房建工程特種精細混凝土（LTCK）的應用研究

夏 競

（中鐵十八局集團國際工程有限公司，天津 300222）

1 工程概況

文苑高級酒店式公寓工程位于阿聯酋迪拜文苑村，是一座2B+LG+G+9的建筑。該項目包括結構施工以及內部精裝修和游泳池等各項設施設備的安裝，工期僅有18個月，工期十分緊張，現場施工場地條件也較差，施工質量要求高。為了解決工期緊、任務重這些施工難題，經現場多次考察、分析，并與設計單位、監(jiān)理單位多次討論，決定在混凝土工程中，使用特種精細混凝土（LTCK）來代替普通混凝土。

2 特種精細混凝土（LTCK）澆筑方案

2.1 強度分析

（1）組成。

對特種精細混凝土的技術性能進行確定?？疾斓闹笜酥饕校簭姸取⒛Y時間。試驗按照現行規(guī)范規(guī)定方法進行。首先確定特種精細混凝土的原材料。

①水泥：海螺P.II 52.5R硅酸鹽水泥。其化學組成及物理性能分別見表1和表2。

表1 水泥的化學組成/%

表2 水泥的物理性能

②其余膠凝材料：日本產無機快硬膠凝材料，該材料特性為早期強度高且長期強度持續(xù)穩(wěn)定。

③精細骨料：級配碎石，骨料粒徑分別為0～3mm、3～5mm、5～8mm。

④摻合料：

A 粉煤灰：II級粉煤灰；

B 礦渣微粉：S95級。

其化學組成分別見表3和表4。

表3 粉煤灰的化學組成/%

表4 S95礦渣微粉的化學組成/%

⑤化學添加劑：

A 纖維素醚：纖維素醚M1，黏度500Pa.s，纖維素醚M2，黏度20000Pa.s。

B 減水劑：聚羧酸減水劑，減水率25%。

（2）試驗方法。

①抗壓強度等級標準參照GB／T50081—2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》。特種精細混凝土5h抗壓強度即可達到20MPa，1d抗壓強度達到30MPa，28d抗壓強度持續(xù)增長到45MPa（見表5）。

表5 LTCK特種精細混凝土理論抗壓強度

②特種精細混凝土試塊在常溫下養(yǎng)護3h后脫模，然后放置在20℃±2℃的自來水中養(yǎng)護到所需齡期后，分別測定5h、1d、28d的抗壓強度。

由圖1可以看出，LTCK特種精細混凝土強度隨摻水量的增加有遞增趨勢，當用水與干料重量比為1：10時，混凝土的抗壓強度最接近理論強度。

2.2 組成材料對特種精細混凝土的影響

（1）礦渣微粉對精細混凝土的影響。礦渣微粉摻量變化對精細混凝土力學性能的影響見表6。從表6可以看出，隨著礦渣微粉摻量增大，精細混凝土的5h、1d抗壓強度逐漸降低，原因在于礦渣微粉的二次水化在常溫常壓下速度較慢，所以礦渣微粉摻量越多，早期強度會有所降低。隨礦渣微粉著摻量增大，精細混凝土28d抗壓強度雖有所降低，但變化幅度較小。可見，礦粉微粉在一定摻量范圍內仍能保證精細混凝土具有良好的抗壓強度。

圖1 特種精細混凝土的強度發(fā)展趨勢

表6 摻礦渣微粉精細混凝土的強度測試結果

（2）粉煤灰對精細混凝土的影響。粉煤灰摻量變化對精細混凝土力學性能的影響見表7。從表7可以看出，隨著粉煤灰摻量增大，精細混凝土的1d抗壓強度逐漸降低，原因在于粉煤灰的二次水化在常溫常壓下速度較慢，所以粉煤灰摻量越多，早期強度會有所降低。隨著粉煤灰摻量增大，精細混凝土28d抗壓強度雖有所降低，但變化幅度較小。可見，粉煤灰在一定摻量范圍內仍能保證精細混凝土具有良好的抗壓強度。

表7 摻粉煤灰水泥漿的強度測試結果

（3）減水劑對精細混凝土的影響。減水劑摻量變化對精細混凝土力學性能的影響見表8。從表8可以看出，隨著減水劑摻量增大，精細混凝土的5h、1d、28d抗壓強度逐漸增加，減水劑有在保證施工性能的情況下減少用水量的作用，在混凝土中混凝土抗壓強度與水灰比成反比，因此隨著減水劑用量的增加，精細混凝土早期及后期強度增加。通過表2-8可以看出，減水劑增加到一定范圍后，強度停止增長，甚至降低，這是因為減水劑在混凝土中有個摻量飽和點，超過飽和點技術經濟性都不佳，因此通過試驗確定精細混凝土中減水劑的最佳摻量很重要。

表8 減水劑對精細混凝土抗壓強度影響

（4）通過以上研究，得到以下結論：

礦渣微粉對精細混凝土早期強度影響較大，后期強度影響較小，選用粉煤灰時要控制礦渣微粉的摻入量。

粉煤灰對精細混凝土早期強度影響與礦渣微粉類似，粉煤灰對精細混凝土早期強度影響較大，降低早期強度，后期強度影響較小，選用粉煤灰時要控制粉煤灰的摻入量。

減水劑對精細混凝土的早期及后期強度都有影響，但當減水劑增加到一定范圍時，強度停止增長甚至降低，因此通過試驗確定精細混凝土中最佳摻量很重要。

2.3 配合比比選資料及最佳配比的確定過程

通過配制精細混凝土并測定精細混凝土的性能，對精細混凝土的配合比進行優(yōu)化設計（見表9-10）。

表9 精細混凝土配合比優(yōu)化方案表

表10 精細混凝土的力學性能測試結果

基于上述配合比的性能測試結果，需要對精細混凝土配合比進一步優(yōu)化，從性能和經濟性方面獲得性價比良好的精細混凝土配合比。從前面的性能研究結果，可以得到精細混凝土的組成材料最佳范圍，從最佳范圍中選定幾個配合比進行性能測定，以評估上述精細混凝土配合比是否能夠滿足相關標準要求。所選定的3個精細混凝土配合比如表11所示。

表11 精細混凝土配合比二次優(yōu)化方案表

2.4 特種精細混凝土施工的基本要求

（1）施工時環(huán)境溫度宜為5℃～30℃?；炷翝仓r間是7月份，為一年中氣溫最高的月份。為了滿足早強混凝土施工時對環(huán)境溫度的要求，混凝土澆筑選在夜間進行，站內利用空調降溫，保證站內溫度低于30℃。

（2）拌和水質量應符合JGJ63—2006《混凝土拌和用水標準》規(guī)定，水溫以5℃～30℃為宜?，F場澆筑用水從車站既有供水管線接引供水干管，采用直徑為φ25mm的管供水。澆筑前對所有供水設施進行檢查、保養(yǎng)和維護，確保連續(xù)供水。

（3）特種精細混凝土采用LXF30型連續(xù)式攪拌機進行拌和。該機械是一款通用萬能攪拌機，適用于干粉砂漿產品的攪拌，具有移動運輸方便、適用操作簡單、攪拌品質優(yōu)良、無廢料、清洗簡單便捷的優(yōu)點。

2.5 特種精細混凝土施工前準備

（1）將LTCK特種精細混凝土干料運送到存放車間，然后運送到混凝土施工地點。

（2）澆筑前對模板進行檢查，確保模板牢固，所有縫隙均進行封閉處理。

（3）施工前清理混凝土澆筑基礎，保證新樓梯與舊混凝土面接茬部位基層表面應清理平整、粗糙、清潔、無油污，無浮灰，不應有起砂、空鼓、裂紋等現象。

施工前用水沖洗基礎表面并保持潮濕狀態(tài)，但不得有積水。

2.6 特種精細混凝土澆筑與養(yǎng)護

（1）將特種精細混凝土干粉材料倒入漏斗中，設流量計控制干粉材料流出速度為1000g/s，保證每分鐘干粉材料流出量為60kg。

（2）將拌和用水加入水桶內，出水管連接攪拌機攪拌桶。設流量計控制水流速度為100g/s，保證每分鐘出水量6kg。

（3）干粉材料和拌和用水都設專人盯控，嚴防缺料。

圖2 干粉與水拌合

（4）LXF30型攪拌機將干粉材料與拌和用水攪拌均勻，泵送至混凝土澆筑部位?；炷练謱訚仓繉雍穸炔淮笥?50mm，澆筑過程中使用振動棒對材料進行振搗密實。

圖3 泵送混凝土

（5）由于特種精細混凝土初凝時間短，為了防止產生混凝土施工冷縫，澆筑作業(yè)應連續(xù)進行。

（6）澆筑混凝土時，觀察模板、支架、鋼筋、預埋件和預留孔洞的情況。當發(fā)現有變形、移位時，立即停止?jié)仓⒃谝褲仓幕炷聊Y前修整完好。

（7）混凝土澆筑完畢后立即壓抹，并一次性抹平。

圖4 混凝土抹面

待混凝土終凝后，即開始進行灑水養(yǎng)護，并用土工布覆蓋，保持濕潤?；炷量箟簭姸冗_到設計或規(guī)范的要求時，即可拆除模板。拆模時避免重撬硬砸，損傷混凝土面層。特種精細混凝土1d可達到設計強度，即可拆除模板。

3 特種精細混凝土（LTCK）的技術特性

（1）快硬早強?？煊苍鐝娛翘胤N精細混凝土最基本的特性，特種精細混凝土的初凝時間為1h，1d后即可達到理論抗壓強度。特種精細混凝土性能優(yōu)良，不僅適用于快速澆筑，而且在加工預制構件時，在不用蒸汽養(yǎng)護的情況下可提前交付使用，不僅節(jié)約養(yǎng)護設備、燃料費用，而且可以降低能耗，減少環(huán)境污染。另外，還可以提高拆模速度，加快模具周轉，從而降低生產成本。

（2）收縮小。收縮率較大一直是普通混凝土中較難解決的一個問題，較大的收縮變形在混凝土結構物中形成很大的收縮應力，因此結構薄弱區(qū)很易開裂破壞。而特種精細混凝土在空氣中的收縮較小，可大大減少混凝土結構物收縮開裂的可能。

（3）后期性能穩(wěn)定。混凝土的后期性能穩(wěn)定可以保證結構物使用年限較長，減少維修費用。

（4）適用范圍較靈活。特種精細混凝土的施工可根據應用情況靈活控制，適合較小空間的施工，且對于混凝土結構的截面尺寸限制較小。

4 工程應用

該澆筑方法在阿聯酋迪拜文苑村文苑高級酒店式公寓工程中得到了成功應用。特種精細混凝土的質量控制情況良好，不僅節(jié)約了人力、物力等施工成本，而且節(jié)省了工期，降低了運營線施工風險，具有很好的推廣應用前景。

5 結束語

本工程使用特種精細混凝土（LTCK）來代替普通混凝土。該種新型材料采用日本無機特殊混合材料技術制造，早期強度高且長期強度持續(xù)穩(wěn)定，具有漿料和易性優(yōu)良、早強、硬化后材料體積穩(wěn)定等優(yōu)點。該材料特有和易性緩釋專利技術，克服拌合物泌水、離析等問題，并可較好抑制裂紋的產生，經過工廠專業(yè)配制，現場加水混合即可使用。使用該種新型材料不僅有效克服了現場施工場地不足的不利因素，且降低了施工安全風險，既保證了混凝土工程的施工質量，又能夠節(jié)約工期，同時滿足了現場的文明施工要求。