C40 自密實混凝土在巨山花園工程中的應(yīng)用

李紅，馮園慶，王昆，王偉，王眾望

（棗莊中興商品混凝土有限公司，山東 棗莊 277000）

1 工程概況

自密實混凝土在自重作用下可以快速流動、密實，即使存在致密鋼筋的情況下也能充分填充模板并獲得良好均質(zhì)性和強度[1]。在工程中使用，一方面，可提高工程效率，減少施工噪音污染，另一方面可保證工程質(zhì)量，符合綠色施工和節(jié)能環(huán)保的要求。

棗礦城·巨山花園是一個高檔住宅項目，位于山東省棗莊市黃河路以南，井岡山中路以西，配套設(shè)施完整，包括高層住宅樓、沿街服務(wù)配套及地下車庫。為避免傳統(tǒng)外保溫脫落問題，本工程外墻面采用建筑結(jié)構(gòu)一體化 IPS 現(xiàn)澆混凝土自保溫體系[2]（見圖 1），該體系集承重、保溫、圍護于一體化，保溫防火性能好，能實現(xiàn)建筑保溫與墻體同壽命。但是，由于 IPS 網(wǎng)架板鋼筋密、混凝土層較薄，難以振搗，IPS 墻板需采用自密實混凝土澆筑，且混凝土強度等級均在 C40 以上。因此，自密實混凝土的流動性、填充性及抗離析性直接決定著 IPS 現(xiàn)澆混凝土自保溫體系的效果。

圖 1 巨山花園現(xiàn)場 IPS 保溫體系構(gòu)造示意圖

2 自密實混凝土的制備

自密實混凝土配制的關(guān)鍵在于優(yōu)化粗細集料的粒形和級配，使其形成最緊密堆積、最小空隙率，再配比適當?shù)哪z凝材料體系，使混凝土自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力足以克服自身體系的屈服應(yīng)力，具有良好的粘聚性和抗離析性能。

2.1 原材料

水泥，自密實混凝土膠凝材料用量相對較大，用以保證其良好的流動性和粘聚性。為了降低混凝土水化溫升，應(yīng)控制水泥中的 C3A 和堿含量。因此，本工程選用滕州中聯(lián)水泥有限公司生產(chǎn)的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥，該水泥 3d 強度 28.7MPa，28d 強度 48.2MPa，初凝時間 165min，終凝時間 284min，標稠用水量 27.8%。

礦物摻合料，引入礦物摻合料替代部分水泥，不但可以降低混凝土成本，還可以改善混凝土的工作性、耐久性。綜合考慮本工程特點和施工季節(jié)，本工程采用 Ⅰ 級粉煤灰，充分利用其滾珠效應(yīng)提高自密實混凝土的流動性和填充性。粉煤灰細度 8.6%，需水量比92%，燒失量 1.5%。

細集料，選擇質(zhì)地堅硬、級配良好且含泥量低的河砂，細度模數(shù) 2.8，并且保證河砂中小于 0.125mm 的細粉含量，這有助于改善自密實混凝土的流變性能。

粗集料，選用針片狀顆粒含量少、質(zhì)地堅硬、密實、潔凈的碎石，粒徑 5～16mm，含泥量 0.2%。

外加劑，自密實混凝土的高流動性、高穩(wěn)定性、間隙通過能力和填充性都需要借助外加劑來實現(xiàn)[3]，因此減水劑應(yīng)具有與水泥良好的相容性、較大的減水率、緩凝且保坍性。本工程選用聚羧酸高性能減水劑，減水率30%，且內(nèi)摻增粘劑。

2.2 混凝土配合比參數(shù)

（1）水膠比

水膠比按混凝土填充性 SF2、強度等級 C40 及耐久性選擇確定，一般在 0.4 以下，膠凝材料用量宜為450～550kg/m3，且用水量不宜超過180kg/m3。水膠比選擇參照泵送混凝土，通過室內(nèi)試拌，并以擴展度660～755mm 控制，確定單位用水量?；炷僚浜媳纫姳?1，混凝土拌合物性能及物理力學(xué)性能試驗見表 2。

表 1 自密實混凝土配合比 kg/m3

表 2 自密實混凝土性能

由表 2 可知，由于單方用水量固定，隨著水膠比的增大，自密實混凝土的膠凝材料總量降低，從而新拌混凝土的擴展度與含氣量均隨之減小，抗壓強度也同樣隨著水灰比的增大而降低。綜合新拌混凝土擴展度、含氣量及硬化混凝土的抗壓強度，C40 混凝土的水膠比控制在 0.31 較為適宜。

（2）砂率

所謂合理砂率，就是在用水量一定的前提下，混凝土在保持粘聚性和保水性的同時，流動性最大。適當增加砂率，可以提高自密實混凝土的粘聚性，從而減少骨料分離和離析，改善混凝土的密實性。以 C2 混凝土配合比為基準，在用水量不變的情況下，自密實混凝土拌合物砂率與擴展度關(guān)系見表 3 與圖 2。

表 3 砂率對自密實混凝土拌合物性能的影響

圖 2 砂率對自密實混凝土拌合物擴展度的影響

由表 3 與圖 2 可以看出，自密實混凝土的擴展度隨著砂率的增大先增加后降低，48% 是個拐點。這是因為，隨著砂率的增加，有更多的砂漿可以用于填充粗骨料空隙和包裹粗骨料，從而表現(xiàn)在混凝土的擴展度增大。但砂率的增加，意味著需要更多的水和膠凝材料來包裹砂子。當砂率過了拐點后，凈漿量就不足以填充和包裹砂子了，對粗骨料來說，砂漿量就少了。因此，自密實混凝土的擴展度就降低了。

（3）摻合料用量

為了降低混凝土的水化熱，提高和易性及擴展度，在其它參數(shù)不變的情況下，將粉煤灰摻量由原來的 20%提高到 22%。最終確定的 C40 自密實混凝土配合比參數(shù)見表 4。

表 4 自密實混凝土配合比參數(shù)

2.3 自密實混凝土拌合物性能

為了全面評價自密實混凝土的高流動性、高穩(wěn)定性和鋼筋間隙通過能力，對表 4 自密實混凝土拌合物進行坍落擴展度、擴展時間、J 環(huán)障礙高差、泌水率及含氣量測試，測試結(jié)果見表 5、圖 3 和圖 4?？梢钥闯觯悦軐嵒炷涟韬衔镄阅芰己?，具有良好的填充性和密實性，符合 IPS 現(xiàn)澆混凝土自保溫體系對混凝土的性能要求。

表 5 自密實混凝土拌合物性能

圖 3 混凝土坍落擴展度

圖 4 J 環(huán)障礙高差

3 自密實混凝土施工

（1）原材料進廠時嚴把質(zhì)量關(guān)，對于不達標的材料，尤其是粗細骨料，攪拌站做到堅決不收貨。合格原材料進廠后，單獨存放，與普通物料區(qū)分。

（2）自密實混凝土生產(chǎn)時，須時時監(jiān)測粗細骨料的含水率，同時調(diào)整混凝土拌合用水量。為保證物料攪拌均勻，可以采用以下投料順序：投入粗骨料→細骨料→噴淋加水 W1→水泥→摻合料→剩余水 W2，攪拌 30s后加入高效減水劑，攪拌 90s 后出料[4]。

（3）自密實混凝土到達現(xiàn)場后，查看混凝土狀態(tài)，不得離析泌水。抽查擴展度是否達標，若混凝土流動性損失過大，不得直接加水，而應(yīng)加入減水劑進行調(diào)試。并且，保證調(diào)試后立即泵送。

（4）確保 IPS 板兩側(cè)模板的剛度、穩(wěn)定性，從而防止混凝土漏漿。此外，應(yīng)在內(nèi)外側(cè)模板內(nèi)中部設(shè)置分格線條標記，兩側(cè)混凝土分層澆筑時，用于控制兩側(cè)漿面高差，防止一側(cè)側(cè)壓力過大導(dǎo)致 IPS 板位移變形，避免出現(xiàn)混凝土大面積空洞，失去對保溫板的防護（見圖5）。

圖 5 模板工程

圖 6 混凝土澆筑

圖 7 敲打外模板

（5）混凝土澆筑時，尤其是剪力墻，應(yīng)該分層澆筑（圖 6），并且在 IPS 板兩側(cè)反復(fù)交替澆筑，依據(jù)事先的分格線條控制標高。同時安排人員用橡膠錘或手提式振動器，對混凝土防護層外側(cè)模板輔助敲打及振動（圖 7）。如果澆筑過程中 IPS 板發(fā)生偏移，則應(yīng)立即停止?jié)仓?，先調(diào)整修復(fù) IPS 板，然后再繼續(xù)澆筑。

（6）加強養(yǎng)護，外墻模板拆除后，灑水養(yǎng)護，不間斷保持濕潤狀態(tài)。

4 結(jié)論與前景

在監(jiān)理公司、業(yè)主方與施工單位的共同努力下，棗礦城·巨山花園 IPS 自保溫體系的自密實混凝土澆筑圓滿成功，澆筑質(zhì)量達到全優(yōu)，實現(xiàn)了設(shè)計的最終目標。

隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，不用振搗或少振搗的自密實混凝土已經(jīng)進入了正常設(shè)計施工過程，在這種情況下，自密實混凝土將有很大的發(fā)展空間，成為混凝土行業(yè)的新興產(chǎn)品。