高拋免振搗混凝土技術的應用

王宏偉，嚴新華

（臨沂天元混凝土工程有限公司，臨沂 276000）

0 前言

目前，隨著社會的發展，超高層建筑物不斷涌現，在滿足我們功能與視覺需求的同時卻給我們的施工帶來了許多難題，比如混凝土澆筑施工，當建筑層高動輒十多米的時候，為滿足結構要求，其構件配筋率往往要比普通建筑高出許多，鋼筋直徑大、間距密集，給混凝土的澆筑、振搗帶來很大困難。

在這種條件下，采用高拋免振搗混凝土能夠很好地解決這個問題。節省了勞動力資源，降低了振搗過程中的噪聲污染，提高了施工質量。亦應屬于混凝土的綠色施工范疇。

1 工程概況

某工程，其結構形式為大跨度鋼筋混凝土框架結構，柱高 14m，截面尺寸為 1.2m×1.2m，鋼筋最小凈間距為25mm，混凝土設計強度為 C40。

2 重點難點

因工程框架柱的特殊高度與結構形式，如果采用普通混凝土進行施工澆筑，因混凝土振搗棒長度有限并且鋼筋太過密集，很難解決混凝土的振搗問題。特別是邊角處的混凝土很難達到密實。因此在與設計單位和施工單位溝通協調后，決定采用免振搗混凝土，利用自重作用充滿模板并均勻密實。免振搗混凝土對和易性、流動性和自密實性要求很高，因此混凝土的配合比設計是施工重點。

另外混凝土在泵送設備給予的加速度后會對模板、鋼筋產生沖擊，造成石子迸濺，導致在柱腳處產生爛根現象，影響工程觀感和質量，石子在高空下落過程中與漿體的分離問題也是在施工中必須解決的問題。混凝土未澆筑前的鋼筋綁扎如圖1 所示。

3 試驗

圖1 鋼筋綁扎

根據公司現有的原材料，研究合理的高拋免振搗混凝土配合比，并進行合理的驗證試驗。

3.1 原材料

（1）水泥的選用。選用沂州集團 P·O42.5 水泥，其技術指標見表1。

表1 水泥技術指標

（2）骨料的選用。通過圖1 可以看出，柱子所用鋼筋非常密集。對于結構配筋密集的豎向構件、復雜形狀的結構以及有特殊要求的工程，粗骨料最大粒徑不宜大于 20mm，另外為了保證混凝土的和易性、可泵性，盡量降低混凝土在高空下落時的漿體分離，粗骨料的針片狀含量也不應大于 5%，含泥量不得大于 1.0%，泥塊含量不得大于 0.5%；細骨料宜采用中砂，含泥量不得大于2.0%，泥塊含量不得大于 0.5%。因此，粗骨料我們選用 5～20mm 連續級配碎石，細骨料采用沂河中砂，其各項技術指標如表2、表3 所示。

表2 碎石技術指標

表3 砂技術指標

（3）礦物摻合料的選用。粉煤灰和礦粉的復摻已經在混凝土的配制中普遍應用了，但是根據經驗考慮到礦粉對混凝土耐久性的不利影響，所以在高拋免振搗混凝土的配制中我們選擇只添加適量的粉煤灰，用以改善混凝土和易性，增加密實性，降低水化熱。所用粉煤灰的技術指標如表4 所示。

表4 粉煤灰技術指標 %

（4）外加劑的選擇。萘系外加劑能做到滿足試驗條件的減水率，但是其坍落度經時損失較大，不利于工程施工。而聚羧酸外加劑除了有較高的減水率，坍落度經時損失也較小，因此最終選擇了聚羧酸外加劑，其技術指標見表5。

表5 外加劑技術指標

（5） 因混凝土膠凝材料用量和用水量較大，混凝土的收縮變形也較大。因此，為了防止混凝土收縮變形，改善混凝土和易性，必須摻加一定量的膨脹劑。本工程中采用臨沂莒南金源膨脹劑，限制膨脹率水中 28d 為 0.036%，空氣中21d 為 -0.018%。

3.2 配合比

根據 JGJ55—2011《普通混凝土配合比設計規程》進行配合比試驗，最終選定配合比如表6 所示。

表6 混凝土配合比

3.3 配合比的驗證試驗

驗證試驗目的是要驗證特定配合比混凝土的各種性能。驗證其充填性和流動性在每盤混凝土中的工作性能以及其配制強度是否符合規定的要求。驗證試驗結果如下：

（1）坍落度平均值為 265mm，流動度符合施工要求。

（2）擴展度均值的平均值為 670mm，每個擴展度兩垂直方向相差的最大值為 100mm；從擴展度試驗中可以觀察到混凝土的抗離析性能很好。

（3）考慮實際運輸時間，混凝土 60min 的坍落度為260mm，擴展度為 640mm，保塑效果良好，滿足施工要求。

（4）用免振搗方法成型了 3d、7d、28d 檢測強度的試件；且每盤用插搗方法成型一組與免振搗方法成型的混凝土試件強度作對比。其結果如表7 所示。

表7 強度對比表

由以上數據可以看出在同一配比中，免振搗法和插搗法制作試塊從強度增長和立方體抗壓強度方面差異較小，這說明該配比適合于免振搗方法的施工。

4 施工工藝

4.1 工藝原理

高拋免振搗混凝土的工藝原理是采用合理的配合比，使混凝土拌合物具有很高的流動性，在高空拋落中不離析、不泌水，不經振搗或少振搗，而利用澆筑過程中在高處下拋時產生的動能達到自密實的要求。

4.2 澆筑前準備

（1）高拋免振搗混凝土具有特殊的應用范圍，應根據結構形式、荷載大小、施工順序等相關的要求對作業人員進行技術交底。

（2）檢查模板支設和鋼筋綁扎質量，充分考慮混凝土的沖擊力，避免出現鋼筋位移、漲模漏漿現象，影響工程質量。

（3）澆筑時清除基底的雜物和積水，先填以50～100mm 厚與混凝土成分相同的水泥砂漿，防止自由下落的混凝土粗骨料產生彈跳。

4.3 混凝土的澆筑

（1）泵管出料口盡量伸入模板內，利用混凝土下落產生的動能來達到混凝土的自密實，如拋落高度過高超過 12m時，可使用導管、溜槽等措施；不足 3m 時，應適當振搗混凝土，避免因拋落高度小，不能靠動能沖擊力實現混凝土密實。

（2）高拋免振搗混凝土澆筑布料點應結合混凝土拌合物特性和工程特點選擇適宜的間距，一般不要超過 2m；當構件鋼筋較密時，應當加密布料點。

（3）高拋免振混凝土施工部位一般具有特殊性，如形成了施工縫難以按施工縫相關要求進行施工。因此，混凝土的泵送和澆筑應保持其連續性。

4.4 混凝土的養護

（1）混凝土澆筑完畢，應及時養護，養護時間不得少于14d。

（2）澆筑后的高拋免振搗混凝土應采用覆蓋、灑水、噴霧、噴養護劑或用薄膜保濕等養護措施。

工程結束后，對工程實體進行了檢測，混凝土各項性能都較好的達到了預期要求，避免了混凝土不密實、爛根、麻面等質量缺陷。工程實體照片見圖1、圖2、圖3。

圖1 工程一角

圖2 柱子

圖3 柱子內部密實情況

5 結語

高拋免振搗自密實混凝土技術與普通混凝土施工技術不同，普通混凝土施工技術都是借助外界振搗來達到混凝土密實狀態，而高拋免振搗自密實混凝土技術是依靠混凝土自身的優異的性能來達到的，所以高拋免振搗自密實混凝土是一種高性能混凝土。

高拋免振搗自密實混凝土技術，進一步完善了我國混凝土結構的施工工藝，降低了工人的勞動強度，避免了普通混凝土施工產生的巨大噪聲，減少了人為影響混凝土質量的因素，并且有效地控制了混凝土質量，加快施工進度，在高柱、高墻體的混凝土結構工程施工中具有廣闊的應用前景。

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[2]雍本.特種混凝土配合比手冊[M].成都：四川科學技術出版社，2003.

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