自密實(shí)混凝土的綜合效益分析

方 成 陳 誠(chéng)

(1.寧波圣華水泥制品有限公司，浙江寧波 315124; 2.寧波市誠(chéng)業(yè)混凝土有限公司，浙江寧波 315111)

0 引言

自密實(shí)混凝土是1996年由日本學(xué)者岡村甫教授發(fā)明，是一種在自重作用下無(wú)需振搗，自行填充模板空間，形成自密實(shí)結(jié)構(gòu)，并兼有良好的力學(xué)性能和耐久性能的高性能混凝土。自1998年在日本召開(kāi)了首屆自密實(shí)混凝土國(guó)際會(huì)議，自密實(shí)混凝土在日本及歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就得到了廣泛的應(yīng)用，其使用量已占到混凝土總產(chǎn)量的30%左右[1]。中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)于2004年出版了CCES 02-2004自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)與施工指南，中南大學(xué)、湖南大學(xué)等單位在2005年與2009年召開(kāi)了兩屆自密實(shí)混凝土國(guó)際會(huì)議，圍繞自密實(shí)混凝土的原材料、制備工藝、物理力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)性能、施工及應(yīng)用等幾大主題開(kāi)展了討論，建設(shè)部也在《關(guān)于進(jìn)一步做好建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)推廣應(yīng)用的通知》中，將自密實(shí)混凝土技術(shù)列為重點(diǎn)推廣的對(duì)象。

1 自密實(shí)混凝土的特性及應(yīng)用

自密實(shí)混凝土在制備過(guò)程中大量采用各類(lèi)礦物摻合料，通過(guò)與高效減水劑雙摻，使混凝土拌合物具有良好的工作性，能夠有效包裹集料，從而達(dá)到自流動(dòng)和自密實(shí)的效果，其配合比宜采用超量取代法進(jìn)行計(jì)算與調(diào)整[2]。根據(jù)理論分析及大量試驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)，自密實(shí)混凝土的配合比具有高砂率、低水膠比、高礦物摻合料摻量的特點(diǎn)，其主要參數(shù)通常如下所示:水膠比(W/B)宜為0.28～0.40，膠結(jié)材料漿體體積宜為35%～45%，砂率宜為45%～50%，減水劑應(yīng)采用減水率20%以上的高效減水劑，摻量不超過(guò)減水劑的飽和點(diǎn)，礦物摻合料按其品質(zhì)和作用效應(yīng)的不同，有各自不同的摻量范圍，如采用Ⅰ級(jí)粉煤灰，其摻量宜為15%～30%，如采用磨細(xì)礦渣，其摻量宜為30%～50%。與水膠比相同的普通混凝土相比，自密實(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度與抗拉略高[3]。通常認(rèn)為由于自密實(shí)混凝土中粉煤灰、磨細(xì)礦渣等粉體材料用量較大，砂率較高，從而導(dǎo)致其彈性模量有所降低，但是研究表明，當(dāng)強(qiáng)度等級(jí)相同時(shí)，自密實(shí)混凝土的彈性模量并不比普通混凝土低[4]。中國(guó)國(guó)家體育館是2008年第29屆奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)三大主場(chǎng)館之一，工程占地面積20.4 hm2，總建筑面積約25.8萬(wàn)m2，采用的異型鋼管高大且排布雜亂，內(nèi)部還密布著鋼筋網(wǎng)格，其縱向排列著32根鋼筋，橫向每10 cm一排密集的箍筋，若采用普通混凝土澆筑，施工將異常困難，許多部位無(wú)法實(shí)施振搗作業(yè)，無(wú)法保證施工質(zhì)量。經(jīng)多種方案對(duì)比，最終決定采用高流態(tài)自密實(shí)混凝土，通過(guò)高壓頂升、從鋼管底部注入混凝土，由底向上頂升逐步填充。實(shí)際施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度穩(wěn)定，擴(kuò)展度在550 mm～630 mm范圍，澆筑過(guò)程順利，不僅提高工效一倍多，而且混凝土整體外觀質(zhì)量良好，保證了工程的順利進(jìn)行[6]。

2 自密實(shí)混凝土效益分析

與傳統(tǒng)混凝土比較，采用自密實(shí)混凝施工的經(jīng)濟(jì)效益有以下幾個(gè)方面:

1)節(jié)省了機(jī)械能源消耗;2)節(jié)約了勞動(dòng)力;3)加快了施工進(jìn)度;4)在特殊條件下可解決現(xiàn)澆混凝土施工難題，大幅提升構(gòu)件和結(jié)構(gòu)的可靠度，減少或避免缺陷修補(bǔ)和維護(hù)的費(fèi)用[5]。

此外，自密實(shí)混凝土無(wú)需振搗，不僅簡(jiǎn)化了施工工藝，而且減少了施工期的噪聲污染，有利于居住環(huán)境的改善。同時(shí)，自密實(shí)混凝土中大量使用粉煤灰、礦渣等礦物摻合料，不但實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的資源化處理，而且節(jié)約了水泥用量，從而減少了水泥生產(chǎn)中的有害氣體(如 CO2，SO2，NOX等)的排放，有利于環(huán)境保護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

由上述自密實(shí)混凝土的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析可知，自密實(shí)混凝土技術(shù)不僅適應(yīng)了當(dāng)代超大規(guī)模、復(fù)雜化混凝土工程施工的要求，而且為混凝土走向綠色化、高性能化提供了技術(shù)保障，是混凝土工業(yè)的一次革命。我國(guó)已出臺(tái)了相關(guān)技術(shù)規(guī)范，為指導(dǎo)自密實(shí)混凝土的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。

[1] 周瑞林，賈向英，劉京紅，等.自密實(shí)混凝土的應(yīng)用與研究進(jìn)展[J].基建優(yōu)化，2006，27(2):105-107.

[2] 劉數(shù)華，王曉燕.自密實(shí)混凝土綜述[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2004(20):118-120.

[3] Persson B.A comparison between mechanical proper ties of selfcompacting concrete and the corresponding properties of normal concrete[J].Cement and Concrete Research，2001(31):193-198.

[4] 劉小潔，余志武.自密實(shí)混凝土的研究與應(yīng)用綜述[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006，3(2):6-10.

[5] 潘志宏，余志武.自密實(shí)混凝土經(jīng)濟(jì)性分析及成本優(yōu)化方法[J].混凝土，2007(10):109-112.

[6] 安同富，劉建江，楊 郡.自密實(shí)混凝土在國(guó)家體育館工程中的研究及應(yīng)用[J].混凝土，2008(7):83-86.