自密實混凝土施工質(zhì)量控制要點

廖德祥

摘要：文章從自密實混凝土的施工工藝、新拌混凝土的工作性和硬化后混凝土的性能等三個方面探討了自密實混凝土施工質(zhì)量控制要點。在以后的研究和應用中，應加強自密實混凝土生產(chǎn)與施工的規(guī)范化，這對確保工程質(zhì)量至關重要。

關鍵詞：自密實混凝土；施工工藝；施工質(zhì)量控制；工作性；耐久性

中圖分類號：TU528

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374(2009)04-0032-02

自密實混凝土是第四代混凝土——高性能混凝土的一個重要組成部分和發(fā)展方向，20世紀80年代日本東京大學罔村甫教授研究室率先提出自密實混凝土的概念并研制成功。它具有優(yōu)良的變形能力和抗離析性，在澆灌過程中能夠完全依靠自重作用自由流淌，穿越鋼筋間隙填充模板空間，同時具有足夠的黏聚性防止離析泌水，拌合物均勻密實，硬化后具有良好的力學和耐久性能。本文探討了自密實混凝土施工質(zhì)量控制要點。

一、自密實混凝土施工工藝

自密實混凝土具有特殊的工作性能，這使得它在原材料上比普通振搗混凝土要求更為細致嚴格，其中最顯著的特點是必須摻用高效減水劑和礦物質(zhì)摻合料。減水劑的摻量以及與水泥、礦物摻合料的相容性應經(jīng)試驗確定。礦物摻合料可采用各種母巖的磨細石粉、粉煤灰、磨細礦渣、硅灰等，配制自密實混凝土通常將兩種礦物摻合料復合使用。

因為自密實混凝土中含有大量超細粉摻合料，因此加料順序很重要；攪拌時間要適當延長；更為重要的是要嚴格控制加水量。生產(chǎn)自密實混凝土的投料順序分兩步進行。第一步，用水泥、適當?shù)負胶狭?、砂、水與高效減水劑配制出具有良好流動性的砂漿；第二步，在上述砂漿中加入粗集料，充分攪拌，視拌合物流動情況適當增加高效減水劑用量，若仍不能滿足要求則需調(diào)整配合比。

若泵送澆筑自密實混凝土，為減少截留空氣，應從模板底部開始進行澆筑。泵送時采用幾個軟管輸出口同時操作，以便減少澆筑時間避免混凝土凝固。普通混凝土澆筑層間的冷接縫可通過振搗消除，自密實混凝土則不能，因此，澆筑過程要連續(xù)進行，盡量避免中斷防止冷接縫。自密實混凝土由于粉體系數(shù)大，砂率高，缺乏更多的抵抗收縮的粗集料組分，施工澆注后很容易產(chǎn)生塑性收縮。若得不到及時有效的養(yǎng)護，混凝土固化后還極易產(chǎn)生干燥收縮以致開裂。因此，自密實混凝土澆筑完畢后，應及時加以覆蓋防止水分散失，并在終凝后立即灑水養(yǎng)護，灑水養(yǎng)護時間不得少于7d，以防止混凝土出現(xiàn)干縮裂縫。

二、新拌混凝土的工作性

(一)新拌混凝土的工作性評價

自密實混凝土的最大優(yōu)點在于其良好的工作性能。與普通混凝土和一般大流動性混凝土相比。自密實混凝土的工作性內(nèi)涵有所擴大，具體體現(xiàn)在以下四個方面：

1．高流動性：保證混凝土能夠在自重作用下克服內(nèi)部阻力(包括膠凝材料的黏滯性與內(nèi)聚力以及骨料顆粒間的摩擦力)和與模板、鋼筋間的黏附性，產(chǎn)生流動并填充模板與鋼筋周圍。

2．高穩(wěn)定性：保證混凝土質(zhì)量均勻一致，在澆筑過程中砂漿與骨料不會離析，澆筑后不會泌水與沉降分層。

3．通過鋼筋間隙能力：保證混凝土穿越鋼筋間隙時不發(fā)生阻塞。

4．填充密實性：保證混凝土填充模板，并自行排出澆灌過程中帶入的氣泡達到成型密實，是流動性、穩(wěn)定性和間隙通過性的綜合表現(xiàn)。

有關自密實混凝土工作性評價方法，都是圍繞上述四個方面展開試驗的。如坍落擴展度試驗反映了拌合物的流動性，擴展度主要由屈服值決定，屈服值越大，擴展度越小。而倒坍落度筒試驗中的流動時間主要反映拌合物的塑性黏度，同時也部分反映了屈服值的大小。擴展度則量化了混凝土在自重作用下克服屈服應力、黏度和摩擦后的流動狀態(tài)；擴散越接近圓形表明混凝土勻質(zhì)變形能力良好，直徑大則表明間隙通過能力強。中邊差反映了石子在砂漿中的懸浮流動能力和抗離析性，其值越小表明這些性能越好。

除此以外，還發(fā)展了一些新試驗方法，如L型儀、U型槽、J環(huán)、牽引球黏度計、密配筋模型填充試驗等。在文獻中有相關詳細介紹。

(二)新拌混凝土的工作性控制

日本土木工程協(xié)會(JSCE)對新拌自密實混凝土的性能有詳細的規(guī)定，國內(nèi)目前尚未形成統(tǒng)一的自密實混凝土工作性檢測方法的規(guī)定。筆者認為，對此應該力求簡單實用性原則，尤其是在現(xiàn)場施工中，例如可以同時采用倒坍落度筒和L型儀或U型槽試驗綜合評價實際工程中自密實混凝土的工作性能。西卡建筑材料天津分公司就是采用該方法向客戶展示其自密實混凝土產(chǎn)品性能的。

新拌自密實混凝土的工作性控制除了嚴格執(zhí)行上述工作性評價外，還應嚴密控制施工澆筑過程。在施工過程中，澆筑速度不應過快或過慢，過快容易卷入空氣，影響混凝土的外觀質(zhì)量，而過慢容易喪失其高工作性。為了防止自密實混凝土在垂直澆筑中因高度過大產(chǎn)生離析現(xiàn)象，或被鋼筋打散使混凝土不連續(xù)，應對自密實混凝土的自由下落高度進行限制。在非密集配筋情況下，混凝土垂直自由落下高度不宜超過5m，從下料點水平流動距離不宜超過10m。對配筋密集的混凝土構(gòu)件，垂直自由落下高度不宜超過2.5m。

三、硬化后混凝土的力學及耐久性能

(一)影響自密實混凝土力學及耐久性能的因素

混凝土硬化后的性能包括機械性能和耐久性能兩個方面。自密實混凝土的強度范圍從中、低強度等級直到超高強混凝土，因此，強度對于自密實混凝土而言并不是主要問題。

自密實混凝土的耐久性主要與各種礦物摻合料有關。摻入硅灰能明顯降低硬化水泥漿的孔隙，以及骨料與水泥漿之間過渡區(qū)的孔隙，能降低混凝土的干縮與滲透系數(shù)。硅灰還能與鋁酸鹽反應，明顯地降低水泥漿中與硫酸鹽反應生成膨脹性復鹽如鈣礬石的鋁酸鹽成分。此外，硅灰還能抑制堿——氧化硅反應，一方面是由于它降低滲透性從而有效阻止水分的滲透；另一方面是它能迅速降低孔縫溶液中堿離子濃度，這樣就使得堿活性骨料無法與堿反應。

高爐礦渣具有改善硫酸鹽的特性，含磨細礦渣的混凝土，具有良好的不透水性和抗凍性，且C1-的滲透深度比硅酸鹽水泥混凝土的小。粉煤灰在混凝土中，使大孔和小孔都有增多，總的孔隙體積高于對比的空白混凝土，但粉煤灰水泥漿的C1-擴散系數(shù)低；粉煤灰的抗硫酸鹽性能與其化學成分有關。粉煤灰中CaO與Fe₂O₃比例越低，抗硫酸鹽侵蝕的性能越高；高體積含量的粉煤灰混凝土抗凍融試驗差。

(二)硬化混凝土的質(zhì)量檢驗

硬化混凝土的力學性能應按現(xiàn)行國家標準GB／T50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》進行檢驗，并按現(xiàn)行國家標準GBJ107-1987《混凝土強度檢驗評定標準》進行合格評定。硬化混凝土的長期性能和耐久性應按GBJ82—1985《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》進行檢驗。試塊制作方法與普通混凝土相同，在試塊制作過程中，成型時無需振搗。分兩次裝入，中間間隔30s，每層裝入試模高度的1／2，裝滿后抹平靜置24h，轉(zhuǎn)入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護到規(guī)定齡期即可。

當施工過程中抽檢的試件強度或耐久性不合格時，應按有關規(guī)范要求對實體混凝土的質(zhì)量及耐久性進行檢測。如依據(jù)TB 10426-2004對鉆芯取樣的具體要求，在現(xiàn)澆混凝土實體結(jié)構(gòu)上隨機鉆芯抽取混凝土芯樣，測定實體混凝土的含氣量、氣泡間距系數(shù)和氯離子滲透電量。

四、結(jié)語

自密實混凝土具有許多振動密實混凝土所不具備的優(yōu)點，有良好的發(fā)展前景。但其對施工技術高求較高，對自密實混凝土的質(zhì)量控制也很嚴格，涉及原材料選擇、配合比設計、工作性評價以及施工工藝各個方面。在以后的研究和應用中，應加強自密實混凝土生產(chǎn)與施工的規(guī)范化，這對確保工程質(zhì)量至關重要。