绿色自密实混凝土施工研究与工程应用

【摘要】本文依托六盘水凉都体育中心体育馆项目，对绿色自密实混凝土关键施工技术进行了充分研究，提出的配合比设计方案、材料的选择要求、自密实混凝土的浇筑及养护等关键技术，该新技术对类似工程的施工具有良好的借鉴作用和广泛的推广应用价值。

关键词：绿色自密实混凝土;配合比设计;膨胀剂；施工技术；机制砂

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

1概述

随着土木工程结构的新颖化和复杂化，结构配筋所带来的振捣不易插入，难以振动成型以及消防施工噪声，节约能源，开发研制一种具有很高流动性而不离析、不泌水，能经振捣或减少振捣而自动流平并充满到模版和包裹钢筋的混凝土，因此，在建筑工程的实际应用中可以保证工程的质量、减少施工噪声、加快施工进度、改善施工环境、降低工程造价；有着广泛的社会性效益、资源效益和技术经济效益。由于自密实混凝土以其优异的工作特性、力学性能、耐久性和环保性能，已成为绿色施工中必须解决的课题。

2工程概况

六盘水凉都体育中心体育馆呈圆形，直径130.00m，总建筑面积21312.6，室内±0.000标高相当于绝对标高1784.40m，主体结构为框架结构，屋面为网壳结构。

体育场为椭圆形地上四层民用建筑，该工程为乙级体育场，中型规模，座位数25000个，建筑总高度19.2m，占地面积16882.6，总建筑面积25515.8。

体育场和体育馆热身中心劲性柱由于其内部钢筋比较密、柱体高、柱内浇捣操作空间小、混凝土浇捣困难、施工质量难以得到保证；看台板区域配筋较为密集，无法进行有效的振捣，并且周围居民较多，振捣浇筑，施工噪声扰民，采用普通混凝土吊模方式浇筑质量及内实外光难以保证，为此针对本工程的施工特点，将采用绿色自密实混凝土进行施工。

3关键施工技术

3.1绿色自密实混凝土原材料的选择和配合比的设计选定

3.1.1原料的选择

（1）水泥

选用由贵州博宏实业有限责任公司水泥分公司生产的“水钢牌”水泥，品种为：普通硅酸盐水泥，强度等级为42.5Mpa，该水泥质量比较稳定，符合国家标准GB175―2007，经验证和外加剂有良好的相容性。

(2)外加剂的选择

混凝土外加剂的选择是控制自密实混凝土的关键性原料，所选外加剂应需与胶凝材料有着较好的相容性，流化性能良好，并能保持拌合物的流化度。本配合比选用了恒帆牌混凝土外加剂，品名为：缓凝高效减水剂，产品型号为:Point-400S

该外加剂与选用的水泥有良好的相容性，能保持拌合物的高流动性和可泵性。

(3)掺合料的选择

结合六盘水地区的实际情况，我们选用矿粉和粉煤灰作为掺合料。粉煤灰作为一种目前我国产量很大的工业废料之一，资源丰富，价格低廉，掺加粉煤灰不但能替代部分水泥，降低工程造价，而且还能降低初期水化热，减少干缩，改善混凝土的和易性，提高混凝土的流动性。本工程选用贵州烨煌环保材料科技有限公司生产的F类Ⅱ级，其各项指标符合国家DL/T5055―2007标准。 矿杂微粉可改善和保持混凝土工作性能，有利于提高混凝土的耐久性。本工程选用了水城县鑫涛新型建材有限公司生产的粒化高炉矿渣粉，产品等级为：S95级，各项指标符合GB/T18046-2008标准。

(4)集料

骨料的选择对于绿色自密实混凝土的物理力学性能和耐久性非常重要。粗骨料最大粒径为20mm，真片状的骨料含量不宜大于5%。由于自密实混凝土要求砂率较大，而机制砂颗粒多棱角、表面粗糙、级配合理，空隙率低，有利于与水泥等胶结材料的粘结，有利于混凝土强度的提高，六盘水地处山区，机制砂来源丰富，因此我们选用了级配良好的机制砂，细度模数为2.6，且砂和碎石均符合现行的规范要求。

(5)膨胀剂和硅粉选择

结合六盘水的实际情况和本工程的设计要求，需在部分看台板自密实混凝土中加膨胀剂和硅粉。

膨胀剂的加入可以实现本工程结构自防水，取消外防水措施，节约经济效益，提高了对大体积混凝土温差的裂缝控制，节约施工费用。因此本工程采用由六盘水恒帆建筑材料有限公司生产的AEA膨胀剂，进厂时严格检验，各项性能指标均符合GB234439-2009.标准。

硅粉使用后，能大大降低了水化浆体中的孔隙尺寸，改善了孔隙尺寸分布，使混凝土强度大大提高，渗透性降低。

(6)纤维的选择

因本工程设计要求在部分看台板自密实混凝土中掺加聚丙烯纤维，以改善混凝土的韧性和抗冲击性，提高其耐久性、抗拉强度以及提高混凝土基体的密实性，防止外界水分侵入。所以我们采用由贵州路瑞达环保科技有限公司生产的聚丙烯纤维，质量符合JT/T525-2004标准。

3.1.2配合比的设计

(1)设计要求

绿色自密实混凝土属高性能混凝土，其配制关键是具有良好的流动性。但如何实现混凝土拌合物较好的和易性、流变性、可泵性和内聚性，如何达到高密实性、高充实性，如何达到流动性和抗分离性的统一，用何种试验手段进行控制，这是实际生产中必须解决的问题。

自密实混凝土与一般混凝土有较小的骨料用量，较大的胶凝材料总量；砂率较大，即粗骨料用量较小，砂率可达到45%以上;使用HF聚羧酸高效减水剂，细骨料总量一般大于胶凝材料总量的30%。为保证耐久性，水胶比不宜大于0.4。

采用吴中伟教授提出的混凝土配合比设计方法，其基本原则是要求出砂石有最小的混合空隙率，按绝对体积法原理计算。胶凝材料的用量=砂石混合空隙体积+富余量，胶凝材料富余量取决于工作性能要求，外加剂性以及掺量

（2）配合比调整过程

试拌时搅拌机的容量为15L，搅拌顺序为砂+石子+水泥+粉煤灰+矿粉+膨胀剂+（硅粉）干拌15S水+外加剂

湿拌180S后混凝土放出

表一混凝土试验配合比

2.1.3混凝土的试验项目及测试结果

表2混凝土试验及测试结果

自密实混凝土扩展度测试

经过试验测试六组成型后的7天抗压强度、28天抗压强度对比，可确定编号6、7配比与设计思想相符，说明该配合比为最优配合比，达到设计目标。

3.2自密实混凝土施工技术

3.2.1施工措施及注意事项

施工前，应将泵管接好，保证气密性，不容许漏水，然后用砂浆泵管。

看台板浇筑前，必须对钢筋设置与模版进行严格检验，确认符合要求。模板必须状态良好，不会渗漏。

自密实砼的运输：应保持混凝土拌合物的均匀性，不应产生离析、分层和前后不均匀现象。运输时间符合规定要求，在90min内卸料完毕，当最高气温低于25℃时，运送时间可延长30min，砼运输到现场，罐车必须低速运转不停，出料前，高速运行1min。

现浇自密实砼的监控，当运抵现场的混凝土坍落度扩展度低于600mm时或塌落度低于240mm,，现场不得使用。

看台板混凝土浇筑应采用泵管从两侧均匀对称浇筑，防止高差过大使模板变形、胀、漏造成不必要的损失。有可能的话，从模版底部泵送注入。自密实混凝土在浇筑时应观察混凝土的浇筑情况，必要时适当的敲击，而且还有利于排除钢筋和混凝土接触间的气孔，以确保浇筑的混凝土应填充到内壁的各个角落。

为防止产生离析、冷接缝应注意：下料口到看台板的垂直自由落下高度应在20cm左右，从下料点水平流动的距离不宜超过10m。

自密实混凝土的泵送和浇筑应保持其连续性，当因停泵时间过长，混凝土不能达到要求的工作性能时，应及时清除泵和泵管中的混凝土，重新浇筑。

当必须间歇时，间歇时间不得超过混凝土的终凝时间。

未浇筑砼状态或浇筑完毕后态或浇筑完毕后，做定型盖板将预留注浆预留注浆孔封闭，防止水油和异物等落入，有杂物的须在正式施工前清理完毕。

混凝土浇筑后，静停过程中因气泡溢出导致混凝土沉降，在混凝初凝前补充浇筑至所规定的标高。

砼强度试件制作：将混凝土搅拌均匀后直接倒入试模内，不得使用振动台和插捣方法成型。

3.2.2自密实混凝土的养护

（1）应制定养护方案，派专人负责养护工作。

（2）绿色自密实混凝土水灰比较小，混凝土终凝前的失水极易造成早起收缩裂缝，因此混凝土浇筑完毕，应及时养护，并适当延长预养护时间，养护时间不得少于14d。

（3）浇筑后的绿色自密实混凝土可采用覆盖、洒水、喷雾或用薄膜保湿、喷养护剂等养护措施。

（4）针对本工程看台板结构，自密实混凝土浇筑收浆和抹压后，应及时采用朔料薄膜覆盖。混凝土硬化至可上人时，应揭去塑料薄膜，铺上麻袋，用水浇透，有条件时尽量蓄水养护。

4工程应用

结合六盘水凉都体育中心体育馆热身中心劲性柱和看台板区域施工对自密实混凝土的实际需要，就地取材，从可行性和经济性双角度考虑，选择合适的原材料，配合比调试选定后，进入样板示范施工应用阶段，按设定配合比批量生产。混凝土浇筑过程中，无需振捣并可自动填充模板。拆模后混凝土表面光滑平整，未出现麻面蜂窝裂纹等缺陷。经28d养护做回弹强度检测，强度符合设计要求。自密实混凝土施工应用效果展示如下：

5结语

本工程采用绿色自密实混凝土技术取得了一下方面的显著成效：

（1）由于不需要振捣，混凝土浇筑需要的时间大幅度缩短，工人劳动强度大幅度降低，需要工人数量减少。

（2）改善混凝土的表面质量。不会出现表面气泡或蜂窝麻面，不需要进行表面修补；能够逼真呈现模板表面的纹理或造型。

（3）增加了结构设计的自由度。不需要振捣，可以浇筑成型形状复杂、密集配筋的结构。以前，这类结构往往因为混凝土浇筑施工的困难而限制采用。

(4)整体造价。从提高施工速度、环境对噪音限制、减少人工和保证质量等诸多方面降低成本。

由此产生的效益有质量、安全、管理方面的社会效益，经济效益计算如下：

计算: 4832.8（工程量 m³）*520（综合单价）- 4832.8（工程量 m³）*460（综合单价）=289968元 。

参考文献：

[1]CECS 203：2006，自密实混凝土应用技术规程

[2]CECS38：2004,纤维混凝土结构技术规程[S].2004

[3]GB50119-2003，混凝土外加剂应用技术规范[S].2003

[4]张应立著.现代混凝土配合比设计手册[M].人民交通出版社，2002.

[5]陈明.高性能自密实饰面混凝土的配制与应用[J].山西建筑、2011、37（14）：98-99