shù)測定結(jié)果表1海工摻合料的活性指數(shù)摻合料抗壓強(qiáng)度（MPa）活性指數(shù)（%）1d3d7d28d1d3d7d28d基準(zhǔn)水泥11.324.134.649.5I型-15.117.832.558.1457494117I型-57.5457694116I型-34.917.832.155.8437493113I型-45.218.532.558.5467794118I型-55.117.932.257.3457493116I型-57.9467694117標(biāo)準(zhǔn)偏差S0.1100.2800.1640.9431.0951.3290.5161.722基準(zhǔn)水泥11.524.335.148.0II型-14.817.528.553.9427282112II型-24.717.228.552.4417181109II型-34.717.027.652.4417079109II型-44.817.428.553.6427281112II型-54.617.227.351.9407178108II型-64.717.227.552.3417178109標(biāo)準(zhǔn)偏差S0.0750.1760.5740.8020.7530.7531.7221.722從表1可知，I、Ⅱ型海工摻合料各齡期活性指數(shù)波動范圍較小，其標(biāo)準(zhǔn)偏差均在允許范圍內(nèi)。氯離子過高會導(dǎo)致混凝土中鋼筋銹蝕，特別是水工混凝土所處的淡水或海洋環(huán)境本身對鋼筋就有銹蝕作用，所以在本規(guī)程中嚴(yán)格控制水工摻合料中氯離子的含量。4.3水工摻合料交貨、驗收與儲存4.3.1水工摻合料的編號是根據(jù)水工摻合料的實際生產(chǎn)情況并參考我國水泥標(biāo)準(zhǔn)而制定的。4.3.2水工摻合料的產(chǎn)品合格證是根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的實際生產(chǎn)情況制定的。4.3.3活性指數(shù)和流動度比是表明水工摻合料對混凝土性能影響度的重要指標(biāo)。故本規(guī)程規(guī)定用戶應(yīng)復(fù)驗這二項指標(biāo)。若其中任何一項不符合要求，則由有資質(zhì)的第三方檢驗機(jī)構(gòu)進(jìn)行全性能檢驗。4.3.6試驗表明，水工摻合料的活性指數(shù)隨儲存時間推移而降低，本規(guī)程規(guī)定存儲期超過三個月應(yīng)重新檢驗活性指數(shù)和動度比兩項指標(biāo)。5水工摻合料混凝土配合比設(shè)計5.1原材料要求5.1.1水工摻合料的活性發(fā)揮依賴于水泥水化后提供的堿性環(huán)境，因此本規(guī)程規(guī)定水泥應(yīng)選用42.5或42.5以上強(qiáng)度等級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，其水泥中的混合材摻量較低。5.1.3細(xì)骨料是混凝土的重要組成部分，細(xì)骨料的各項指標(biāo)會影響其與水工摻合料的結(jié)合以及水工混凝土拌合物的流動性、硬化混凝土的力學(xué)性能和耐久性能。細(xì)骨料中含有云母、輕物質(zhì)、有機(jī)物等顆粒，使混凝土的需水量增加，混凝土的流動性降低；可溶性硫酸鹽、硫化物、離子、鹽類會對混凝土本體造成破壞，硫酸鹽遇水結(jié)晶膨脹，硫化物在有水和氧氣的情況下氧化為硫酸鹽，氯離子會加速鋼筋腐蝕。具有堿活性的骨料顆?？赡軙?dǎo)致混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)，會使混凝土本體結(jié)構(gòu)造成破環(huán)，嚴(yán)重影響混凝土的服役壽命及結(jié)構(gòu)安全。5.1.4粗骨料在混凝土中占據(jù)的體積最大，在混凝土中基本不發(fā)生變化，最大程度上保證了混凝土的體積穩(wěn)定性?；炷恋牧鲃佣仁强款w粒從小到大逐級推動的，所以骨料應(yīng)該是有不同粒徑的顆粒組成，小顆粒的骨料填充了大顆粒骨料之間的空隙，使骨料之間的孔隙率減少，增加了混凝土的體積穩(wěn)定性。粗骨料在生產(chǎn)過程中，碎石破碎產(chǎn)生的石粉或母巖央層中含有的泥土等細(xì)顆?？墒够炷林苽渲行杷吭黾樱@些細(xì)顆粒含量過高會導(dǎo)致混凝土變粘稠，工作性降低，針狀、片狀等不規(guī)則顆粒吸附減水劑的能力較大，可能對混凝土的工作性能影響較大。氯離子會加速鋼筋腐蝕，粗骨料中氯離子超標(biāo)并不常見，但應(yīng)注意富含鹽類礦物的地區(qū)生產(chǎn)的粗骨料；硫酸鹽在混凝土中有可能造成結(jié)晶膨脹破壞，也可能生成大量的鈣釩石而膨脹導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)破壞。具有堿活性的骨料顆?？赡軙?dǎo)致混凝土發(fā)生堿骨料反應(yīng)，會使混凝土本體結(jié)構(gòu)造成破環(huán)，嚴(yán)重影響混凝土的服役壽命及結(jié)構(gòu)安全。5.1.5混凝土外加劑已成為高流動性、高體積穩(wěn)定性、高耐久性混凝土配置中不可缺少的重要組分。外加劑是在攪拌混凝土過程中摻入，能改善混凝土的化學(xué)性能流動性，可以減少水的用量，提高混凝土的強(qiáng)度、耐久性等。5.1.6水工摻合料混凝土拌和用水不得影響水泥正常凝結(jié)、硬化以及促使鋼筋銹蝕，并應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2拌和用水質(zhì)量指標(biāo)項目鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土素混凝土pH值＞5.0＞4.5不溶物（m/L）＜2000＜5000可溶物（mg/L）＜2000＜5000氯化物（以Cl-計，mg/L）＜200＜2000硫酸鹽（以SO42-計，mg/L）＜600＜22005.2配合比設(shè)計原則5.2.1水工摻合料混凝土的配合比設(shè)計受原材料的影響較大，目前尚無成熟的統(tǒng)一計算方法。所以水工摻合料混凝土的配合比主要根據(jù)設(shè)計要求、施工工藝和環(huán)境溫度條件等，通過試配確定。在確保其施工要求和結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，針對結(jié)構(gòu)所在外部環(huán)境中各種因素作用，提高混凝土的耐久性能，使結(jié)構(gòu)在耐久性和耐腐蝕性方面符合設(shè)計使用要求年限。經(jīng)確認(rèn)合格后才能投人生產(chǎn)應(yīng)用。5.2.2在一定范圍內(nèi)，混凝土強(qiáng)度與膠凝材料用量呈正相關(guān)，但是膠凝材料用量過高將會導(dǎo)致收縮過大，耐久性劣化等問題。因此水工混凝土中，膠凝材料用量應(yīng)小于500kg/m3。5.2.3水工摻合料的超量系數(shù)K是表征其替代水泥能力的參數(shù)，由于水工摻合料與不同種類、強(qiáng)度等級的水泥配合時，其超量系數(shù)有一定的差異，因此用戶有條件時，應(yīng)盡量通過試驗來確定水工摻合料的超量系數(shù)K。5.2.4水膠比是指混凝土拌合物中用水量與膠凝材料總量的質(zhì)量比，是混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的關(guān)鍵參數(shù)，將水工混凝土的水膠比控制在0.24~0.38范圍內(nèi)，并保持一定的流動度，就要求外加劑達(dá)到相應(yīng)的減水率。水工摻合料中的膠凝材料主要為水泥和粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、助磨劑、礦物激發(fā)劑等礦物摻合料。5.2.5水工混凝土是一種致密程度較高的混凝土材料，因而配制時需保證一定量的活性礦物摻合料的用量。但是摻合料摻量過高時，易引起早期強(qiáng)度過低、自收縮增大、開裂概率增大等副作用，因而也應(yīng)控制最大摻量。普通硅酸鹽水泥中已摻人一定量的混合材，因此摻合料的總摻量應(yīng)適當(dāng)降低，應(yīng)當(dāng)控制在膠凝材料總量的70%以下。5.4水工摻合料混凝土性能5.4.1~5.4.7新拌水工混凝土的流動度隨時間、溫度的變化而變化，而且不同外加劑、水泥的影響規(guī)律也有所差異。因此，應(yīng)控制混凝土的出機(jī)口溫度及運輸、澆筑過程中的溫度回升?；炷猎试S澆筑溫度應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，混凝土澆筑溫度不宜大于28℃。當(dāng)環(huán)境溫度較高或攪拌至澆筑的間隔時間較長時，應(yīng)試驗測定混凝土的坍落度經(jīng)時損失，指定相應(yīng)的工藝措施和技術(shù)措施。海工摻合料混凝土的常用配合比及性能見表3、表4和表5。表3海工摻合料混凝土（C45）配合比摻合料混凝土每m3混凝土材料用量（kg/m3）水水泥摻合料砂石外加劑I型海工預(yù)制140（0.30）188（40%）282（60%）65911211.0%膠凝材料II型海工預(yù)制135（0.29）188（40%）282（60%）66311291.0%膠凝材料I型海工現(xiàn)澆150（0.32）188（40%）282（60%）65911211.0%膠凝材料II型海工現(xiàn)澆146（0.31）188（40%）282（60%）66011241.0%膠凝材料II級粉煤灰C45普通1704106066910911.0%膠凝材料表4海工摻合料混凝土（C45）性能測試數(shù)據(jù)摻合料混凝土坍落度（mm）抗壓強(qiáng)度（MPa）抗氯離子滲透7d28dNEL法（×10-12㎡/s）電量法（C）I型海工預(yù)制70635II型海工預(yù)制8033.354.61.3690I型海工現(xiàn)澆15033.557.91.2710II型海工現(xiàn)澆16031.055.71.5770粉煤灰普通16033.956.45.21650從表3和表4的數(shù)據(jù)可得出摻用海工摻合料的混凝土的抗氯離子滲透性能優(yōu)于普通混凝土，在海洋環(huán)境中可滿足要求。表5淡水工程摻合料混凝土耐久性能測試數(shù)據(jù)摻合料抗?jié)B性能抗氯離子滲透抗蝕系數(shù)（硫酸鹽）膨脹率（堿骨料）（%）Cl-滲透系數(shù)（×10-12㎡/s）滲透壓力（MPa）滲水高度（mm）裂紋出現(xiàn)時間當(dāng)量長度（mm）普通混凝土3.022.03h20min224.60.760.175.35礦渣粉混凝土3.08.54h11min175.01.230.061.68淡水工程摻合料混凝土3.06.34h55min154.41.340.021.22摻用淡水工程摻合料的混凝土配制高性能混凝土，主要用于江、河、湖等淡水工程的混凝土建（構(gòu)）筑物。由表5的數(shù)據(jù)可知，混凝土中摻加淡水工程混凝土摻合料，可改善混凝土拌合物的和易性和保水性，混凝土的可泵性得到改善，利于現(xiàn)場施工；同時可降低混凝土配制過程中的用水量，形成低滲透、高密實、低缺陷的混凝土結(jié)構(gòu)，從根本上提高混凝土抗沖刷性能、抗裂性能和耐久性能。6水工摻合料混凝土施工6.2水工摻合料混凝土的拌制與運輸6.2.1水工混凝土的攪拌順序與普通混凝土相同，并無特殊要求。但為了確保攪拌均勻，應(yīng)適當(dāng)延長10s~30s攪拌時間。6.2.2水工摻合料混凝土的計量同普通混凝土一樣，要求采用重量法，累計計量膠凝材料總稱量誤差不得超過士1%，以保證混凝土配合比的精度。6.2.3使用混凝土攪拌運輸車，在運輸過程中攪拌筒保持低速攪拌，防止混凝土出現(xiàn)分層、離析或早凝的現(xiàn)象，保證到工地卸料時混凝土拌合物均勻。6.3水工摻合料混凝土的澆筑與成型6.3.4新拌水工摻合料混凝土的屈服應(yīng)力較小，容易振搗。施工中應(yīng)避免過振或漏振，也要避免過振導(dǎo)致分層。由于水工摻合料有一定