談自密實混凝土的質(zhì)量控制

史永恒

(山西四建集團有限公司，山西太原 030012)

0 引言

自密實混凝土(簡稱SCC)是指在自身重力作用下，能夠流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好的勻質(zhì)性，并且不需要附加振動的混凝土;是建筑業(yè)“十項新技術(shù)”重點推廣應(yīng)用技術(shù)。然而由于國內(nèi)研究與應(yīng)用實踐時間比較短，目前又未形成統(tǒng)一的配合比設(shè)計方法并且各地原材料差異較大，導(dǎo)致自密實混凝土質(zhì)量難以控制(如:原材料選用不當(dāng)、配合比設(shè)計不當(dāng)、坍落度經(jīng)時損失大、早期收縮、工程技術(shù)人員對其認識不足等)，如何做好自密實混凝土的質(zhì)量控制仍是當(dāng)前的主要任務(wù)。

1 原材料的質(zhì)量控制

自密實混凝土原材料主要由水泥、細骨料、粗骨料、外加劑、礦物摻合料、水等組成，做好以上原材料的質(zhì)量控制是保證自密實混凝土質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1.1 水泥

自密實混凝土往往需要摻有大量的礦物摻合料，所以水泥應(yīng)選用不含礦物摻合料的硅酸鹽水泥或含少量礦物摻合料的普通硅酸鹽水泥，否則容易引起混凝土早期強度增長過慢，且水泥強度等級不宜低于42.5級。

1.2 細骨料

細骨料宜選用細度模數(shù)較大的中砂(2區(qū)的中砂或中粗砂)，不宜選用細砂和粗砂且砂的含泥量不宜大于1%。選用粗砂會降低拌合物的粘聚性，還會導(dǎo)致粉體用量增加，成本加大;選用細砂則不但會加大拌合物的需水量，還會導(dǎo)致外加劑用量的加大，成本增加的同時還會導(dǎo)致混凝土的粘性加大，嚴(yán)重影響拌合物的工作性能。

1.3 粗骨料

石子應(yīng)選用連續(xù)級配，針片狀含量不宜大于10%且孔隙率宜小于40%，良好的顆粒級配可以使骨料的空隙率和總表面積均較小，從而減少水泥漿的用量、降低水化熱、減少混凝土干縮。對于有配筋要求的混凝土結(jié)構(gòu)或薄壁結(jié)構(gòu)，石子最大粒徑不宜大于20 mm，其他結(jié)構(gòu)中石子粒徑仍不宜大于25 mm。雖然骨料粒徑越大，其比表面積越小，所需用水量和水泥漿量越小，但粒徑過大，極易產(chǎn)生分層和離析現(xiàn)象，將嚴(yán)重影響自密實混凝土的質(zhì)量。

1.4 礦物摻合料

自密實混凝土通常具有較高的膠凝材料含量，如僅采用水泥不但成本較高，還會由于早期水泥水化熱加大導(dǎo)致混凝土收縮開裂，對混凝土的耐久性和體積穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響，因此必須摻入大量的礦物摻合料來替代水泥，一般情況下宜采用粉煤灰和礦粉雙摻來獲得更好的工作性和耐久性，還可明顯降低混凝土的坍落度損失、改善混凝土的泌水現(xiàn)象。

1.5 外加劑

外加劑是配制自密實混凝土的關(guān)鍵組分，對混凝土的性能至關(guān)重要，宜選用聚羧酸系減水劑。與萘系和脂肪族高效減水劑相比，聚羧酸高效減水劑由于本身具有的緩釋與空間位阻作用，不但能有效控制混凝土拌合物的坍落度經(jīng)時損失，而且對混凝土的硬化時間影響不大，且具有抗縮性，能夠更有效地提高混凝土的耐久性。另外此種外加劑還具有摻量小，減水率高等優(yōu)點。

此外還可采用CTF混凝土增效劑，此種增效劑在不影響混凝土性能的前提下可減少水泥用量10%，可在不增加水泥用量的前提下提高混凝土的強度。

1.6 水

宜采用自來水。

2 配合比的控制

由于自密實混凝土的諸多特點，普通混凝土配合比的設(shè)計方法已不適用，然而迄今為止，又尚未形成統(tǒng)一的混凝土配合比設(shè)計方法，主要通過經(jīng)驗設(shè)計和試驗來得出配合比，存在一定的局限性。

2.1 配合比的設(shè)計

在現(xiàn)階段，比較成熟的配合比設(shè)計方法主要有固定砂石體積法、改進全計算法以及參數(shù)法。相比較而言，固定砂石體積法具有計算過程簡單，各參數(shù)意義比較明確，設(shè)計結(jié)果能很好滿足要求，具有良好的理論基礎(chǔ)和工程適用性，建議采用此種配合比的設(shè)計方法。

固定砂石體積法由崗村甫教授提出，是應(yīng)用最早、最廣的混凝土配合比設(shè)計方法，主要是根據(jù)自密實混凝土的流動性、抗離析性和配合比因素之間的平衡關(guān)系，在試驗和研究的基礎(chǔ)上，得出符合自密實混凝土特點和要求的配合比設(shè)計方法。計算步驟如下:

1)設(shè)定每立方米混凝土中石子的松堆體積為0.5 m3～0.55 m3，得出石子用量和砂漿含量;

2)設(shè)定砂漿中砂體積含量為0.42～0.44，得到砂用量和漿體含量;

3)根據(jù)水膠比和膠凝材料中的摻合料比例計算得到用水量和膠凝材料用量，然后由膠凝材料總量計算出水泥和摻合料各自的用量;

4)通過試驗調(diào)整后得出最終配合比。

2.2 拌合物性能要求

自密實混凝土自密實性能包括流動性、抗離析性和填充性。有研究表明:自密實混凝土拌合物的坍落度和擴展度宜控制在255 mm～270 mm和550 mm～700 mm［1］?；炷磷悦軐嵭阅軕?yīng)符合表1 要求［2］。

表1 混凝土自密實性能等級指標(biāo)

3 工藝控制

自密實混凝土的攪拌工藝與普通混凝土基本相同，主要區(qū)別在于攪拌機的選用、攪拌時間的控制、投料順序的控制以及投料精度的控制。

1)因自密實混凝土一般具有較大的粘性，所以攪拌時應(yīng)選用強制式攪拌機，使拌合物能在短時間內(nèi)攪拌均勻;

2)自密實混凝土的攪拌時間應(yīng)長于普通混凝土的攪拌時間，以利于各組分充分混合以及外加劑作用的充分發(fā)揮;

3)自密實混凝土的拌合宜先將膠凝材料干拌均勻以后再加入砂石，然后再干拌均勻，最后再加入水與外加劑;也可以先加入膠凝材料、砂、外加劑、水充分地拌合，然后再加入石子進行拌合;

4)由于自密實混凝土的特殊性，原材料的輕微波動會對自密實混凝土產(chǎn)生較大影響，有關(guān)研究表明，自密實混凝土的投料精度應(yīng)控制為:砂±0.9%，石子±0.9%，礦物摻合料±2%，水泥±1.4%，外加劑±2%，水±1.5%，其中骨料的波動對自密實混凝土的影響最大，控制精度最高，因此自密實混凝土生產(chǎn)中的控制重心應(yīng)向骨料傾斜［3］。生產(chǎn)過程中還應(yīng)隨時關(guān)注骨料含水率的變化以調(diào)節(jié)自密實混凝土的用水量。

4 混凝土的運輸與泵送澆筑

4.1 自密實混凝土的運輸與泵送

自密實混凝土采用的攪拌運輸車應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)JG/T 5094混凝土攪拌車的規(guī)定，同時在運輸前，應(yīng)對攪拌車進行檢查，確保攪拌桶內(nèi)無明水;運輸時，設(shè)備應(yīng)始終保持旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，宜以2 r/min～4 r/min的轉(zhuǎn)速攪動。為保障混凝土的工作性能，運輸過程中可添加少量增塑劑，以防止混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，嚴(yán)禁加水。混凝土的運輸時間宜控制在60 min以內(nèi)。

混凝土運送至澆筑地點進行卸料前，攪拌運輸車應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)1 min以上方可卸料，并應(yīng)在60 min內(nèi)泵送完畢。泵送前還應(yīng)檢查混凝土的坍落度、擴展度是否滿足要求，如不滿足要求，可通過添加少量外加劑進行調(diào)節(jié)，加入外加劑后，攪拌車應(yīng)至少高速旋轉(zhuǎn)150 s以上，經(jīng)檢測合格后方可卸料。

4.2 自密實混凝土的澆筑

鑒于自密實混凝土的高流動性，模板方案中對于模板側(cè)壓力的計算應(yīng)以液壓核算;與普通混凝土相比，自密實混凝土屈服值很低，幾乎沒有支撐自重的能力，澆筑的過程下部模板所承受的側(cè)向壓力會隨澆筑高度增長而呈線性增加，因此要求模板具有更高的剛度和堅固程度［4］，建議采用鋼模。

自密實混凝土澆筑過程中首先應(yīng)檢查模板支撐體系是否支撐到位，模板內(nèi)雜物是否清理干凈，其次自密實混凝土模板的縫隙應(yīng)控制在1.5 mm以內(nèi)，以防發(fā)生漏漿現(xiàn)象。在混凝土的澆筑過程中尚應(yīng)嚴(yán)格控制澆筑高度，混凝土垂直下落高度不宜超過2 m，從下料點水平流動距離不宜超過10 m;對于配筋密集、混凝土粘性較大時，可在模板外側(cè)通過人工敲擊等輔助振搗方法提高混凝土的密實性，還可消除表面氣泡，加快混凝土的流動速度。自密實混凝土泵送時，應(yīng)保持連續(xù)泵送，必要時可降低泵送速度，保障自密實混凝土的施工質(zhì)量;另外，澆筑過程中應(yīng)該設(shè)置專業(yè)技術(shù)人員在澆筑現(xiàn)場進行觀察，確保混凝土質(zhì)量均勻穩(wěn)定，遇到問題時可及時進行調(diào)整。

5 自密實混凝土的養(yǎng)護

自密實混凝土因其具有高流動性，澆筑完畢后可自行進行找平，但無法避免中部可能有突起的石子，因此在澆筑完成后應(yīng)派專人進行抹面找平。找平之后應(yīng)立即覆膜，以防止表面水分散失，出現(xiàn)收縮裂縫。當(dāng)混凝土終凝后，對表面進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間應(yīng)由實驗室出具書面交底，表面濕潤養(yǎng)護不宜少于14 d。為確保模板的順利拆除，在混凝土澆筑24 h之后可略微松開模板，并繼續(xù)澆水養(yǎng)護。

6 結(jié)語

自密實混凝土工作性能與施工質(zhì)量受到多重因素的影響，與施工人員的技術(shù)水平也密切相關(guān)。要做好自密實混凝土的質(zhì)量控制，務(wù)必要從原材料的選用、配合比的設(shè)計與試驗、混凝土的運輸與澆筑、養(yǎng)護以及施工人員的培訓(xùn)等方面加強控制，由此才能更好地保障自密實混凝土的質(zhì)量，以促進自密實混凝土的應(yīng)用從特種化轉(zhuǎn)向常態(tài)化。

［1］守 憲，魯統(tǒng)衛(wèi).自密實混凝土外加劑的研究與應(yīng)用［J］.混凝土，2001(8):41-44.

［2］CECS 203-2006，自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程［S］.

［3］趙慶新，孫 偉，楊正輝，等.自密實混凝土生產(chǎn)投料控制精度研究［J］.建筑技術(shù)，2006，37(1):52-54.

［4］賢 澤，陳志雄.自密實混凝土施工技術(shù)及其控制要點研究［J］.斟協(xié)論壇，2008(9):23.