大华桥水电站免装修混凝土配合比设计及材料的选用

孙鹏飞 徐晓海 王晓阳 张恩通

摘要：本文结合大华桥水电站免装修的设计及相关规范技术要求，通过对原材料的选用、配合比设计试验、模板和脱模剂的选用，为现场施工质量满足设计对免装修混凝土外观要求优选材料与参数，为打造工程亮点提供了技术保证。

关键词：大华桥电站；免装修；配合比设计；材料的选用

一、概况

大华桥水电站免装修混凝土主要适用于地下厂房系统土建工程主机间水轮机层以上的板、梁、柱、机墩，主变室、开关站框架结构混凝土等部位。为提高混凝土外观质量，打造亮点工程，以不同粉煤灰掺量进行混凝土配合比设计、试验和分析以及调整，得出适合本工程对免装修混凝土要求的配合比，使得免装修混凝土浇筑顺利完成，并且得到了水电工程质量监督总站专家的好评，并被建管局授予“样板工程”称号，且其工艺改进课题成果荣获中国电力建设企业协会“2017年度电力建设优秀质量管理QC成果一等奖”，“工程建设优秀质量管理小组三等奖”，为企业赢得了多项荣誉。

二、免装修混凝土技术要求

免装修混凝土设计强度等级C25W6F50，90min的坍落度经时损失值宜小于30mm；外观设计要求颜色基本一致，无明显色差，气泡最大直径不大于8mm，深度不大于2mm，每平米气泡面积不大于20cm2，整体式单面设计，以明缝分格，以蝉缝作分块，采用统一的饰面性免装修混凝土进行装饰，以达到免装修的效果。

三、配合比设计

（一）原材料的选用

1.水泥：采用各项指标均较为稳定的永平无量山水泥有限公司生产的P·O42.5水泥；水泥性能检测，比表面积341、初凝146min、终凝219min、28d抗折强度8.7MPa、28d抗压强度52.1MPa，满足GB 175-2007规范要求；

2.粉煤灰：由于统供材料粉煤灰有五个厂家，经现场普通混凝土实际浇筑验证，不同厂家生产的粉煤灰配料浇筑完成的颜色也不相同，为保证免装修混凝土浇筑完成表面色泽一致和粉煤灰厂家进场材料频次最终确定，选用性能指标较为稳定的贵州黔桂发电有限责任公司生产的F类Ⅱ级灰；粉煤灰性能检测，细度13.3%、需水量比101%、烧失量5.71%、含水率0.2%，满足DL/T 5055-2007规范Ⅱ级灰要求。

3.减水剂、引气剂：采用昆明生威外加剂有限公司生产的SW高性能聚羧酸缓凝型减水剂和SW引气剂，以减小混凝土中的用水量，延长混凝土塌落度损失时间，以降低混凝土表面的气泡和提升混凝土的耐久性；减水剂检测結果，掺量1.0%、减水率31.9%、泌水率比18%、含气量2.1%、初凝时间差+185min、7d抗压强度比190%、28d抗压强度比168%；引气剂性能检测，掺量0.015%、减水率7.6%、泌水率比33%、含气量4.6%、初凝时间差+60min、终凝时间差+54min、3d抗压强度比97%、7d抗压强度比95%、28d抗压强度比92%。满足DL/T5100-2014规范要求。

4.骨料：选用连续级配、色泽均匀的大格拉砂石生产系统的粗骨料及中砂。细骨料检测，表观密度2700Kg/m3、表面含水率4.8%、细度模数2.79、石粉含量24.7%、饱和面干吸水率1.9%；小石（5-20mm）检测，表观密度2710 Kg/m3、超径3%、逊径8%、中径48%、饱和面干吸水率0.42%、≤0.08mm石粉含量0.5%、压碎指标4%、针片状4%，中石（20-40mm）检测，表观密度2710 Kg/m3、超径2%、逊径9%、中径42%、饱和面干吸水率0.25%、≤0.08mm石粉含量0.6%、针片状3%。满足DL/T 5151-2014、DL/T5144-2015及设计要求。

（二）免装修混凝土设计指标

免装修混凝土的配合比设计试验，根据《水工混凝土配合比设计规程》（DL/T5330-2005）及《免装修混凝土应用技术规程》JGJ169-2009，采用如下指标：

（三）配合比试验

配合比试验根据工程设计要求、现场浇筑方式的了解和配合比设计原则结合进行配合比室内试验。对于断面小或薄壁混凝土为了减小粉煤灰对色差的影响，如：板、梁、柱等；以及大体积混凝土温控防裂和抑制碱骨料反应，我们设计计算了20%和15%粉煤灰掺量以及不掺用粉煤灰，计算采用质量法进行，砂石骨料采用饱和面干状态为基准。混凝土配合比试拌参数如下（表1）

经过试验的结果，粉煤灰掺量20%拌制的混凝土质量与外观，与粉煤灰掺量15%相比，均满足免装修混凝土外观设计要求，为了避免免装修混凝土出现色差，尽量降低粉煤灰用量，所以掺用粉煤灰混凝土配合比的粉煤灰掺量确定为15%。由此得出强度与胶水比的回归方程，再由回归方程计算确定水胶比，计算结果如下：

四、模板及脱模剂的选用

（一）模板

模板在选材过程中，挑选了两种相同尺寸（1220mm×2440mm）的备选模板。一种厚度为15mm的覆膜胶合板，采购价约55元/m2；一种厚度为18mm的维萨建筑模板，采购价约196元/m2。经浇筑现场情况来看，无论覆膜胶合板，还是维萨模板，对面装修混凝土外观质量的作用，无明显差异。由于浇筑现场的特殊性，模板并不能做到周转使用，如图1。所以大华桥水电站地下厂房免装修混凝土选用覆膜胶合板。

（二）脱模剂

选用模板漆（专业“清水混凝土”脱模剂），是能够拆模出来的混凝土呈仿大理石状，平整光滑，手感细腻，有光泽，且对混凝土表面无污染的漆类物质。刷在模板上，20-30min表干，表面平整坚硬，也能够较好的避免了灰尘的污染，用量一般为25m2/Kg。相对于色拉油、混合油等脱模剂对免装修混凝土观感质量有明显的优势。

五、生产性校核试验及配合比调整

为了最终验证免装修混凝土配合比在拌和楼的适用性，同时也为了检验免装修混凝土浇筑施工后的外观质量，在监理工程师的见证下做了配合比的现场拌和楼生产性验证试验。现场拌和楼的各种原材料均与室内材料基本一致。现场生产性试验混凝土和易性良好，取样坍落度为178mm，90min的坍落度经时损失值为25mm小于30mm，满足现场浇筑要求；但是混凝土外观光泽度稍差，影响混凝土外观质量。根据以往其他工地浇筑经验，混凝土胶凝材料用量不宜过低，故在满足设计等级要求的水胶比基础上，降 匀，满足混凝土设计要求。最终确定免装修混凝土配合比的参数，如下：

使用调整后混凝土配合比，现场混凝土浇筑外观质量如图2、图3：

六、结束语

经过对原材料的选用、配合比设计、以及生产性试验、配合比的调整、模板和脱模剂的选用，达到免装修混凝土外观质量的设计要求，确保了混凝土的浇筑顺利完成，打造了大华桥水电站地下厂房混凝土工程质量亮点。