自密實(shí)混凝土施工問(wèn)題解析及處理措施

張 瑞

（山西水務(wù)工程建設(shè)監(jiān)理有限公司，山西 太原 030002）

1 自密實(shí)混凝土概述

自密實(shí)混凝土（簡(jiǎn)稱SCC），是指拌合物具有較高流動(dòng)性，能在自身重力作用下流動(dòng)、密實(shí)，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時(shí)獲得很好均質(zhì)性，且不需要附加振動(dòng)，在澆筑過(guò)程中不離析、不泌水，自流充滿模板和包裹鋼筋，屬于高流動(dòng)性混凝土。在傳統(tǒng)的自密實(shí)混凝土坍落度試驗(yàn)中，坍落度達(dá)到260 mm以上、擴(kuò)散度在600 mm以上時(shí)，無(wú)離析、泌水現(xiàn)象。

自密實(shí)混凝土施工具有以下優(yōu)勢(shì)：一是免去振搗工序，靠自重成型，減少施工噪音，改善工人的工作環(huán)境和周邊居民的居住環(huán)境；二是解決了不易或無(wú)法進(jìn)行振搗作業(yè)（如鋼筋過(guò)于密集、斷面過(guò)深或過(guò)于復(fù)雜等）的問(wèn)題；三是提高澆筑速度，縮短施工工期；四是節(jié)約人工；五是提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

2 生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的原材料問(wèn)題

2.1 原材料堵塞

使用粉煤灰作為礦物摻和料，施工中粉煤灰儲(chǔ)料罐發(fā)生堵塞，無(wú)法將粉煤灰從儲(chǔ)料罐中取出，只能打開(kāi)儲(chǔ)存罐罐口采用人工取出。

堵塞原因：粉煤灰放置在儲(chǔ)料罐中時(shí)間太久，加之?dāng)嚢枵酒渌O(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)，使得粉煤灰在罐中堆積密實(shí)，從而在罐口發(fā)生了堵塞。

解決措施：生產(chǎn)自密實(shí)混凝土前，對(duì)各種原材料的使用情況提前進(jìn)行檢查。粉煤灰、礦渣和石粉等材料，儲(chǔ)藏過(guò)久通常會(huì)引起一些問(wèn)題。一般在正式生產(chǎn)自密實(shí)混凝土前，需要檢查粉體材料的儲(chǔ)藏和稱量裝置是否存在問(wèn)題。并且進(jìn)行配合設(shè)計(jì)時(shí)的試驗(yàn)室試拌與在工程中應(yīng)用時(shí)的正式攪拌不宜間隔太久。

2.2 攪拌時(shí)間

通常在自密實(shí)混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，還同時(shí)生產(chǎn)常規(guī)混凝土，所以兩種混凝土只能進(jìn)行交替攪拌。在交替生產(chǎn)過(guò)程中，由于操作員失誤，沒(méi)有對(duì)攪拌時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，按照常規(guī)混凝土的攪拌時(shí)間1 min進(jìn)行攪拌，而自密實(shí)混凝土的設(shè)計(jì)攪拌時(shí)間是2 min，導(dǎo)致出盤的混凝土成為未拌和完全的低流動(dòng)性混凝土，不得不扔掉。

由于水分比較低，生產(chǎn)自密實(shí)混凝土所需攪拌時(shí)間，通常需要比常規(guī)提凝土長(zhǎng)一些，根據(jù)混凝土攪拌站的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)自密實(shí)混凝土攪拌時(shí)間在2 min以上?，F(xiàn)在常用的新型攪拌系統(tǒng)中，攪拌時(shí)間一般可根據(jù)混凝土的配合比自動(dòng)設(shè)置，所以類似的由攪拌時(shí)間設(shè)置不當(dāng)而引起的問(wèn)題很少見(jiàn)了。但攪拌時(shí)間仍是獨(dú)立于混凝土配臺(tái)比，需要進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定。

解決措施：無(wú)論攪拌時(shí)間是不是與混凝土的混合比例綁定在一起，都要對(duì)操作系統(tǒng)進(jìn)行檢查。如果二者是獨(dú)立設(shè)置的，在攪拌之前更需要加倍小心，對(duì)攪拌時(shí)間進(jìn)行設(shè)定?；炷翑嚢钑r(shí)間設(shè)定的細(xì)則，應(yīng)在混凝土生產(chǎn)系統(tǒng)手冊(cè)或者核對(duì)表中給出。

2.3 流動(dòng)性的波動(dòng)

夏季生產(chǎn)混凝土?xí)r，需要對(duì)骨料進(jìn)行噴水預(yù)冷，導(dǎo)致自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性發(fā)生波動(dòng)，每一批自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性都不相同。通過(guò)增加測(cè)量骨料表面含水率的次數(shù)，解決流動(dòng)性波動(dòng)的問(wèn)題，但是由于骨料表面含水率太高，降低了測(cè)量精度，無(wú)法達(dá)到控制自密實(shí)混凝土流動(dòng)性的目的。原因是噴水預(yù)冷使骨料表面含水率增高，料倉(cāng)中骨料的含水率分布不均，無(wú)法保持骨料表面含水率恒定。

解決方法：自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性，受加水量影響較大，骨料表面含水率影響加水精度?？梢酝ㄟ^(guò)以下3種方法來(lái)控制骨料含水率，達(dá)到穩(wěn)定自密實(shí)混凝土流動(dòng)性的目的。

一是骨料準(zhǔn)備好之后，至少要存放1～2 d時(shí)間，使其靜置至含水率穩(wěn)定，且分布均勻；可通過(guò)加蓋頂棚的方法，避免風(fēng)吹、雨淋、日曬等因素的影響。二是每批混凝士拌和前，先測(cè)量骨料含水率。三是每次開(kāi)始攪拌時(shí)，不要使用最表層的那部分骨料。四是通過(guò)離心力使?jié)裆懊撍?，可以有效使混凝土含水率保持恒定?/p>

2.4 原材料變化

攪拌站用粉煤灰作為礦物摻和料生產(chǎn)自密實(shí)混凝土，自密實(shí)混凝土的含氣量突然超出允許范圍。經(jīng)原材料檢查，儲(chǔ)存粉煤灰的儲(chǔ)料罐較小，每次進(jìn)料只夠使用2周，必須經(jīng)常購(gòu)入新粉煤灰，粉煤灰特性的變化導(dǎo)致混凝土含氣量變化。原因是火電站不同生產(chǎn)的粉煤灰特性不同，由于在同種自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)過(guò)程中，使用了不同特性的粉煤灰，導(dǎo)致混凝土含氣量變化。

為避免類似情況，建義采用以下方法：一是生產(chǎn)同一批自密實(shí)混凝土前，一次性購(gòu)買足夠量的原材料，以免兩次購(gòu)入的原材料特性發(fā)生變化。二是每盤混凝土在攪拌前，都要仔細(xì)核對(duì)配料單。

2.5 離析泌水

剛出盤混凝土的坍落、擴(kuò)展度均滿足設(shè)計(jì)要求，輸?shù)浇ㄖさ睾蟮幕炷撂鋽U(kuò)展度超過(guò)了700 mm，并發(fā)生了離析泌水現(xiàn)象，混凝土的溫度已經(jīng)超過(guò)了30℃。原因是運(yùn)輸?shù)焦さ氐幕炷翜囟龋冗M(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)的溫度升高了很多，高溫影響了高效減水劑的作用效果及作用時(shí)間。

應(yīng)對(duì)措施：高效減水劑受影響程度，取決于高效減水劑的種類、用量、水泥的種類以及攪拌時(shí)的投料順序等。配合比設(shè)計(jì)時(shí)，需要模擬實(shí)際工程條件，對(duì)混凝土的自密實(shí)性能，及歷時(shí)變化進(jìn)行檢測(cè)；此外，工期較長(zhǎng)的工程，還需考慮到溫度的季節(jié)變化，通過(guò)調(diào)整高效減水劑的用量或者種類解決溫度的影響。

3 施工過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題分析及經(jīng)驗(yàn)措施

3.1 跑模

使用自密實(shí)混凝土澆筑墻體時(shí)，墻體下方模板局部開(kāi)裂發(fā)生跑模，大量自密實(shí)混凝土從缺口處流出。用來(lái)修補(bǔ)模板和清理流出混凝土的時(shí)間太長(zhǎng)，浪費(fèi)施工時(shí)間。原因是新拌自密實(shí)混凝土具有很高的流動(dòng)性，對(duì)側(cè)邊模板的壓力大于液體壓力，且自密實(shí)混凝土可以從很小的間隙中流出，若模板支撐強(qiáng)度不夠，在自密實(shí)混凝土的高側(cè)壓力下就會(huì)導(dǎo)致跑模，大量自密實(shí)混凝土就會(huì)在跑模缺口處流出。

措施：澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r，必須保證模板及其支撐的剛度和強(qiáng)度，避免在澆筑過(guò)程中發(fā)生跑模。此外，澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r，測(cè)量模板所受的側(cè)壓力，以及控制自密實(shí)混凝土的澆筑速度，也可以有效防止跑模。

3.2 泵進(jìn)后的性能變化

泵送自密實(shí)混凝土進(jìn)行澆筑，要求混凝土到施工現(xiàn)場(chǎng)后，具有較好的流動(dòng)性。經(jīng)過(guò)泵送到澆筑倉(cāng)面的混凝土，出現(xiàn)變硬、流動(dòng)性喪失的現(xiàn)象，也就是說(shuō)，泵送過(guò)程改變了混凝土的流動(dòng)性。原因是泵送時(shí)的高壓，可能會(huì)改變自密實(shí)混凝土的自密實(shí)性能，造成混凝土流動(dòng)性的降低，導(dǎo)致混凝土的離析泌水。

經(jīng)驗(yàn)措施：實(shí)際施工中，有關(guān)泵送后自密實(shí)混凝土的特性發(fā)生變化的例子很多，有的是降低流動(dòng)性能，有的導(dǎo)致離析泌水，有的反而能增加流動(dòng)性。至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)發(fā)生這些問(wèn)題的機(jī)理?？赡芘浜媳?、高效減水劑的種類和攪拌方法都會(huì)有一定的影響，最好在正式澆筑前，通過(guò)泵送試驗(yàn)來(lái)檢查混凝土的質(zhì)量。

3.3 泵送管道爆裂

使用Y形管道泵送自密實(shí)混凝土?xí)r，Y形管道連接處突然發(fā)生爆裂，大量混凝土從管道中流出。原因是自密實(shí)混凝土的黏度很高，泵送時(shí)需要較高的壓力，如果管道的承載壓力較低，泵送過(guò)程的高壓將導(dǎo)致管道發(fā)生爆裂。

措施：自密實(shí)混凝土的高黏度，決定了泵送過(guò)程的高壓力，通過(guò)使用壁厚較大的管道，避免類似問(wèn)題的發(fā)生。

4 后期養(yǎng)護(hù)常見(jiàn)問(wèn)題分析及經(jīng)驗(yàn)措施

4.1 收縮裂縫

自密實(shí)混凝土澆筑橋梁欄桿扶手，拆模后第5 d發(fā)現(xiàn)了一批裂縫，裂縫的寬度達(dá)到了0.1 mm，裂縫段間距10 m左右。最終采用水泥和環(huán)氧化合物來(lái)修補(bǔ)裂縫；自密實(shí)混凝土加入膨脹劑后，避免了該問(wèn)題的發(fā)生。問(wèn)題原因，混凝土自身收縮、干燥收縮或溫度應(yīng)力作用導(dǎo)致；另外，各種車輛在橋上經(jīng)過(guò)時(shí)引起的震動(dòng)，對(duì)早期混凝土的影響也可能是產(chǎn)生裂縫的因素之一。

措施：通過(guò)調(diào)整混凝土配合比，保障混凝土特性；通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、科學(xué)的養(yǎng)護(hù)降低裂縫產(chǎn)生；減少環(huán)境影響，避免混凝土裂縫。

4.2 溫度裂縫

水利工程中，使用自密實(shí)混凝土封堵導(dǎo)流隧洞，拆模時(shí)在混凝土塞的中間，發(fā)現(xiàn)了一條寬度約為0.5 mm的裂縫，最終施工人員通過(guò)灌漿來(lái)修補(bǔ)裂縫?；炷僚浜媳葘?shí)驗(yàn)時(shí)，沒(méi)有因水化熱而產(chǎn)生溫度裂縫，實(shí)際施工時(shí)自密實(shí)混凝土的抗離析能力不達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)增加低熱水泥用量的方法，提高了新拌混凝土的自密實(shí)性能。裂縫原因，混凝土的高水化熱造成裂縫發(fā)育；因混凝土配合比的臨時(shí)修改，造成水化熱升溫比預(yù)計(jì)高出很多，導(dǎo)致溫度裂縫產(chǎn)生。

經(jīng)驗(yàn)與措施：自密實(shí)混凝土在達(dá)到較高流動(dòng)性的同時(shí)，還具有較強(qiáng)的抗離析能力，要使用比常規(guī)混凝土高得多的粉體材料。由于不同粉體材料的性能不同，可能導(dǎo)致水泥用量超標(biāo)，從而產(chǎn)生高水化溫升。新拌混凝土為了達(dá)到必要的自密實(shí)性能，配合比中“足夠的粉體含量”比“水泥含量”更重要，使用石粉和粉煤灰等粉體材料生產(chǎn)的自密實(shí)混凝土，可以有效降低混凝土的水化熱，或使用低熱水泥取代粉體材料?？傊浜媳仍O(shè)計(jì)，必須進(jìn)行溫度應(yīng)力測(cè)試與分析。

4.3 表面氣泡

自密實(shí)混凝土進(jìn)行隧洞襯砌，拆模后發(fā)現(xiàn)混凝土表面存在大量的較大氣泡。在混凝土到達(dá)齡期后，鉆孔取芯對(duì)內(nèi)部進(jìn)行檢查，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氣泡的存在。原因是自密實(shí)混凝土的高黏度，導(dǎo)致在澆筑過(guò)程中進(jìn)入混凝土內(nèi)部的氣泡，不能在初凝前從表面逸出。

處理措施：自密實(shí)混凝土表面的氣泡不深，不會(huì)影響到混凝土的耐久性。為使自密實(shí)混凝土具有良好的外觀，可以通過(guò)以下幾種方法來(lái)消除表面氣泡。一是減慢澆筑速度。二是增加混凝土流動(dòng)距離。三是減小混凝土垂直落差。四是在模板的表面進(jìn)行輕微振動(dòng)。

4.4 麻面

使用自密實(shí)混凝土進(jìn)行高架橋墩澆筑，在垂直泵送了40 m之后，自密實(shí)混凝土發(fā)生了泌水現(xiàn)象。拆模后發(fā)現(xiàn)混凝土表面好像被水沖過(guò)一樣，產(chǎn)生“麻面”。通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)，只有表面存在這種現(xiàn)象，混凝土體本身具有足夠的強(qiáng)度，對(duì)混凝土的耐久性不會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

產(chǎn)生原因：自密實(shí)混凝土的離析泌水，是由泵送時(shí)的高泵送壓力引起的。此外，工程混凝土中的含水量也高于最佳用水量；冬季施工，仍然使用夏季施工的配合比。通過(guò)調(diào)整高效減水劑用量、增加用水量，調(diào)整新拌混凝土的自密實(shí)性能。

處理經(jīng)驗(yàn)：混凝土的最佳配合比，取決于環(huán)境溫度以及原材料特性，對(duì)于工期較長(zhǎng)的工程，需要對(duì)自密實(shí)混凝土的配合比進(jìn)行季節(jié)性調(diào)整。

4.5 蜂窩

使用流動(dòng)性略小的自密實(shí)混凝土，澆筑建筑物墻體，拆模后發(fā)現(xiàn)墻體的底部出現(xiàn)了“蜂窩”現(xiàn)象，墻體中的鋼筋都暴露在外面。除了自密實(shí)混凝土本身流動(dòng)性低之外，泵送也會(huì)使流動(dòng)性降低；此外，澆筑過(guò)程中，混凝土的垂直落差較大時(shí)，也會(huì)加速配料分離。

處理措施：只有自密實(shí)混凝土具有足夠的自密實(shí)性能時(shí)，才能達(dá)到“無(wú)需振搗密實(shí)”的要求，所以施工前要對(duì)泵送混凝土進(jìn)行自密實(shí)性能檢測(cè)。還需要注意，自密實(shí)混凝土的密實(shí)度，不僅由本身自密實(shí)性能決定，同時(shí)還受到建筑物中施工部位和施工方法的限制，如流動(dòng)距離和垂直落差等。