《大流態高保塑混凝土施工工法》是中建三局建設工程股份公司商品混凝土公司完成的建築類施工工法，完成人是王軍、胡國付、高育欣、姜龍華、彭友元。該工法適用於採用矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥和複合矽酸鹽水泥生產C20～C50強度等級的素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、高性能混凝土結構施工；對混凝土保塑性能要求特別高的工業與民用建築工程混凝土施工；鋼管混凝土、大壩混凝土等特殊混凝土施工；日最低氣溫-5℃以上的大流態混凝土施工。
《大流態高保塑混凝土施工工法》主要的工法特點是運用自行研製的減水保塑劑；工藝技術便利，生產施工過程易於控制。
2008年1月31日，《大流態高保塑混凝土施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2005-2006年度國家一級工法。
基本介紹
- 中文名：大流態高保塑混凝土施工工法
- 工法編號： YJGF037-2006
- 完成單位：中建三局建設工程股份公司商品混凝土公司
- 主要完成人：王軍、胡國付、高育欣、姜龍華、彭友元
- 套用實例：漢正街品牌服飾批發市場
- 主要榮譽：國家一級工法（2005-2006年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全及環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
截至2005年，隨著中國國民經濟的迅速發展，建築物的結構形式、強度、高度等屢創新高，在混凝土的生產、運輸和施工過程中對混凝土的強度、坍落度、保塑性等提出了更高的要求，也為混凝土行業的發展帶來很大的機遇與挑戰。在通常的大流態混凝土施工工藝中，一般可保持混凝土坍落度90分鐘不損失，而流動性能的另一關鍵指標擴展度不能得到很好的保持，施工過程中某一環節出現差錯就無法滿足大流態混凝土施工工藝要求，混凝土施工質量無法保證。《大流態高保塑混凝土施工工法》通過對混凝土原材料、外加劑及生產施工工藝的研究，不僅能較好地解決混凝土強度與高流態的矛盾，節約能源與勞動力，同時為混凝土的自密實、可泵性、頂升和噴射性能等提供了可靠技術支持，可有效提高企業的市場競爭力。
工法特點
一、《大流態高保塑混凝土施工工法》在混凝土中運用自行研製的減水保塑劑，通過減水保塑劑生產、減水保塑劑產品質量控制、高保塑大流態混凝土配合比設計、高保塑大流態混凝土生產施工質量控制，形成大流態高保塑混凝土施工工藝。
該施工工藝技術便利，生產施工過程易於控制，能夠有效提高混凝土施工過程質量控制水平，能加快混凝土施工速度、提高效率、節約資源和勞動力。
二、專有名詞
根據《大流態高保塑混凝土施工工法》的具體特點提出，其中大流態混凝土參照馮乃謙《流態混凝土》一書，其餘均自行定義。
1.大流態混凝土
坍落度達到200±20毫米，擴展度達到500～600毫米，和易性能良好的混凝土。
2.高保塑混凝土
坍落度、擴展度可保持2.5小時以上不損失的混凝土。
3.大流態高保塑混凝土
坍落度達到200±20毫米，擴展度達到500～600毫米，且2.5小時後流動性能還能滿足大流態要求的混凝土。
4.減水保塑劑
以礦物超細粉為載體，物理吸附高效減水劑製備而成，具有抑制流態混凝土坍落度損失作用的外加劑。
操作原理
適用範圍
《大流態高保塑混凝土施工工法》的適用範圍有：
1.適用於採用矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥和複合矽酸鹽水泥生產C20～C50強度等級的素混凝土、鋼筋混凝土、預應力混凝土、高性能混凝土結構施工。
2.對混凝土保塑性能要求特別高的工業與民用建築工程混凝土施工，特別是使用商品混凝土時，運距遠、施工時間長、現場對混凝土流動性能要求高的混凝土結構工程和特殊異形部位。
3.適用於鋼管混凝土、大壩混凝土等特殊混凝土施工。
4.宜用於日最低氣溫-5℃以上的大流態混凝土施工。
工藝原理
《大流態高保塑混凝土施工工法》套用《減水保塑劑研製開發與工程套用》科技成果，通過向混凝土添加自行研製的減水保塑劑，開發出大流態高保塑混凝土。其主要是利用一種礦物超細粉對減水劑的吸附與解吸作用，在混凝土體系中不斷釋放減水劑，維持混凝土液相中減水劑的濃度，也就是維持水泥粒子表面吸附減水劑的量，從而維持水泥粒子表面的Zeta電位，達到維持水泥分散的目的，從而保持混凝土的工作性能，有效地解決了普通混凝土施工工藝中存在的流動度小和工作性能損失問題，提高了混凝土施工性能和工作效率，為結構質量優良提供了可靠的保證。
施工工藝
- 工藝流程
《大流態高保塑混凝土施工工法》的關鍵技術是混凝土的保塑技術，因此減水保塑劑的製備、混凝土配合比設計是該工法的關鍵內容，而由於混凝土具有大流態，其施工操作也相應變得簡單起來。
大流態高保塑混凝土施工工法的主要工藝流程見圖1。
圖1 工藝流程圖
- 操作要點
《大流態高保塑混凝土施工工法》的操作要點如下：
一、減水保塑劑的製備
（一）減水保塑劑製備原理
通過某種礦物超細粉對減水劑的吸附與解吸作用，在混凝土體系中不斷釋放減水劑，維持混凝土液相中減水劑的濃度，也就是維持水泥粒子表面吸附減水劑的量，從而維持水泥粒子表面的Zeta電位，達到維持水泥分散的目的，從而保持混凝土的工作性能。
（二）原材料質量要求
1.礦物超細粉技術要求應滿足表1規定。
技術指標 | 數值 |
吸銨值 | ≥120毫摩爾/100克 |
勃氏比表面積 | ≥400平方米/千克 |
2.高效減水劑減水率≥18%，其他技術要求應滿足《混凝土用外加劑》GB 8076—1997的相關規定。
3.水劑減水劑的固含量≥45%，Na2SO4含量≤10%。
4.粉劑減水劑的Na2SO4：含量≤10%。
5.氯離子含量不大於減水劑中固體含量的0.5%。
6.水應滿足《混凝土用水標準》JGJ 63—2006規定。
（三）減水保塑劑製備
1.乾法製備
（1）混合
將礦物超細粉和粉狀減水劑以2:1比例投入強制式攪拌機，混合均勻；混合過程中持續不斷地均勻向混合物料噴灑霧狀水，直至物料呈半乾半濕的粉狀顆粒狀態。
（2）晾乾
將混合好的物料取出，於常溫通風環境中晾乾。
圖2 減水保塑劑乾法生產流程圖
2.濕法製備
（1）混合
將礦物超細粉和水劑減水劑以1:1比例投入強制式攪拌機，攪拌混合20分鐘直至物料呈均勻糊狀。
（2）晾乾
將混合好的糊狀物料取出，攤開平鋪成厚度不大於15毫米的薄層，於太陽下或通風環境中常溫晾乾成棕色餅狀物料。
圖3 減水保塑劑濕法生產流程圖
（3）破碎
使用顎式破碎機將晾乾的棕色餅狀物料破碎成粒徑≤4.75毫米的粉狀物料。
（四）減水保塑劑品質檢驗方法
1.勻質性
減水保塑劑的勻質性試驗按《混凝土外加劑勻質性試驗方法》GB/T 8077—2000規定進行。
2.水泥淨漿流動度及其損失試驗
按照《混凝土用外加劑》GB 8076—1997規定檢驗。
3.受檢混凝土的性能
受檢混凝土的凝結時間、減水率、抗壓強度比等性能按《混凝土用外加劑》GB 8076—1997規定進行；坍落度/擴展度按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T 50080—2002規定進行；耐久性按《普通混凝土長期性能與耐久性能試驗方法》GB 50082—85規定進行。
（五）減水保塑劑質量要求
減水保塑劑應符合以下質量要求：
1）減水保塑劑中有效減水劑的含量≥25%。
2）減水保塑劑為粉狀固體，粒徑≤4.75毫米。
3）減水保塑劑摻量為3.0%時，初始水泥淨漿流動度≥160毫米，3小時後水泥淨漿流動度無損失，受檢水泥淨漿無泌水現象。
4）減水率≥12%。
5）水灰比0.38條件下，相關試驗方法按照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T 50080—2002進行，按照3.0%摻量配製的大流動性受檢混凝土性能應滿足表2要求。
150分鐘後混凝土坍落度 | 150分鐘後混凝土擴展度 | 凝結時間 | 抗壓強度比 | 混凝土勻質性要求 |
≥180毫米 | ≥500毫米 | ≤基準混凝土 | ≥100% | 不離析、不泌水 |
（六）儲存
減水保塑劑應儲存在乾燥的環境中，防止受潮結塊，如有結塊，應粉碎至全部通過4.75毫米方孔篩，並經性能檢驗合格後方可使用。
二、混凝土配合比設計
（一）基本規定
1.配合比設計按《普通混凝土配合比設計規程》JGJ 55—2000執行；
2.混凝土單方用水量宜≤185千克/立方米；
3.混凝土水灰比宜≤0.45；
4.配合比設計時應根據混凝土施工要求確定大流態混凝土需要的保塑時間，作為確定減水保塑劑摻量和生產工藝的基本依據之一。這主要是因為減水保塑劑的摻量對保塑時間有明顯的影響。
（二）混凝土原材料質量要求
混凝土原材料應符合《混凝土結構施工質量驗收規範》GB 50204—2002的相關條文要求，且在同一工程中使用的原材料應為同一廠家或產地，另外還應滿足以下要求。
（三）混凝土配合比設計關鍵指標檢測方法
1.新拌混凝土性能按《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T 50080—2002規定進行；
2.力學性能按《普通混凝土力學性能試驗方法》GB/T 50081—2002；
3.耐久性能按《普通混凝土長期性能與耐久性能試驗方法》GB 50082—85規定進行。
（四）配合比設計
1.雙摻外加劑法配合比設計
雙摻外加劑法配合比設計指在混凝土中同時摻加高效減水劑和減水保塑劑，來設計滿足施工要求大流態高保塑混凝土配合比，其中直接摻入混凝土中的高效減水劑必須與減水保塑劑製造過程中使用的高效減水劑性能相匹配。
（1）使用高效減水劑，按照《普通混凝土配合比設計規程》JGJ 55—2000配製達到大流動性能要求的基準混凝土，得高效減水劑基準摻量A；
（2）將高效減水劑摻量降低至摻量A的60%~70%，使基準混凝土坍落度降低到140±20毫米，然後按照膠凝材料總量的1%~2%向基準混凝土中摻入減水保塑劑，略加攪拌，即可配製出大流態高保塑混凝土；
（3）大流態高保塑混凝土的保塑時間要求越長，減水保塑劑宜選用較高摻量；合適摻量應通過試驗確認。
2.單摻減水保塑劑配合比設計
指單獨使用自行製做的減水保塑劑配製混凝土，使其滿足大流態高保塑混凝土要求。
使用減水保塑劑，按照《普通混凝土配合比設計規程》JGJ 55—2000配製混凝土達到大流動性能要求的基準混凝土，減水保塑劑摻量宜為總膠凝材料的2.5%~4.8%，不同水灰比推薦摻量見表3，具體摻量應根據保塑時間需要通過試驗確定，保塑時間要求比較長的混凝土宜選用較高摻量。
水灰比 | 0.47 | 0.42 | 0.38 | 0.32 |
減水保塑劑摻量 | 2.5%~3.5% | 3.0%~4.0% | 3.5%~4.5% | 3.8%~4.8% |
3.配合比確定
根據以上配合比設計試驗結果，選擇符合要求的配合比進行復驗，檢測其工作性能損失情況以及相關力學性能，確定最後的生產配合比。
三、大流動性高保塑混凝土生產及運輸過程控制
（一）一般規定
1.減水保塑劑應按照同一品種、同一天生產以不超過120噸為一個檢驗批取樣檢驗，合格方可使用。檢驗指標包括水泥淨漿及其流動度損失、減水率、150分鐘流態混凝土坍落度損失值、凝結時間；
2.減水保塑劑按質量計量。宜採用電腦自動稱量控制系統，配料控制系統標識應清楚、計量準確，計量誤差不應大於減水保塑劑用量的2%；
3.運輸摻用大流態高保塑混凝土的車輛應具備攪拌功能；到達現場後宜快速攪拌30秒再反轉出料；
4.大流態高保塑混凝土必須使用強制式攪拌機生產。
（二）雙摻外加劑法配合比生產過程控制
與高效減水劑複合使用時，高效減水劑按同摻法摻加，減水保塑劑粉料宜採取後摻加方法加入水泥混凝土體系。
混凝土生產時，同摻高效減水劑拌制，控制混凝土出機坍落度在140±20毫米，然後採用後摻加方法，將減水保塑劑投入攪拌車中，略加攪拌（攪拌時間不可過長）即可出站。
（三）單摻減水保塑劑配合比生產過程控制
單獨摻加減水保塑劑時，宜與膠凝材料同時投料，也可與砂石一起投料。混凝十拌合均勻即可出料，攪拌時間應通過生產試驗確定，宜比同強度等級普通混凝土稍短。
（四）運輸大流態高保塑混凝土的罐車雜運輸過程中，旋轉速度不宜過快，宜控制在1轉/分鐘以內。
四、大流動性高保塑混凝土澆築施工
（一）混凝土澆筑前，按照《混凝土結構施工質量驗收規範》GB 50204—2002進行相關準備工作。
（二）混凝土澆築宜逐車監測工作性能，在坍落度以及擴展度滿足要求的情況下，應該對混凝土均勻性進行目測，確保混凝土不發生離析泌水。
（三）混凝土澆築宜在設計保塑時間的90分鐘內進行。超過設計保塑時間的混凝土，每隔15分鐘應對混凝土的流動性能進行復驗，合格方可繼續澆築。
（四）由於大流態高保塑混凝土本身具有很好的流動性能，施工振搗時間宜比普通混凝土短，以混凝土表面呈水平並出現均勻的水泥漿為基準，不得漏振欠振。同時應避免過振，使混凝土發生離析。
（五）混凝土宜進行二次收光。
（六）模板工程、鋼筋工程、現澆結構分項工程、結構實體檢驗等其他相關過程均按照《混凝土結構施工質量驗收規範》GB 50204—2002相關條文執行。
（七）大流動性高保塑混凝土養護
按照《混凝土結構施工質量驗收規範》GB 50204—2002相關條文執行。
材料設備
《大流態高保塑混凝土施工工法》所用的材料及設備明細如下：
1.減水保塑劑生產：電子秤、強制式攪拌機、顎式破碎機、抹子。
2.大流態高保塑混凝土生產：電腦自動計量強制式攪拌樓。
3.混凝土澆築施工：混凝土攪拌運輸車、混凝土輸送泵、布料桿、振搗電機、鐵鍬、標尺桿、振搗棒、抹子。
質量控制
《大流態高保塑混凝土施工工法》的質量控制要求如下：
一、減水保塑劑的質量要求
減水保塑劑是該施工工法的核心技術，減水保塑劑質量必須符合以下相關要求。
（1）減水保塑劑中有效減水劑的含量≥25%。
（2）減水保塑劑為粉狀固體，粒徑≤4.75毫米。
（3）減水保塑劑摻量為3.0%時，初始水泥淨漿流動度≥160毫米，3小時後水泥淨漿流動度無損失，受檢水泥淨漿無泌水現象。
（4）減水率≥12%。
（5）水灰比0.38條件下，相關試驗方法按照《普通混凝土拌合物性能試驗方法標準》GB/T 50080—2002進行，按照3.0%摻量配製的大流動性受檢混凝土性能應滿足表4要求。
150分鐘後混凝土坍落度 | 150分鐘後混凝土擴展度 | 凝結時間 | 抗壓強度比 | 混凝土勻質性要求 |
≥180毫米 | ≥500毫米 | ≤基準混凝土 | ≥100% | 不離析、不泌水 |
二、其他相關原材料質量要求
應嚴格按照《混凝土結構施工質量驗收規範》GB 50204—2002相關條文執行。
三、混凝土質量要求
坍落度達到200±20毫米，擴展度達到500～600毫米，和易性能良好；坍落度、擴展度可保持2.5小時以上不損失。
安全及環保措施
採用《大流態高保塑混凝土施工工法》施工時，除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外，尚應遵守注意下列事項：
1.減水保塑劑生產過程中，會產生大量粉塵，尤其是乾法製造，應制定防塵措施，為操作人員配備口罩等必須的防護用品，以確保其人身安全。
2.減水保塑劑製造過程宜儘量選擇封閉設備。
3.大流態高保塑混凝土施工應遵守國家的《建築安裝工程安全技術規程》等國家和地方有關施工現場安全生產管理規定。
4.根據施工特點編制安全操作的注意事項及具體施工安全措施。並做好對操作人員的交底工作。
效益分析
和傳統的混凝土施工工藝相比，《大流態高保塑混凝土施工工法》主要具有以下幾個特點：
一、利用混凝土常用原材料之間的簡單物理作用解決了複雜問題
《大流態高保塑混凝土施工工法》的核心技術為減水保塑劑的研製，其使用的原材料是礦物超細粉以及高效減水劑這兩種2005年前混凝土中大量運用的原材料，通過這兩種原材料之間的物理吸附和排放作用，實現了向混凝土中"持續不斷的添加減水劑"，維持了混凝土體系的減水劑濃度，達到了抑制混凝土坍落度損失的目的，實現了大流態高保塑混凝土的施工。
二、提升了混凝土的其他性能，具有一定的"附加值"
利用《大流態高保塑混凝土施工工法》施工的混凝土結構，同水灰比條件下，混凝土的力學性能、耐久性能均有一定的提高，強度即提高了10%左右。同時，利用該工法生產施工的混凝土具有不受溫度影響、不影響混凝土的正常凝結硬化等優點。
三、技術便利，成本低廉，具有良好的技術經濟效益以及推廣套用價值
截至2005年，常規混凝土施工工藝中，能夠解決混凝土保塑問題的方法中，一般效果好的則技術複雜、成本昂貴，無法實現大面積推廣套用。該技術則平衡了這兩個方面的問題，具有良好的技術經濟效益和推廣套用價值。
套用實例
《大流態高保塑混凝土施工工法》的套用實例如下：
通過試驗和檢測證實大流態高保塑混凝土施工工藝及核心技術的可行性後，2006年8月至12月在漢正街品牌服飾批發市場、荷花池商住樓、盛世華庭、世貿錦繡長江1號樓、武漢商場改造工程等5個項目中推廣套用該工藝，先後生產C30～C45不同強度等級大流態高保塑混凝土200立方米，使用自行研發的保塑劑約1.8噸，經濟和社會效果顯著。
榮譽表彰
2008年1月31日，中華人民共和國住房和城鄉建設部發布《關於公布2005-2006年度國家級工法的通知》建質[2008]22號，《大流態高保塑混凝土施工工法》被評定為2005-2006年度國家一級工法。
