首先应当明确,坍落度是衡量混凝土和易性的重要指标,它综合反映了混凝土的保水性、流动性和粘聚性,直接影响混凝土的施工性能和工程质量;另外,由于混凝土的坍落度与用水量、减水剂密切相关,而水灰比、浆固比对混凝土的硬化性能及收缩性能作用明显,影响着混凝土的强度性能、防裂性能。因此,坍落度是混凝土施工质量控制最为重要的的指标。
混凝土坍落度按其流动性常分为低塑性混凝土(T1)10mm-40mm、塑性混凝土(T2)50mm-90mm、流动性混凝土(T3)100mm-150mm、大流动性混凝土(T4)大于16mm等4个等级,混凝土坍落度常用数值在50mm-200mm之间。
坍落度选择需考虑的因素一般有:构件尺寸、钢筋间距、振捣方式、运输条件和气候环境。一般来说,高强混凝土(C55及以上)坍落度为20mm-50mm,中高强混凝凝土(C35-C55)50mm-100mm,低强混凝土(C5-C30)坍落度为20mm-150mm,自密实混凝土坍落度为100mm-150mm。自卸汽车运输坍落度40mm-50mm,搅拌罐车运输坍落度不宜小于80mm,皮带机输送坍落度80mm-20mm,溜槽输送坍落度120mm-180mm。吊罐混凝土坍落度为30mm-80mm;泵送混凝土坍落度:泵送高度小于30m时,坍落度宜100mm-140mm;泵送高度30m至100m时,坍落度宜140mm-180mm;泵送超过100m时,坍落度宜180mm-220mm。水下灌注混凝土180mm-220mm。高温混凝土坍落度不宜小于70mm,高温恶劣环境可提高至160mm。
砂的含水率、骨料的含水率、水泥的温度等对混凝土坍落度的影响较大,而减水剂的保坍性则决定了混凝土坍落度的经时损失。坍落度的允许偏差:坍落度小于40mm时,允许偏差+-10mm;坍落度50mm-90mm时,允许偏差+-20mm;坍落度大于100mm时,允许偏差+-30mm。
对于混凝土面板堆石坝的面板混凝土,由于防裂要求较高,要求尽量采用较低的坍落度。DL/T5128-2009《混凝土面板堆石坝施工规范》规定,“面板与趾板混凝土若采用溜槽入仓时,溜槽入口处坍落度宜控制在3-6cm”,2009版对混凝土配合比减水剂规定“宜掺用高效减水剂”。鉴于混凝土面板堆石坝近年来的发展,面板坝逐步走向高海拔、高蒸发、强光照、大温差气候区和高地震烈度区,面板混凝土强度等级越来越高,面板坡比逐步变缓,加之新型抗裂纤维材料、高性能减水剂、微膨胀防裂剂的出现,使得原来规定的较低坍落度影响了混凝土的可施工性及止水周边混凝土的质量。一味追求低坍落度,偏离了坍落度作为施工性能指标的首要意义;不能顺利溜送、正常振捣的混凝土,反而会影响混凝土的质量。
为充分体现混凝土面板堆石坝机械化施工优势,满足不同情况下的面板混凝土浇筑需求,这次DL/T5128-2021《混凝土面板堆石坝施工规范》新版修订规定,“当采用溜槽输送混凝土时,应进行溜送试验。溜槽入口处坍落度应满足施工要求,宜为30mm-100mm”,同时对混凝土配合比设计规定,“宜掺用高性能减水剂”。即这次修订不是简单的放大了坍落度的数值范围,而是鼓励:一是坍落度回归施工性能指标,应以保证可施工性为原则;二是增减坍落度不以增加用水量为手段,而是要采用高性能减水剂(高性能减水剂减水率25%远高于高效减水剂15%,且坍落度经时损失更小),不以牺牲混凝土收缩性能为代价;三是大坍落度混凝土足可以掺用纤维、抗裂剂等材料,可增加混凝土的韧性及抗裂指标。因此,应充分理解2021版修订混凝土坍落度指标的意义,在实际工作中,采用较好的高性能减水剂及其他外加剂、掺合料,做好配合比优化设计,既要保证混凝土的强度、抗渗、抗冻等性能,也要保证混凝土的抗裂性能(极限拉伸值、抗拉强度、收缩指标等),还要保证混凝土的施工性能--坍落度(溜送性、流动性、振捣性),注重浇筑环节对影响坍落度因素(砂含水量、水泥温度)控制和坍落度经时损失(减水剂性能)的控制,一定能施工好面板堆石坝重要的防渗结构-混凝土面板。