自密實(shí)混凝土技術(shù)[前言]高性能混凝土的研究及應(yīng)用是當(dāng)今土木工程界最熱門的課題之一。高流態(tài)自密實(shí)混凝土是指具有高流動(dòng)性及高穩(wěn)定型的高性能混凝土，它依靠混凝土的自重，在免振的條件下達(dá)到設(shè)計(jì)施工強(qiáng)度要求。由于可以更多地?fù)郊右怨I(yè)廢渣為主的細(xì)摻料，節(jié)約了水泥，減少了污染，改善了環(huán)境，更大地發(fā)揮了高性能優(yōu)勢(shì)，能獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，是一種可持續(xù)的發(fā)展的綠色材料，稱之為“綠色高性能混凝土”。（一）自密實(shí)混凝土的特性自密實(shí)混凝土的塌落度為250mm～270mm，流動(dòng)性好，可采用泵送，無(wú)需振搗。具有普通大流動(dòng)性商品混凝土（塌落度約為200mm）的施工性能，同時(shí)克服了普通大流動(dòng)性商品混凝土硬化工程中易產(chǎn)生收縮裂縫，抗?jié)B性、耐久性較差，鋼筋易于銹蝕的缺點(diǎn)。其成型后的各項(xiàng)指標(biāo)基本達(dá)到塑性混凝土（塌落度50mm～270mm）的質(zhì)量要求。本工程成功的運(yùn)用了此項(xiàng)新技術(shù)，具有施工速度快，勞動(dòng)強(qiáng)度低，充分利用工業(yè)廢渣粉煤灰為摻合料，減少污染，改善環(huán)境，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。（二）工程概況朔黃發(fā)展大廈工程總建筑面積59284.73㎡，地下4層，地上18層，結(jié)構(gòu)體系為型鋼砼框架（鋼梁-鋼骨柱）-砼核心筒混合結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)層高4m，標(biāo)準(zhǔn)層單層面積約2500㎡，其中核心筒640㎡，核心筒墻內(nèi)配置22顆構(gòu)造型鋼柱；框架部分1900㎡，配置20顆鋼骨柱。勁性混凝土柱截面尺寸見(jiàn)下圖：混凝土柱高4.00m，截面最大尺寸1000mm×1000mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50。（三）方案設(shè)計(jì)及選擇本工程勁性混凝土鋼骨柱共20根，為普通混凝土，柱邊不倒角，要求混凝土的觀感具有較高的標(biāo)準(zhǔn)。1.模板選型根據(jù)本工程施工質(zhì)量、進(jìn)度的要求，綜合考慮各種因素，鋼骨柱模板決定采取全鋼大模板：主樓框架柱采用模板廠生產(chǎn)的定型鋼模板，面板采用δ=6mm的鋼板，豎楞采用8#槽鋼，橫楞采用10#槽鋼，邊框采用80mm×8mm等邊角鋼。柱頭按照設(shè)計(jì)圖紙用多層板模板制作。模板設(shè)計(jì)計(jì)算及加工圖紙由模板廠家完成，配套有緊固螺栓和可調(diào)模板支腿等。2.鋼筋工程柱主筋為28，采用滾軋直螺紋套筒連接，箍筋為12@100，多肢箍。箍筋制作為U型，綁扎時(shí)按中部勁性鋼骨柱的鉆孔位置穿插后，再成型為環(huán)形封閉箍筋；為保證混凝土效果柱主筋四角及中部箍筋均須配置足夠的塑料墊塊。3.混凝土品種的選擇由于鋼筋布設(shè)和鋼骨柱的設(shè)計(jì)較為密集，如采用普通混凝土澆筑，那么即使較細(xì)的30振動(dòng)棒也無(wú)法進(jìn)行混凝土振搗，若采取其他的振動(dòng)方式，也無(wú)法滿足混凝土密實(shí)性和表面光潔度的要求。因此采用改變混凝土的性能，靠混凝土自身的重力及材料特性自動(dòng)完成混凝土的密實(shí)是最佳的應(yīng)用方法，所以本工程采用了自密實(shí)混凝土。自密實(shí)混凝土是一種具有高流動(dòng)度、不離析、均勻性和穩(wěn)定性，澆筑時(shí)依靠其自重流動(dòng)，無(wú)需振搗而達(dá)到密實(shí)的混凝土。他的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量，鋼筋握裹力等物理力學(xué)性能均比傳統(tǒng)的振動(dòng)密實(shí)混凝土有所提高。收縮、徐變性能也有所改善。當(dāng)采用泵送法施工時(shí)，還可顯著提高混凝土面層的平整度。本工程勁性混凝土柱采用自密實(shí)混凝土不但可以避免因無(wú)法振搗而造成的空洞、蜂窩、麻面等質(zhì)量缺陷，而且還有效的規(guī)避了因柱子分布廣，柱子澆筑不連續(xù)，振搗水平人為化的施工弱點(diǎn)。（四）自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)1.自密實(shí)混凝土性能要求自密實(shí)性能：一級(jí)；強(qiáng)度等級(jí)：C50。2.原材料性能水泥：P.O42.5，R28=56MPa，表觀密度3.1kg/cm3；粉煤灰：Ⅰ級(jí)粉煤灰，表觀密度2.3kg/cm3；細(xì)骨料：河砂，2區(qū)中砂，表觀密度2.67kg/cm3，小于0.075mm的細(xì)粉含量2%；粗骨料：碎石，5～25mm連續(xù)級(jí)配，表觀密度2.7kg/cm3；外加劑：聚羧酸系高性能減水劑，固含量27%。3.初期配合比設(shè)計(jì)（1）確定單位體積粗骨料體積用量（Vg）根據(jù)自密實(shí)性能等級(jí)選取0.32，單位體積粗骨料體積用量為320L，質(zhì)量為864.0kg。（2）確定單位體積用水量（Vw）、水粉比（w/p）和粉體體積（Vp）考慮到摻入粉煤灰配制C50等級(jí)的自密實(shí)混凝土，而且粗細(xì)骨料粒型級(jí)配良好，選擇較低的單位體積用水量180.0L和水粉比0.80通過(guò)得到粉體體積用量，粉體體積比為0.225，介于推薦值0.16～0.23之間，漿體量為0.3713，滿足推薦值0.32～0.4。（3）確定含氣量（Va）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以及所使用外加劑的性能設(shè)定自密實(shí)混凝土的含氣量為1.5%即15L。（4）計(jì)算單位體積細(xì)骨料量（Vs）因?yàn)榧?xì)骨料中含有2.0%的粉體，所以根據(jù)，可以計(jì)算出單位體積細(xì)骨料體積用量，質(zhì)量為707.55kg。（5）計(jì)算單位體積膠凝材料體積用量（Vce）因?yàn)槲词褂枚栊該胶狭?，所以單位體積膠凝材料體積用量通過(guò)。（6）計(jì)算水灰比（W/C）與理論水泥用量（Mc0）按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行水灰比的設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)要求確定設(shè)計(jì)強(qiáng)度，已知：。已知用水量為180kg，所以水泥用量為418.6kg，135.0L。（7）計(jì)算單位體積摻合料量和實(shí)際水泥用量（Mc）通過(guò)（6）的計(jì)算可知單位體積水泥體積為135L，不能滿足通過(guò)自密實(shí)性能計(jì)算出的200.3L粉體的要求。綜合考慮混凝土的強(qiáng)度要求和粉煤灰性能采用超量取代的方法，超量取代系數(shù)為1.5，設(shè)取代水泥率為，可根據(jù)下式計(jì)算出取代水泥質(zhì)量和粉煤灰摻入量：式中，Mfa、ρc、ρfa分別為實(shí)際粉煤灰用量、水泥密度、粉煤灰密度。通過(guò)上述計(jì)算得到水泥的實(shí)際用量和摻合料用量。（8）計(jì)算水膠比（W/Mce）式中，W、Mce分別為單位體積用水量、單位體積膠凝材料用量。（9）過(guò)試驗(yàn)確定聚羧酸系高性能減水劑用量為膠凝材料用量的1.5%。（10）配合比設(shè)計(jì)表示方法粗骨料最大粒徑（mm）25自密實(shí)性能等級(jí)一級(jí)坍落擴(kuò)展度目標(biāo)值值（mm）650±50V漏斗通過(guò)時(shí)間目標(biāo)標(biāo)值（s）3～20水膠比（質(zhì)量）0.38水粉比（體積）0.80含氣量（%）1.5單位體積粗骨料絕絕對(duì)體積（m3）0.32單位體積材料用量量體積用量（l）質(zhì)量用量（kg）水W180180水泥C102.58318粉煤灰F65.52150.69細(xì)骨料S265707.55粗骨料G320864.0外加劑高性能減水劑1.5%8.51其它外加劑無(wú)（11）試驗(yàn)驗(yàn)證按照初期設(shè)計(jì)配合比進(jìn)行混凝土試驗(yàn)驗(yàn)證：坍落擴(kuò)展度V形漏斗通過(guò)時(shí)間U型箱A型高度28d立方體抗壓壓強(qiáng)度680mm12s350mm54MPa（五）自密實(shí)混凝土施工工藝及控制要點(diǎn)1.勁性混凝土鋼骨柱施工工藝測(cè)量放線確定柱位→鋼筋偏位調(diào)整→柱根鑿毛→吊裝鋼骨柱→柱根撒水濕潤(rùn)→鋼骨柱根澆筑C50混凝土→幫扎柱主筋及箍筋→柱模板支設(shè)→泵管布設(shè)→混凝土運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)2.施工控制要點(diǎn)（1）測(cè)量放線根據(jù)施工圖及主控軸線，用墨線放出柱中心線及柱邊線，并用紅油漆對(duì)中線標(biāo)識(shí)。（2）柱根處理對(duì)柱邊線內(nèi)的根部混凝土進(jìn)行鑿毛和濕潤(rùn)處理，勁性柱安裝完畢后，采用干硬性的C40微膨脹混凝土填實(shí)柱腳，確保不能留縫。（3）鋼筋綁扎直螺紋主筋連接前，須對(duì)接頭認(rèn)真檢驗(yàn)，不得出現(xiàn)馬蹄口，清點(diǎn)整絲數(shù)，需保證規(guī)范要求；接頭連接后用力矩扳手進(jìn)行檢驗(yàn)，并按檢驗(yàn)批要求進(jìn)行接頭實(shí)驗(yàn)；柱筋全部幫扎成型后，柱角及柱中固定足夠的塑料墊塊。節(jié)點(diǎn)區(qū)箍筋穿孔通過(guò)型鋼鋼筋與鋼牛腿焊接做法（4）模板支設(shè)模板采用大鋼模支撐體系，拼縫處理是混凝土澆筑效果的重要保證，施工中要避免脹模、漏漿、變形、錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量通病的出現(xiàn)。（5）混凝土運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)自密實(shí)混凝土的運(yùn)輸自密實(shí)混凝土的運(yùn)送及卸料時(shí)間控制在2h以內(nèi)，以保證自密實(shí)混凝土的高流動(dòng)性。運(yùn)輸過(guò)程中嚴(yán)禁向車內(nèi)的混凝土任意加水。卸料前攪拌運(yùn)輸車應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)1min以上方可卸料。自密實(shí)混凝土的澆筑柱子澆筑前要嚴(yán)格檢查鋼筋間距及鋼筋與模板間的距離。在勁性混凝土柱澆筑過(guò)程中，安排兩人專職看模并用木錘輕敲模板，以使混凝土達(dá)到密實(shí)效果。施工時(shí)準(zhǔn)備一根長(zhǎng)釬，以便必要時(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟鍝v，排除可能截留的空氣?；炷琉B(yǎng)護(hù)柱子混凝土澆筑完成后，采用塑料薄膜圍裹自生養(yǎng)護(hù)和噴水養(yǎng)護(hù)，在柱角四周包模板保護(hù)。（六）質(zhì)量保證措施1.混凝土質(zhì)量保證措施為保證工程質(zhì)量，在施工中采用流程化管理，嚴(yán)格控制混凝土各項(xiàng)指標(biāo)，配合合理的模板體系后，澆筑后成品保護(hù)措施嚴(yán)密，每個(gè)過(guò)程都存有完整記錄，責(zé)任劃分細(xì)致，保證了混凝土工程內(nèi)堅(jiān)外美的效果。（1）澆筑混凝土?xí)r為保證混凝土分層厚度，制作有刻度的尺桿。當(dāng)晚間施工時(shí)還配備足夠照明，以便給操作者提供全面的質(zhì)量控制工具。（2）混凝土澆筑后做出明顯的標(biāo)識(shí)，以避免混凝土強(qiáng)度上升期間的損壞。（3）為保證混凝土拆模強(qiáng)度，取混凝土制作同條件試塊，并用鋼筋籠保護(hù)好，與該處混凝土同等條件進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，拆模前先試驗(yàn)同條件試塊強(qiáng)度，如達(dá)到拆模強(qiáng)度方可拆模。2.模板質(zhì)量的控制措施本工程混凝土要求達(dá)到清水混凝土效果，模板體系的選擇在很大程度上決定著混凝土最終觀感質(zhì)量?？刂颇０宓拿浤！⒙{、變形、錯(cuò)臺(tái)等質(zhì)量通病。為保證模板最終支設(shè)效果，模板支設(shè)前均要求測(cè)量定位，確定好每塊模板的位置。通過(guò)完善的模板體系和先進(jìn)的拼裝技術(shù)保證模板工程的質(zhì)量。（1）澆筑砼前必須檢查支撐是否可靠、扣件是否松動(dòng)。澆筑砼時(shí)必須由模板支設(shè)班組設(shè)專人看模，隨時(shí)檢查支撐是否變形、松動(dòng)，并組織及時(shí)恢復(fù)。（2）砼吊斗不得沖擊頂模，造成模板幾何尺寸不準(zhǔn)。（3）所有接縫處加粘海綿條（包括柱墻根部、梁柱交接處等容易漏漿部位）。模板工程允許偏差項(xiàng)目（見(jiàn)下表）序號(hào)允許偏差項(xiàng)目允許偏差值（mmm）1軸線位移22標(biāo)高33截面尺寸+1、-24每層垂直度25相鄰兩板表面高低低差16表面平整度27預(yù)埋鋼板、預(yù)埋管管、孔中心線線位移38預(yù)埋螺栓中心線位移2外露長(zhǎng)度+10，-09預(yù)留洞中心線位移10截面內(nèi)部尺寸+10，-0（七）砼施工的安全、文明施工保證措施1.混凝土泵必須由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員進(jìn)行操作，做到必須定機(jī)定人，設(shè)立安全操作牌。2.混凝土泵固定位置處，設(shè)置沉淀池，將洗刷混凝土泵的污水經(jīng)沉淀后排入排水管道，嚴(yán)禁污水隨意流淌。3.施工過(guò)程中嚴(yán)禁踩踏樓板鋼筋，嚴(yán)禁泵管等撞擊模板，應(yīng)派專人進(jìn)行看護(hù)。4.施工用的操作架、操作臺(tái)、防護(hù)欄，必須按規(guī)定進(jìn)行搭設(shè)，保證具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。（八）應(yīng)用總結(jié)本工程獨(dú)立柱采用自密實(shí)混凝土澆筑，從現(xiàn)場(chǎng)使用結(jié)果看其優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：1.在混凝土澆筑過(guò)程中，混凝土可以依靠自重自行流動(dòng)并填平澆筑部位