高拋免振搗混凝土技術(shù)的應(yīng)用

王宏偉，嚴(yán)新華

（臨沂天元混凝土工程有限公司，臨沂 276000）

0 前言

目前，隨著社會(huì)的發(fā)展，超高層建筑物不斷涌現(xiàn)，在滿足我們功能與視覺需求的同時(shí)卻給我們的施工帶來了許多難題，比如混凝土澆筑施工，當(dāng)建筑層高動(dòng)輒十多米的時(shí)候，為滿足結(jié)構(gòu)要求，其構(gòu)件配筋率往往要比普通建筑高出許多，鋼筋直徑大、間距密集，給混凝土的澆筑、振搗帶來很大困難。

在這種條件下，采用高拋免振搗混凝土能夠很好地解決這個(gè)問題。節(jié)省了勞動(dòng)力資源，降低了振搗過程中的噪聲污染，提高了施工質(zhì)量。亦應(yīng)屬于混凝土的綠色施工范疇。

1 工程概況

某工程，其結(jié)構(gòu)形式為大跨度鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱高 14m，截面尺寸為 1.2m×1.2m，鋼筋最小凈間距為25mm，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為 C40。

2 重點(diǎn)難點(diǎn)

因工程框架柱的特殊高度與結(jié)構(gòu)形式，如果采用普通混凝土進(jìn)行施工澆筑，因混凝土振搗棒長(zhǎng)度有限并且鋼筋太過密集，很難解決混凝土的振搗問題。特別是邊角處的混凝土很難達(dá)到密實(shí)。因此在與設(shè)計(jì)單位和施工單位溝通協(xié)調(diào)后，決定采用免振搗混凝土，利用自重作用充滿模板并均勻密實(shí)。免振搗混凝土對(duì)和易性、流動(dòng)性和自密實(shí)性要求很高，因此混凝土的配合比設(shè)計(jì)是施工重點(diǎn)。

另外混凝土在泵送設(shè)備給予的加速度后會(huì)對(duì)模板、鋼筋產(chǎn)生沖擊，造成石子迸濺，導(dǎo)致在柱腳處產(chǎn)生爛根現(xiàn)象，影響工程觀感和質(zhì)量，石子在高空下落過程中與漿體的分離問題也是在施工中必須解決的問題?；炷廖礉仓暗匿摻罱壴鐖D1 所示。

3 試驗(yàn)

圖1 鋼筋綁扎

根據(jù)公司現(xiàn)有的原材料，研究合理的高拋免振搗混凝土配合比，并進(jìn)行合理的驗(yàn)證試驗(yàn)。

3.1 原材料

（1）水泥的選用。選用沂州集團(tuán) P·O42.5 水泥，其技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 水泥技術(shù)指標(biāo)

（2）骨料的選用。通過圖1 可以看出，柱子所用鋼筋非常密集。對(duì)于結(jié)構(gòu)配筋密集的豎向構(gòu)件、復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)以及有特殊要求的工程，粗骨料最大粒徑不宜大于 20mm，另外為了保證混凝土的和易性、可泵性，盡量降低混凝土在高空下落時(shí)的漿體分離，粗骨料的針片狀含量也不應(yīng)大于 5%，含泥量不得大于 1.0%，泥塊含量不得大于 0.5%；細(xì)骨料宜采用中砂，含泥量不得大于2.0%，泥塊含量不得大于 0.5%。因此，粗骨料我們選用 5～20mm 連續(xù)級(jí)配碎石，細(xì)骨料采用沂河中砂，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如表2、表3 所示。

表2 碎石技術(shù)指標(biāo)

表3 砂技術(shù)指標(biāo)

（3）礦物摻合料的選用。粉煤灰和礦粉的復(fù)摻已經(jīng)在混凝土的配制中普遍應(yīng)用了，但是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)考慮到礦粉對(duì)混凝土耐久性的不利影響，所以在高拋免振搗混凝土的配制中我們選擇只添加適量的粉煤灰，用以改善混凝土和易性，增加密實(shí)性，降低水化熱。所用粉煤灰的技術(shù)指標(biāo)如表4 所示。

表4 粉煤灰技術(shù)指標(biāo) %

（4）外加劑的選擇。萘系外加劑能做到滿足試驗(yàn)條件的減水率，但是其坍落度經(jīng)時(shí)損失較大，不利于工程施工。而聚羧酸外加劑除了有較高的減水率，坍落度經(jīng)時(shí)損失也較小，因此最終選擇了聚羧酸外加劑，其技術(shù)指標(biāo)見表5。

表5 外加劑技術(shù)指標(biāo)

（5） 因混凝土膠凝材料用量和用水量較大，混凝土的收縮變形也較大。因此，為了防止混凝土收縮變形，改善混凝土和易性，必須摻加一定量的膨脹劑。本工程中采用臨沂莒南金源膨脹劑，限制膨脹率水中 28d 為 0.036%，空氣中21d 為 -0.018%。

3.2 配合比

根據(jù) JGJ55—2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行配合比試驗(yàn)，最終選定配合比如表6 所示。

表6 混凝土配合比

3.3 配合比的驗(yàn)證試驗(yàn)

驗(yàn)證試驗(yàn)?zāi)康氖且?yàn)證特定配合比混凝土的各種性能。驗(yàn)證其充填性和流動(dòng)性在每盤混凝土中的工作性能以及其配制強(qiáng)度是否符合規(guī)定的要求。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果如下：

（1）坍落度平均值為 265mm，流動(dòng)度符合施工要求。

（2）擴(kuò)展度均值的平均值為 670mm，每個(gè)擴(kuò)展度兩垂直方向相差的最大值為 100mm；從擴(kuò)展度試驗(yàn)中可以觀察到混凝土的抗離析性能很好。

（3）考慮實(shí)際運(yùn)輸時(shí)間，混凝土 60min 的坍落度為260mm，擴(kuò)展度為 640mm，保塑效果良好，滿足施工要求。

（4）用免振搗方法成型了 3d、7d、28d 檢測(cè)強(qiáng)度的試件；且每盤用插搗方法成型一組與免振搗方法成型的混凝土試件強(qiáng)度作對(duì)比。其結(jié)果如表7 所示。

表7 強(qiáng)度對(duì)比表

由以上數(shù)據(jù)可以看出在同一配比中，免振搗法和插搗法制作試塊從強(qiáng)度增長(zhǎng)和立方體抗壓強(qiáng)度方面差異較小，這說明該配比適合于免振搗方法的施工。

4 施工工藝

4.1 工藝原理

高拋免振搗混凝土的工藝原理是采用合理的配合比，使混凝土拌合物具有很高的流動(dòng)性，在高空拋落中不離析、不泌水，不經(jīng)振搗或少振搗，而利用澆筑過程中在高處下拋時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能達(dá)到自密實(shí)的要求。

4.2 澆筑前準(zhǔn)備

（1）高拋免振搗混凝土具有特殊的應(yīng)用范圍，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、施工順序等相關(guān)的要求對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底。

（2）檢查模板支設(shè)和鋼筋綁扎質(zhì)量，充分考慮混凝土的沖擊力，避免出現(xiàn)鋼筋位移、漲模漏漿現(xiàn)象，影響工程質(zhì)量。

（3）澆筑時(shí)清除基底的雜物和積水，先填以50～100mm 厚與混凝土成分相同的水泥砂漿，防止自由下落的混凝土粗骨料產(chǎn)生彈跳。

4.3 混凝土的澆筑

（1）泵管出料口盡量伸入模板內(nèi)，利用混凝土下落產(chǎn)生的動(dòng)能來達(dá)到混凝土的自密實(shí)，如拋落高度過高超過 12m時(shí)，可使用導(dǎo)管、溜槽等措施；不足 3m 時(shí)，應(yīng)適當(dāng)振搗混凝土，避免因拋落高度小，不能靠動(dòng)能沖擊力實(shí)現(xiàn)混凝土密實(shí)。

（2）高拋免振搗混凝土澆筑布料點(diǎn)應(yīng)結(jié)合混凝土拌合物特性和工程特點(diǎn)選擇適宜的間距，一般不要超過 2m；當(dāng)構(gòu)件鋼筋較密時(shí)，應(yīng)當(dāng)加密布料點(diǎn)。

（3）高拋免振混凝土施工部位一般具有特殊性，如形成了施工縫難以按施工縫相關(guān)要求進(jìn)行施工。因此，混凝土的泵送和澆筑應(yīng)保持其連續(xù)性。

4.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

（1）混凝土澆筑完畢，應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d。

（2）澆筑后的高拋免振搗混凝土應(yīng)采用覆蓋、灑水、噴霧、噴養(yǎng)護(hù)劑或用薄膜保濕等養(yǎng)護(hù)措施。

工程結(jié)束后，對(duì)工程實(shí)體進(jìn)行了檢測(cè)，混凝土各項(xiàng)性能都較好的達(dá)到了預(yù)期要求，避免了混凝土不密實(shí)、爛根、麻面等質(zhì)量缺陷。工程實(shí)體照片見圖1、圖2、圖3。

圖1 工程一角

圖2 柱子

圖3 柱子內(nèi)部密實(shí)情況

5 結(jié)語

高拋免振搗自密實(shí)混凝土技術(shù)與普通混凝土施工技術(shù)不同，普通混凝土施工技術(shù)都是借助外界振搗來達(dá)到混凝土密實(shí)狀態(tài)，而高拋免振搗自密實(shí)混凝土技術(shù)是依靠混凝土自身的優(yōu)異的性能來達(dá)到的，所以高拋免振搗自密實(shí)混凝土是一種高性能混凝土。

高拋免振搗自密實(shí)混凝土技術(shù)，進(jìn)一步完善了我國混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了普通混凝土施工產(chǎn)生的巨大噪聲，減少了人為影響混凝土質(zhì)量的因素，并且有效地控制了混凝土質(zhì)量，加快施工進(jìn)度，在高柱、高墻體的混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中具有廣闊的應(yīng)用前景。

[1]馮乃謙.高性能混凝土[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996.

[2]雍本.特種混凝土配合比手冊(cè)[M].成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

[3]蒲心誠.超高強(qiáng)高性能混凝土[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2003.