海上风电场混凝土施工规范.docx
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海上风电场混凝土施工规范
海上风电场混凝土施工规范
目次
1范围1
2规范性引用文件1
3术语和定义2
4基本规定2
5混凝土原材料5
6混凝土配合比13
7模板14
8钢筋17
9混凝土拌和与运输19
10混凝土浇筑与养护20
11混凝土温度控制22
12混凝土防腐23
13特殊混凝土施工26
14质量控制与检查28
15施工缺陷与修补29
前言
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。
本标准由风力发电有限公司提出。
本标准由集团公司科技管理部归口。
本标准是参考水利水电、水运、港工相关规范,结合江苏近海风电场建设经验编制而成。
在极寒地区开展海上混凝土施工可由设计单位根据现场情况单独开展设计。
II
海上风电场混凝土施工规范
1范围
本标准规定了海上风电场混凝土的原材料选择、配合比设计、施工、质量控制标准和检验方法。
本标准适用于海上风电场海工结构混凝土施工,其它同等氯盐腐蚀环境下类似结构混凝土施工可
参照使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GB175通用硅酸盐水泥
GB/T200中热硅酸盐水泥低热硅酸盐水泥低热矿渣硅酸盐水泥GB/T1499.1钢筋混凝土用钢第1部分热轧光圆钢筋
GB/T1499.2钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋GB/T1596用于水泥和混凝土中的粉煤灰
GB/T8076混凝土外加剂
GB/T12573水泥取样方法
GB/T14684建设用砂
GB/T14685建设用卵石、碎石
GB/T18736高强高性能混凝土用矿物外加剂
GB/T50107混凝土强度检验评定标准
GB50119混凝土外加剂应用技术规范
GB50204混凝土结构工程施工质量验收规范
GB/T50448流动度测试方法
GB
50476
混凝土结构耐久性设计规范
GB
50496
大体积混凝土施工规范
GB
50666
混凝土结构工程施工规范
DL/T5144水工混凝土施工规范JGJ/T10混凝土泵送施工技术规程
JGJ52普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准
JGJ63混凝土拌和用水标准
JTS
151
水运工程混凝土结构设计规范
JTS
202
水运工程混凝土施工规范
JTS
239
水运工程混凝土结构实体检测技术规程
JTS
257
水运工程质量检验标准
JTJ
270
水运工程混凝土试验规程
JTJ
275
海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范
JC475混凝土防冻剂
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
海上风电场offshorewindpowerproject
在沿海多年平均大潮高潮线以下海域建设的风电场,包括潮间带和潮下带风电场、近海风电场和
深海风电场。
3.2
海水环境marineenvironment
受海水影响的海上风电场工程建筑物所处的环境。
3.3
胶凝材料cementitiousmaterial
用于配制混凝土的水泥或水泥与粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和硅灰等活性矿物掺合料的总称。
3.4
水胶比watertobinderratio
用于配置混凝土的单位体积用水量与单位体积胶凝材料总量的质量比。
3.5
高性能混凝土highperformanceconcrete
采用常规材料和常规工艺,在常温下,以低水胶比、大掺量活性掺合料制作的抗氯离子渗透性高、
尺寸稳定性好、工作性优良并具有较高强度的混凝土。
3.6
海上风电灌浆料offshorewindfarmgroutingmaterial
以水泥基材作为胶凝材料配以精选石英砂以及聚合物和外加剂等其他材料组成的干混料,加水搅拌均匀后具有大流动性、微膨胀、不泌水、高早强和超高强等性能,可通过橡胶管线进行水下灌浆施工,填充于大小钢管桩套接形成的环形空间,硬化后可将大小钢管桩连接成一体的干混料。
3.7
大体积混凝土massconcrete
预计会因混凝土中胶凝材料水化等因素引起的温度变化导致裂缝,或结构断面最小尺寸大于或等于1m的混凝土。
4基本规定
4.1海上风电场混凝土宜采用高性能混凝土,应具备所需要的抗渗性、抗冻性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗冰凌撞击等性能。
4.2海上风电场混凝土应符合大体积混凝土施工工艺特性的要求,合理使用材料、减少水泥用量、降低混凝土绝热温升,并根据运输距离、运输设备、供应能力、材料批次、环境温度等调整预拌混凝土的有关参数。
4.3施工单位应在开工前28天提交混凝土施工组织设计,经监理书面批准后方可实施。
4.4混凝土结构施工组织设计包括以下内容:
a)高性能混凝土配合比设计,包括混凝土原材料的选用和配比优化设计,满足强度等级、水胶比、水泥用量、含气量、工作性、混凝土抗裂性和抗氯离子渗透性能等具体参数指标要
求;
b)与结构耐久性有关的结构构造措施、施工缝以及混凝土裂缝控制做法;
c)与耐久性有关的施工要求,特别是混凝土养护和保护层厚度的质量控制与质量保证措施;d)设计要求的特殊防腐蚀措施的技术方案,如在混凝土组成中加入水溶性聚合树脂;在混凝
土构件表面涂敷或用保护材料覆盖;以及为以后采用阴极保护预留条件等。
所有混凝土特殊防腐蚀措施,尤其是防腐新材料和新工艺的采用,应通过专门的试验论证。
4.5提高混凝土结构耐久性宜采取以下技术措施:
a)选用质量稳定并有利于改善混凝土抗裂性能的水泥和骨料等原材料;
b)可在混凝土组成中掺入引气剂、矿物掺合料(粉煤灰、矿粉等)和聚乙烯醇(PVA)纤维;c)适当降低混凝土的水胶比;
d)确保钢筋的混凝土保护层厚度和使用定制保护层定位夹(块);e)施工过程中保证混凝土及时养护。
4.6混凝土在建筑物上部位的划分应符合表1的规定
表1海水环境混凝土部位划分
掩护条件
划分类别
大气区
浪溅区
水位变动区
水下区
有掩护条件
按港工设计水位
设计高水位加1.5m以上
大气区下界至设计高水位减
1.0m之间
浪溅区下界至设计低水位减
1.0m之间
水位变动区下界至泥面
无掩护条件
按港工设计水位
设计高水位加
(η+1.0m)以上
大气区下界至设计高水位减
η之间
浪溅区下界至设计低水位减
1.0m之间
水位变动区下界至泥面
按天文潮位
最高天文潮位加0.7倍百年一遇有效波高H1%
大气区下界至最高天文潮位减百年一遇有效波高H1%之
间
浪溅区下界至最低天文潮位减0.2倍百年一遇有效波高
H1%之间
水位变动区下界至泥面
注1:
η为设计高水位时的重现期50年H1%(波列累计频率为1%的波高)波峰面高度(m)。
注2:
当浪溅区上界计算值低于混凝土承台上表面高程时,应取承台上表面高程为上界值。
注3:
当无掩护条件的海洋工程混凝土结构无法按港工有关规范计算设计水位时按天文潮位确定混凝土结构的部
位划分。
4.7混凝土强度等级划分应符合表2的规定。
表2混凝土强度等级
普通混凝土
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
C60
C70
C80
引气混凝土
C25
C30
C35
C40
C45
C50
C55
-
-
-
4.8配合比选定,应保证拌和物的和易性,并应采取减小泌水率和离析的措施。
混凝土的和易性应按坍落度、泌水性、离析和捣实难易程度综合评定。
4.9混凝土的抗渗性应符合表3的规定。
表3混凝土抗渗等级
最大作用水头与混凝土壁厚之比
抗渗等级
最大作用水头与混凝土壁厚之比δ
抗渗等级
<5
P4
26~30
P14
5~10
P6
31~35
P16
11~15
P8
36~40
P18
16~20
P10
>40
P20
21~25
P12
4.10混凝土抗冻性应按(20±2)℃水中养护28d标准试件所能经受的最大冻融循环次数确定,并以抗冻等级表示。
有掩护条件的水位变动区及浪贱区下部1m范围、无掩护条件的设计高水位至设计低水位之间有抗冻要求的混凝土的抗冻等级,应按表4的规定选取。
表4混凝土抗冻等级
所在地区
海水环境
钢筋混凝土
素混凝土
严重受冻地区(最冷月月平均气温低于-8℃)
F350
F300
受冻地区(最冷月月平均气温-4℃~-8℃)
F300
F250
微冻地区(最冷月月平均气温0℃~-4℃)
F250
F200
注:
试验过程中试件所接触的介质应与建筑物实际接触的介质相同。
4.11有抗冻性要求的混凝土应掺加引气剂,含气量应根据混凝土抗冻等级和最大骨料粒径等因素通过试验确定,无试验资料时混凝土含气量参照表5执行。
表5混凝土含气量控制范围
骨料最大粒径(mm)
含气量(%)
骨料最大粒径(mm)
含气量(%)
10.0
5.0~8.0
25.0
3.5~7.0
20.0
4.0~7.0
31.5
3.5~6.5
注:
泵送混凝土含气量应控制在5%~7%。
4.12高性能混凝土抗氯离子渗透性不应大于1000C,对于掺加粉煤灰和粒化高炉矿渣粉,抗氯离子渗透性可按90天龄期的试验结果评定。
4.13海水环境中钢筋混凝土拌和物中的氯离子最高限量值钢筋混凝土为0.1%,素混凝土为1.3%,预应力混凝土为0.06%。
4.14海水环境的混凝土保护层最小厚度应符合表6的规定。
表6海水环境钢筋的混凝土保护层最小厚度(单位:
㎜)
地区
构件所在部位
大气区
浪溅区
水位变动区
水下区
北方
50
60
50
40
南方
50
65
50
40
注1:
混凝土保护层厚度是指主筋表面与混凝土表面的最小距离;注2:
当箍筋直径大于6mm时,保护层厚度应按表中规定增加5mm;
注3:
南方是指最冷月月平均气温大于零℃的地区。
5混凝土原材料
5.1一般规定
5.1.1水泥、掺合料、外加剂等混凝土原材料应通过试验优选确定,选择性能稳定、生产厂家相对固定的产品。
原材料变动时,应进行适应性试验。
5.1.2水泥、掺合料、外加剂等混凝土原材料运至现场后,应按相关标准进行验收、检验。
生产厂家应提供每批产品的合格证明文件。
5.1.3水泥、掺合料、外加剂等混凝土原材料,应按不同厂家、品种、等级分别运输、存放和标识,并采取遮阳、防雨、防潮、防风等保护措施。
5.1.4可掺入合成纤维、天然矿物纤维等改善混凝土性能的材料。
5.2水泥
5.2.1技术要求
海上风电场混凝土宜采用硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥,水泥强度等级不低于42.5。
水泥熟料中铝酸三钙含量宜控制在8%范围内,水泥的比表面积宜不大于350
㎡/kg。
其余检验项目应满足:
GB175、GB200等现行标准的有关规定。
5.2.2编号及取样
水泥厂检验报告应随车送至使用单位。
水泥运至工地后,按袋装水泥不超过200t、散装水泥不超过500t为一取样批次编号进行取样,取样应有代表性,取样方法应符合GB/T12573。
对水泥散装集装箱或罐车抽取试样,宜不少于三个箱(罐)。
每个箱(罐)在不同点、不同深度共抽取6~7点的等量试样,取样总量至少20kg。
业主单位(或业主委托的第三方检测单位)、施工单位应分别会同水泥生产厂家按标准取样方法取样,用标准密封容器封存试样。
5.2.3留样
每一编号取得的水泥样应充分混匀,分为二等份,一份由使用单位进行试验检测,另一份直接密封保存三个月,以备各方对试验结果有异议时,提交有资质的检验机构进行复验。
5.2.4检验
安定性、凝结时间和水泥胶砂强度每批检验;细度(比表面积)、三氧化硫、碱含量、烧失量、氧化镁和氯化物每季度检验一次。
5.2.5包装与标志
袋装水泥必须清楚标明执行标准、生产厂家、水泥品种、强度等级、净重、出厂编号和包装日期等内容信息;用散装运输时,每罐车(船)都应有包括上述内容的卡片。
卡片随车(船)交收货单位。
5.3骨料
5.3.1骨料选择应做到优质、经济、就地取材,宜选用质地坚硬的骨料。
可选用天然骨料、人工骨料或两者互相补充。
5.3.2严禁采用碱活性骨料、严禁使用海砂。
5.3.3公称粒径在5mm以下的砂,其杂质含量限值应符合表7的规定。
表7细骨料杂质含量限值
项次
项目
有抗冻性要求
无抗冻性要求
>C40
≤C40
≥C60
C55~C30
<C30
1
总含泥量(按质量计,%)
≤2.0
≤3.0
≤2.0
≤3.0
≤5.0
其中泥块含量(按质量计,%)
<0.5
≤0.5
≤1.0
<2.0
2
云母含量(按质量计,%)
<1.0
≦2.0
3
轻物质含量(按质量计,%)
≤1.0
≦1.0
4
硫化物及硫酸盐含量(按SO3
质量计,%)
≤1.0
≤1.0
5
有机物含量(比色法)
颜色不应深于标准色,当深于标准色时,应采用水泥胶砂法
进行砂浆强度对比试验,相对抗压强度不应低于95%。
注1:
有抗冻要求和强度不低于C30的混凝土,对砂的坚固性有怀疑时,应用硫酸钠法进行检验,经浸烘5次循环的失重率不应大于8%;
注2:
对于惯用的砂源,可不进行2、4、5项试验;
注3:
轻物质是指表观密度小于2000kg/m3的物质。
5.3.4细骨料的粗细程度应根据细度模数按表8划分,施工中宜采用中砂,0.315mm筛孔的累计筛余量不宜大于85%。
表8细骨料的粗细程度划分
粗细程度
细度模数
粗砂
3.7~3.1
中砂
3.0~2.3
细砂
2.2~1.6
特细砂
1.5~0.7
5.3.5细骨料的级配分区应符合表9的规定。
表9细骨料的颗粒级配区
公称粒径(mm)
方孔筛筛孔边长
(mm)
级配区
I区
II区
III区
累计筛余(%)
5.00
4.75
10~0
10~0
10~0
2.50
2.36
35~5
25~0
15~0
1.25
1.18
65~35
50~10
25~0
0.63
0.60
85~71
70~41
40~16
0.315
0.30
95~80
92~70
85~55
0.16
0.15
100~90
100~90
100~90
注1:
细骨料的实际颗粒级配与表中所列的累积筛余百分比相比,除工程直径为5.00mm和0.63mm的累积筛余外,其余工程直径的累积筛余允许超出表列范围,但超出总量不大于5%;
注2:
当使用I区砂,特别是当级配接近上限时,宜适当提高混凝土的砂率,确保混凝土不离析;当使用III区砂
表9细骨料的颗粒级配区(续)
时,应适当降低混凝土的砂率或掺入减水剂,提高混凝土拌和物的和易性并便于振实;注3:
当采用特细砂时,应符合有关规定;
注4:
I区砂宜配制低流动度混凝土,II区砂宜配制不同强度等级混凝土,III区砂宜降低砂率配制不同强度等级混凝
土。
5.3.6当细骨料颗粒级配不符合要求时,宜采取相应的技术措施,并经试验证明能确保工程质量后,方可使用。
5.3.7采用特细砂、机制砂或混合砂时,应符合JGJ52中的有关规定。
机制砂或混合砂中石粉含量应符合表10的规定。
表10机制砂或混合砂中石粉含量
混凝土强度等级
≥C60
C55~C30
≤C25
石粉含量(%)
MB<1.4(合格)
≤5.0
≤7.0
≤10.0
MB≥1.4(不合格)
≤2.0
≤3.0
≤5.0
注:
MB为机制砂中亚甲蓝测定值。
5.3.8粗骨料的强度可用岩石立方体强度或压碎指标进行检验。
在选择采石场、对粗骨料强度有严格要求或对质量有争议时,宜用岩石立方体抗压强度作检验。
岩石抗压强度或压碎指标值应符合表11的规定。
卵石的压碎指标应符合表12的规定。
表11岩石抗压强度或压碎指标值
岩石品种
混凝土等级
岩石的立方体抗压强度
(MPa)
碎石压碎指标
(%)
沉积岩
C60~C40
C35~C10
≥80
≥60
≤10
≤16
变质岩或
深成的火成岩
C60~C40
C35~C10
≥100
≥60
≤12
≤20
喷出的火成岩
C60~C40
C35~C10
≥120
≥80
≤13
≤30
注:
沉积岩包括石灰岩、砂岩等;变质岩包括片麻岩、石英岩等;深成的火成岩包括花岗岩、正长石和橄榄岩等;
喷出的火成岩包括玄武岩和辉绿岩等。
表12卵石的压碎指标值
混凝土等级
C60~C40
C35~C10
压碎指标(%)
≤12
≤16
5.3.9卵石中软弱颗粒含量应符合表13的规定。
表13软弱颗粒的含量
指标名称
有抗冻要求
无抗冻要求
软弱颗粒含量(按质量计,%)
≤5
≤10
5.3.10粗骨料的其他物理性能宜符合表14的规定。
表14粗骨料物理性能
指标名称
有抗冻要求
无抗冻要求
≥C30
<C30
≥C30
<C30
针片状颗粒含量(按质量计,%)
≤15
≤25
≤15
≤25
山皮水锈颗粒含量(按质量计,%)
≤25
≤30
颗粒密度(kg/m3)
≥2300
≥2300
注1:
针片状颗粒是指颗粒的长度大于该颗粒所属粒级的平均粒径2.4倍者;片状颗粒是指颗粒的厚度小于平均粒
径0.4倍者。
平均粒径是指该粒径级上、下限粒径的平均值;注2:
山皮水锈颗粒是指风化面积超过1/4的颗粒;
注3:
用卵石或卵石与碎石混合物配制受拉、受弯构件的混凝土时,应进行混凝土的抗拉强度试验;试验结果不合格时,应采取相应措施提高其抗拉强度;
注4:
对粗骨料的坚固性有怀疑时,应采用硫酸钠溶液法进行检验,经浸烘5次循环后的失重率有抗冻要求的混凝土应不大于3%,强度等级大于等于C30的混凝土应不大于5%。
5.3.11粗骨料中杂质含量应符合表15的规定。
表15粗骨料杂质含量限值
项次
项目
有抗冻性要求
无抗冻性要求
>C40
≦C40
≧C60
C55~C30
﹤C30
1
总含泥量(按质量计,%)
≤0.5
≤0.7
≤0.5
≤1.0
≤2.0
2
泥块含量(按质量计,%)
≤0.2
≤0.2
≤0.5
≤0.7
3
水溶性硫酸盐及硫化物含量
(按质量计,%)
≤0.5
≤1.0
4
有机物含量(比色法)
颜色不应深于标准色,当深于标准色时,应进行混凝土对比
试验,相对抗压强度不应低于95%。
注1:
粗骨料中不得混入煅烧过的石灰石块、白云石块,骨料颗粒表面不宜附有黏土薄膜;注2:
对于惯用的石矿,可不进行表中3、4项试验;
注3:
含泥基本是非粘土质的石粉时,对无抗冻性要求的混凝土所用粗骨料的总含泥量可由1.0%、2.0%提高到1.5%、3.0%。
5.3.12粗骨料的最大粒径应符合以下要求:
a)不应大于31.5mm;
b)不大于钢筋净距的3/4;
c)不大于混凝土保护层厚度的4/5,在南方地区浪溅区不大于混凝土保护层厚度的2/3。
5.3.13粗骨料的颗粒级配应选用连续级配,具体级配应符合表16的要求。
单粒级配在施工中增加分粒径分仓,并有相应的隔离措施。
表16粗骨料的颗粒级配范围
级配情况
公称粒级
(mm)
累积筛余量(按质量计,%)
方孔筛筛孔边长尺寸(mm)
2.36
4.75
9.5
16.0
19.0
26.5
31.5
37.5
连续级配
5~10
95~100
80~100
0~15
0
-
-
-
-
5~16
95~100
85~100
30~60
0~10
0
-
-
-
5~20
95~100
90~100
40~80
-
0~10
0
-
-
5~25
95~100
90~100
-
30~70
-
0~5
0
-
5~31.5
95~100
90~100
70~90
-
15~45
-
0~5
0
单粒级
10~20
-
95~100
85~100
-
0~15
0
-
-
16~31.5
-
95~100
-
85~100
-
-
0~10
0
注:
公称粒级的上限为该粒径级的最大粒径。
5.3.14骨料的生产检验应符合以下规定:
a)骨料料源应定期进行跟踪监测,扩增新料源时,须经工程设计与建设单位批准。
b)骨料的取料部位、开采、运输、堆放与加工设备性能应符合规范和设计要求。
c)成品骨料应按同料源堆放,并有良好的防石粉流失、防混、防污染及遮阳避雨与排水等设施。
d)骨料的生产和出厂检验参照JTS257相关规定进行。
e)生产单位应按合同与管理规定向有关部门提交骨料生产与出厂报告,报告内容应至少包括产地、类别、规格、代表数量、检验日期、检验结果和质量标准等。
5.3.15骨料的验收与堆放应符合以下规定:
a)生产单位应向使用单位提供骨料的质量检验报告和出厂合格证。
供货量按合同规定交接点的地磅或胶带秤进行计量。
b)骨料的验收检验按同一产地、同一规格、每400m3或600t为一批,不足400m3或600t也按一批计;当质量比较稳定,进料数量较大时,可定期检验;检测项目:
筛析、堆积密度、含泥量、泥块含量、氯离子含量、石粉含量(采用机制砂或混合砂时应检验)每批检验,有害物质含量、坚固性、碱活性根据实际情况根据需要提出检测要求。
在项目实施或采用新料源前应进行以上所有检测项目开展检测,检测合格并应符合JTS257中的有关规定,才能在工程中使用。
c)进场骨料出现质量异常,应及时进行取样检验并上报,如混料、含油污染骨料等应拒收或按废料处置。
d)使用单位应按合同与管理规定向有关部门提交细骨料验收质量检验报告。
5.3.16骨料取样与检验应符合JTJ270中的有关规定。
5.4掺合料
5.4.1粉煤灰
5.4.1.1粉煤灰应采用F类粉煤灰,粉煤灰质量应符合表17的要求。
表17粉煤灰质量指标
粉煤灰等级
细度(45μm方孔筛筛余,%)
烧失量
(%)
需水量比
(%)
SO3含量
(%)
含水量
(%)
强度活性指数(%)
密度
(g/cm3)
I
≤12
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