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摘要：机制混凝土压载块具有成型快、脱模快、表面平整、尺寸准确、抗压强度高、生产效率高、水泥消耗少、成本低、适应航道整治工程季节性施工特点。本文介绍机制混凝土压载块的工艺原理、施工工艺、干硬性混凝土配合比、质量控制。
关键词：工艺原理、施工工艺、干硬性混凝土、质量控制、抗压强度
中图分类号： O231 文献标识码： A
前 言 长江航道整治工程采用D型（400*260*100～120mm）、X型(400*450*80mm)混凝土压载块软体排护底技术成熟可靠。如果混凝土压载块采用传统人工生产塑性混凝土就不能满足航道整治工程优质、高效的要求。只有采用机械化生产才是航道整治混凝土压载块生产科学发展的方向。对此国内外尚无成熟的经验借签。2005年以来，我们在工地经过反复试验实现了机械化生产干硬性混凝土压载块改善了航道工程作业环境，为安全优质快速施工，提供了技术保证，完全满足航道整治工程的大量需求。机制干硬性混凝土压载块在长江中下游枝江、沙市河段、戴家洲、武穴、黑沙洲等航道整治工程中取得了较好的经济效益和社会效益。对于机制干硬性混凝土在规范中却较少提及，这给工程施工和工程监理质量控制造成了不便。为此现将工作中积累的机制干硬性混凝土的经验介绍给大家，仅供参考。
1.工艺原理
采用机制干硬性D型、X型混凝土压载块分别以水泥、碎石、黄砂、粉煤灰、水泥为原材料按干硬性混凝土配合比配料，送入HWQT6-15型自动成型机经布料、振动、液压成D型混凝土块、脱模、养护；送入HWQT4-20B型自动成型机经自动预埋系结条、布料、振动、液压成X型混凝土块、脱模、自动切割系结条、养护
2. 机制混凝土压载块工艺流程
2.1机制D型混凝土压载块工艺流程
施工准备→配料→搅拌→成型→初凝养护→转运→堆码→养护。
机制D型混凝土压载块施工工艺流程图
2.2机制X型混凝土压载块工艺流程
施工准备→配料→搅拌→成型→初凝养护→转运→堆码→养护。
机制X型混凝土压载块施工工艺流程图
3.设备操作要点
严格按照操作规程，将配料机、搅拌机、自动成型机及产品输送机等设备安装调试完毕。
在配料机的控制系统内预先输入水泥、黄砂、碎石、粉煤灰、水等原材料配合比参数并储存，将原材料经配料机计量后送入搅拌机料斗。定期对自动成型机性能进行检测和调试，确保程序设定的压力值及振动时间等控制参数符合要求，满足D型混凝土压载块、X型混凝土压载块的密实度及强度指标。
3.1干硬性混凝土的搅拌机操作要点
干硬性混凝土的搅拌，除了能混合作用外，还能起到一定的塑化和强化作用。干硬性混凝土由于水泥用量和加水量都比较少，集料难于自由拌和，故宜采用强制性搅拌机进行搅拌。混凝土的搅拌时间，对拌和物的匀质性有明显影响。搅拌时间过短，则拌和不匀，会降低混凝土的强度和易性；搅拌时间过长，不仅会影响搅拌机的效率，而且会使混凝土的和易性又重新降低或产生分层离析现象。混凝土应搅拌至各种组成材料混合均匀，颜色一致，对于干硬性混凝土尤应注意。干硬性混凝土搅拌时间较塑性混凝土搅拌时间长。
3.2自动成型机操作要点
自动成型机由机械、液压、电气、电脑控制系统组成。由技术人员操作电脑控制系统，完成混凝土压载块施工的布料、成型、输送等作业，实现混凝土压载块机械化生产。
3.2.1 D型混凝土压载块自动成型机操作要点
开始状态：压头升至最高点，模箱上升；启动推板机送托板至振动台上，模箱降至托板振动台上。将干硬性混凝土送入布料车内，布料车将干硬性混凝土送至模箱，实施布料振动。压头下降对干硬性混凝土进行加压振动，成型振动，到达D型块设计的厚度时停止振动，压头上升，将自动成型D型块连同托板送至接板机，进入下一个循环。
3.2.2 X型混凝土压载块自动成型机操作要点
X型混凝土压载块自动成型机技术参数同D型混凝土压载块自动成型机，但在模框下降后较增加了预埋及切割系结条工艺。在压头上升、自动送板机、预埋系结条系统同时工作，把系结条放搭在装在接混凝土块砖机上的拨叉槽内，通过脱模油缸将模箱降落到托板上。再次启动设定的接板机程序将系结条拉出40～50mm，同时气缸工作将系结条夹紧固定。脱模油缸上升将X型块从模箱内挤出时，压头上升，送板机和热切断器工作，在距离X型块30mm位置将系结条热切割。进入下一个循环。
4．原材料
水泥：采用华新、海螺、亚东洋房等品牌P·C32.5及以上水泥。
黄砂：采用洞庭湖中粗砂。选用细度模数2.3～3.1的中砂。碎石：Ｄ型混凝土压载块宜选用粒径5～16mm连续级配的碎石，Ｘ型混凝土压载块宜选用粒径5～12mm连续级配的碎石；粉煤灰：采用Ⅱ级及以上粉煤灰。水：因预制场均在长江边滩，施工采用经澄清的江水。系结条：采用丙纶长丝机织带。长1045mm,宽12 mm,重5.8g/m,抗拉强度1300N/根。
5. 施工设备性能
表1 D型块、X 型块主要生产设备性能指标
6.干硬性混凝土特性及配合比設计 6.1干硬性混凝土作用及特性
干硬性混凝土压载块对软体排起压载作用的小型混凝土预制构件。干硬性混凝土块以抗压强度为设计特征值。设计抗压强度等级C20。干硬性混凝土在28天龄期抗压强度能达到20-25MPa。干硬性混凝土就是拌和物的坍落度小于10mm且需用维勃稠度值来表示其稠度的混凝土。干硬性混凝土初凝时间短适应航道整治冬季施工、耐久性好，耐磨，表面且有一定的粗糙度便于促淤。6.2配合比设计
经过实验室和施工现场试验分析总结，机制混凝土C20的配合比参数如下：干硬性混凝土水泥用量300kg/m3以上；水量在140 kg/m3以上；水灰比W/C变化较小即0.4以上。实践证明水灰比大，混凝土孔隙多，强度差；水灰比小，则孔隙少，强度高；干硬性混凝土最佳砂率控制在55%以上。在用水量和水泥用量一定的情况下能使混凝土拌和物在获得所要求的和易性的前提下，水泥用量最少的砂率；粉煤灰的掺量以水泥用量的10%以上。能提高混凝土压载块观感质量和调节混凝土拌合物的工作性。实测干硬性混凝土维勃稠度值30S，拌合物达到密实。施工现场配备烘干及称量设备，每天每班严格测定砂石的含水率，根据含水率变化及时调整混凝土拌合料加水量。现场应定期检定、比对配料机的称量系统。 严格控制水灰比、砂率、粉煤灰掺量等主要技术参数。
7．质量控制
混凝土压载块质量控制依据《水运工程混凝土施工规范》（JTS202-2011）。《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）。《水运工程混凝土质量控制标准》（JTS202-2-2011）。《长江航道整治工程软体排混凝土压载块质量检验标准》（2011.10.1）。《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270-98）。
7.1原材料质量控制
进场的原材料有相应的质量证明书，原材料进场后，按有关规范要求进行取样与检验，原材料符合以下要求：
水泥符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准要求； 砂符合《建筑用砂》（GB14684-2001）标准要求；碎石料符合《建筑用卵石、碎石》（GB14685-2001）标准要求；粉煤灰符合《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》（DL/T5055-1996）要求。水符合《混凝土拌合用水》（JGJ63-2006）要求；系结条符合设计要求。
干硬性混凝土预制块的修补与养护
7.2干硬性混凝土养护
干硬性混凝土由于其水分比普通混凝土少得多，而水泥水化形成强度必须有足够的水，因此对干硬性混凝土预制块的后期保湿养护混凝土压尤为重要。干硬性混凝土养护有三要素，即养护湿度、温度、延续时间。施工现场采用洒水养护方法。干硬性混凝土试件放在温度为（20±3）℃，湿度为90%以上。养护28 d 后进行抗压强度试验。
7.3 质量检验
机制干硬性混凝土压载块质量检验依据《长江航道整治工程软体排混凝土压载块质量检验标准》。压载块所用原材料的质量及配合比符合现行行业标准《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268）和国家现行有关标准的规定；混凝土的强度满足设计要求，并应符合现行行业标准《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268）等的有关规定。每100m3压载块抽一组，采用钻芯取样法检测混凝土强度。混凝土抗压强度检测结果均达到设计要求。压载块重量允许偏差为-5%，以保证航道整治工程压载效果。
压载块允许偏差项目检验要求：
表2 压载块允许偏差、检验数量和方法
注：①外露面应抹平、压实；
②外露面棱角残缺长度不大于50mm，且不多于一处。
8．效益分析
节省预制场地费用：由于机制干硬性混凝土成型后可以叠放在预制场，成型产品可堆高6层，生产相同数量混凝土压载块占地面积大大减少。
生产效率高：机制干硬性混凝土每台班生产D型块100m3，劳动组织安排仅需16人，是人工生产效率数倍。
水泥用量少损耗也少：干硬性混凝土在同等级强度水泥用量少。干硬性混凝土直接进入自动成型机，无需人工运输，没有漏浆，损耗也少，节省成本。
9．结语
1、干硬性混凝土压载块用于长江航道整治工程技术上可行、质量可靠、经济上合理、安全环保。完全能满足航道整治工程需要。
2、干硬性混凝土压载块的原材料质量控制、配合比控制、设备质量控制、施工工艺控制是确保质量的关键。
3、为了保证干硬性混凝土压载块强度的形成，后期的保湿养护也十分重要。
4、机制干硬性混凝土也可用于城市道路面砖和路缘石。
关键词：工艺原理、施工工艺、干硬性混凝土、质量控制、抗压强度
中图分类号： O231 文献标识码： A
前 言 长江航道整治工程采用D型（400*260*100～120mm）、X型(400*450*80mm)混凝土压载块软体排护底技术成熟可靠。如果混凝土压载块采用传统人工生产塑性混凝土就不能满足航道整治工程优质、高效的要求。只有采用机械化生产才是航道整治混凝土压载块生产科学发展的方向。对此国内外尚无成熟的经验借签。2005年以来，我们在工地经过反复试验实现了机械化生产干硬性混凝土压载块改善了航道工程作业环境，为安全优质快速施工，提供了技术保证，完全满足航道整治工程的大量需求。机制干硬性混凝土压载块在长江中下游枝江、沙市河段、戴家洲、武穴、黑沙洲等航道整治工程中取得了较好的经济效益和社会效益。对于机制干硬性混凝土在规范中却较少提及，这给工程施工和工程监理质量控制造成了不便。为此现将工作中积累的机制干硬性混凝土的经验介绍给大家，仅供参考。
1.工艺原理
采用机制干硬性D型、X型混凝土压载块分别以水泥、碎石、黄砂、粉煤灰、水泥为原材料按干硬性混凝土配合比配料，送入HWQT6-15型自动成型机经布料、振动、液压成D型混凝土块、脱模、养护；送入HWQT4-20B型自动成型机经自动预埋系结条、布料、振动、液压成X型混凝土块、脱模、自动切割系结条、养护
2. 机制混凝土压载块工艺流程
2.1机制D型混凝土压载块工艺流程
施工准备→配料→搅拌→成型→初凝养护→转运→堆码→养护。
机制D型混凝土压载块施工工艺流程图
2.2机制X型混凝土压载块工艺流程
施工准备→配料→搅拌→成型→初凝养护→转运→堆码→养护。
机制X型混凝土压载块施工工艺流程图
3.设备操作要点
严格按照操作规程，将配料机、搅拌机、自动成型机及产品输送机等设备安装调试完毕。
在配料机的控制系统内预先输入水泥、黄砂、碎石、粉煤灰、水等原材料配合比参数并储存，将原材料经配料机计量后送入搅拌机料斗。定期对自动成型机性能进行检测和调试，确保程序设定的压力值及振动时间等控制参数符合要求，满足D型混凝土压载块、X型混凝土压载块的密实度及强度指标。
3.1干硬性混凝土的搅拌机操作要点
干硬性混凝土的搅拌，除了能混合作用外，还能起到一定的塑化和强化作用。干硬性混凝土由于水泥用量和加水量都比较少，集料难于自由拌和，故宜采用强制性搅拌机进行搅拌。混凝土的搅拌时间，对拌和物的匀质性有明显影响。搅拌时间过短，则拌和不匀，会降低混凝土的强度和易性；搅拌时间过长，不仅会影响搅拌机的效率，而且会使混凝土的和易性又重新降低或产生分层离析现象。混凝土应搅拌至各种组成材料混合均匀，颜色一致，对于干硬性混凝土尤应注意。干硬性混凝土搅拌时间较塑性混凝土搅拌时间长。
3.2自动成型机操作要点
自动成型机由机械、液压、电气、电脑控制系统组成。由技术人员操作电脑控制系统，完成混凝土压载块施工的布料、成型、输送等作业，实现混凝土压载块机械化生产。
3.2.1 D型混凝土压载块自动成型机操作要点
开始状态：压头升至最高点，模箱上升；启动推板机送托板至振动台上，模箱降至托板振动台上。将干硬性混凝土送入布料车内，布料车将干硬性混凝土送至模箱，实施布料振动。压头下降对干硬性混凝土进行加压振动，成型振动，到达D型块设计的厚度时停止振动，压头上升，将自动成型D型块连同托板送至接板机，进入下一个循环。
3.2.2 X型混凝土压载块自动成型机操作要点
X型混凝土压载块自动成型机技术参数同D型混凝土压载块自动成型机，但在模框下降后较增加了预埋及切割系结条工艺。在压头上升、自动送板机、预埋系结条系统同时工作，把系结条放搭在装在接混凝土块砖机上的拨叉槽内，通过脱模油缸将模箱降落到托板上。再次启动设定的接板机程序将系结条拉出40～50mm，同时气缸工作将系结条夹紧固定。脱模油缸上升将X型块从模箱内挤出时，压头上升，送板机和热切断器工作，在距离X型块30mm位置将系结条热切割。进入下一个循环。
4．原材料
水泥：采用华新、海螺、亚东洋房等品牌P·C32.5及以上水泥。
黄砂：采用洞庭湖中粗砂。选用细度模数2.3～3.1的中砂。碎石：Ｄ型混凝土压载块宜选用粒径5～16mm连续级配的碎石，Ｘ型混凝土压载块宜选用粒径5～12mm连续级配的碎石；粉煤灰：采用Ⅱ级及以上粉煤灰。水：因预制场均在长江边滩，施工采用经澄清的江水。系结条：采用丙纶长丝机织带。长1045mm,宽12 mm,重5.8g/m,抗拉强度1300N/根。
5. 施工设备性能
表1 D型块、X 型块主要生产设备性能指标
6.干硬性混凝土特性及配合比設计 6.1干硬性混凝土作用及特性
干硬性混凝土压载块对软体排起压载作用的小型混凝土预制构件。干硬性混凝土块以抗压强度为设计特征值。设计抗压强度等级C20。干硬性混凝土在28天龄期抗压强度能达到20-25MPa。干硬性混凝土就是拌和物的坍落度小于10mm且需用维勃稠度值来表示其稠度的混凝土。干硬性混凝土初凝时间短适应航道整治冬季施工、耐久性好，耐磨，表面且有一定的粗糙度便于促淤。6.2配合比设计
经过实验室和施工现场试验分析总结，机制混凝土C20的配合比参数如下：干硬性混凝土水泥用量300kg/m3以上；水量在140 kg/m3以上；水灰比W/C变化较小即0.4以上。实践证明水灰比大，混凝土孔隙多，强度差；水灰比小，则孔隙少，强度高；干硬性混凝土最佳砂率控制在55%以上。在用水量和水泥用量一定的情况下能使混凝土拌和物在获得所要求的和易性的前提下，水泥用量最少的砂率；粉煤灰的掺量以水泥用量的10%以上。能提高混凝土压载块观感质量和调节混凝土拌合物的工作性。实测干硬性混凝土维勃稠度值30S，拌合物达到密实。施工现场配备烘干及称量设备，每天每班严格测定砂石的含水率，根据含水率变化及时调整混凝土拌合料加水量。现场应定期检定、比对配料机的称量系统。 严格控制水灰比、砂率、粉煤灰掺量等主要技术参数。
7．质量控制
混凝土压载块质量控制依据《水运工程混凝土施工规范》（JTS202-2011）。《水运工程质量检验标准》（JTS257-2008）。《水运工程混凝土质量控制标准》（JTS202-2-2011）。《长江航道整治工程软体排混凝土压载块质量检验标准》（2011.10.1）。《水运工程混凝土试验规程》（JTJ270-98）。
7.1原材料质量控制
进场的原材料有相应的质量证明书，原材料进场后，按有关规范要求进行取样与检验，原材料符合以下要求：
水泥符合《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）标准要求； 砂符合《建筑用砂》（GB14684-2001）标准要求；碎石料符合《建筑用卵石、碎石》（GB14685-2001）标准要求；粉煤灰符合《水工混凝土掺用粉煤灰技术规范》（DL/T5055-1996）要求。水符合《混凝土拌合用水》（JGJ63-2006）要求；系结条符合设计要求。
干硬性混凝土预制块的修补与养护
7.2干硬性混凝土养护
干硬性混凝土由于其水分比普通混凝土少得多，而水泥水化形成强度必须有足够的水，因此对干硬性混凝土预制块的后期保湿养护混凝土压尤为重要。干硬性混凝土养护有三要素，即养护湿度、温度、延续时间。施工现场采用洒水养护方法。干硬性混凝土试件放在温度为（20±3）℃，湿度为90%以上。养护28 d 后进行抗压强度试验。
7.3 质量检验
机制干硬性混凝土压载块质量检验依据《长江航道整治工程软体排混凝土压载块质量检验标准》。压载块所用原材料的质量及配合比符合现行行业标准《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268）和国家现行有关标准的规定；混凝土的强度满足设计要求，并应符合现行行业标准《水运工程混凝土施工规范》（JTJ268）等的有关规定。每100m3压载块抽一组，采用钻芯取样法检测混凝土强度。混凝土抗压强度检测结果均达到设计要求。压载块重量允许偏差为-5%，以保证航道整治工程压载效果。
压载块允许偏差项目检验要求：
表2 压载块允许偏差、检验数量和方法
注：①外露面应抹平、压实；
②外露面棱角残缺长度不大于50mm，且不多于一处。
8．效益分析
节省预制场地费用：由于机制干硬性混凝土成型后可以叠放在预制场，成型产品可堆高6层，生产相同数量混凝土压载块占地面积大大减少。
生产效率高：机制干硬性混凝土每台班生产D型块100m3，劳动组织安排仅需16人，是人工生产效率数倍。
水泥用量少损耗也少：干硬性混凝土在同等级强度水泥用量少。干硬性混凝土直接进入自动成型机，无需人工运输，没有漏浆，损耗也少，节省成本。
9．结语
1、干硬性混凝土压载块用于长江航道整治工程技术上可行、质量可靠、经济上合理、安全环保。完全能满足航道整治工程需要。
2、干硬性混凝土压载块的原材料质量控制、配合比控制、设备质量控制、施工工艺控制是确保质量的关键。
3、为了保证干硬性混凝土压载块强度的形成，后期的保湿养护也十分重要。
4、机制干硬性混凝土也可用于城市道路面砖和路缘石。