C35自密實混凝土在 CL 建筑工程中的應用

吳合志，張廣峰，吳炎炎，王心愿，吳合建

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東　臨沂　276000）

C35自密實混凝土在 CL 建筑工程中的應用

吳合志，張廣峰，吳炎炎，王心愿，吳合建

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東臨沂276000）

自密實混凝土（SCC）是一種受自重的影響達到免振搗自流平，排除空氣且能完全填充模板或鋼筋焊接網架的混凝土。針對 CL 建筑體系工程中的核心構件-CL網架板為空間主體鋼筋焊接網架，且網架鋼筋細而密、截面尺寸小，故 CL 墻板自密實混凝土設計要點應是：適宜的膠凝材料，較高的砂率，較小的粗骨料粒徑（最大粒徑小于 10mm），拌合物的高流動性與高抗離析性的有效平衡與制約，達到高抗離析性略大于高流動性，從而確保 CL 建筑體系工程的施工技術要求。本文以工程實例對此研究并闡述。

自密實混凝土；CL建筑體系；CL墻板；鋼筋焊接網架；泵送分層澆筑法

0　前言

自密實混凝土（selfcompacting concrete 簡稱 SCC）是在自重力作用下，能夠自由流動密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好勻質性、抗離析性，并且不需要附加振動的混凝土。而 CL 建筑體系（composite-light）則是屬于剪力墻結構，是由 CL 結構墻體、現澆樓（屋）蓋、現澆邊緣構件組合而成的整體現澆混凝土結構。其核心構件——鋼筋焊接網架簡稱“CL 網架板”由兩層或兩層以上受力或構造作用的鋼筋焊網，中間夾以保溫板用三維斜插鋼筋焊接形成的鋼筋網架。建筑物實體 CL 墻板則是 CL 網架板兩側澆筑混凝土后構成的鋼筋焊接網架混凝土復合墻。

CL 墻板符合墻體改革及建筑綠色節能環保政策需要，以其自重輕、抗震性能好，保溫、隔熱、隔音性能良好，在建筑市場領域備受青睞。其諸多的性能優勢將注定未來的市場前景值得期待，也因此會逐漸普及應用。由于 CL 墻板的骨架——CL 網架板為空間主體鋼筋焊接網架，如果采用普通混凝土澆筑、振搗過程中會對網架的焊接產生不利影響，而且網架鋼筋細而密，混凝土層較薄，通常以振搗方式難以實現，這也就是選擇使用自密實混凝土而無法以普通混凝土來替代的原因。本文以臨沂市怡景錦河苑 CL 建筑體系工程為例研究并闡述 C35 自密實混凝土如何能滿足的實體結構施工過程中工作性能及力學性等指標。

1　工程概況

臨沂市怡景錦河苑坐落于臨沂市南坊新區，主體結構為現澆自密實 C35 和自密實 C30 CL 剪力墻結構。剪力墻內植保溫板，其板厚為 50mm，保溫板距內模板 50mm，保溫板距外模板 200mm，結構設計 23 層，其中 4 層及 4 層以下為 C35自密實 CL 剪力墻，4 層以上為 C30 自密實 CL 剪力墻體，總自密實 CL 墻體混凝土方量約 5700m3。

2　自密實 CL 剪力墻體混凝土配制的技術研究

2.1自密實 CL 剪力墻混凝土設計與技術要求

該工程使用 C35 自密實 CL 墻體和 C30 自密實 CL 墻體，采用泵送環繞式分層澆筑法。由于 CL 墻體內植不同規格的鋼筋與鋼筋焊網以及厚度達 50mm 的保溫板材，澆筑截面尺寸小，而且 CL 網架板中的鋼筋分布很密集，大于 1cm 的粒徑的粗骨料無法使用，從而使設計使用的骨料必須具備較大的比表面積，達到高抗離析性能的工作性能如：粘聚性、保水性、流動性良好的條件下，漿體用量就較大。而從耐久性能如：收縮變形、體積穩定性等因素考慮，宜選用較小的設計用水量，那么聚羧酸高性能減水劑則為該設計配合比的首選。而由于聚羧酸外加劑對含泥量的敏感性，為充分發揮聚羧酸外加劑的性能優勢，本次配合比設計優選含泥量較小、粒形、級配較好的骨料，膠凝材料也優先選擇需水量較小、與外加劑適應性良好的膠凝材料，從而確保了混凝土工作性完全滿足 CL 墻 體及現場施工性能的需要。

自密實 C L 墻體混凝土工作性能要求：擴展度600～750mm，倒置坍落度筒（5s）不小于 260mm，目視無泌水、離析現象，且和易性良好。

2.2原材料選用

（1）水泥 ：選用 P?O42.5 水泥，具體指標見表 1。

表1　水泥技術指標

（2）礦粉：S95 級礦粉，比表面積 400m2/kg，7d 抗壓強度比 84%，28d 為 99%。

（3）粉煤灰：優質 F 類Ι級粉煤灰，密度2.40g/cm3，需水量比 93%，燒失量為 1.4%，45μm 方孔篩余7.8%。

（4）粗、細骨：由于該 CL 墻體內植保溫板材與多層不同規格鋼筋及鋼筋網架，因此選用粒徑為 5～10mm 石灰巖人工碎石。壓碎值指標 6.2%，表觀密度 2.75g/cm3，含泥量0.3%，泥塊含量為 0% ；選用河砂，細度模數 3.0，表觀密度2.85g/cm3，含泥量 0.95%，泥塊含量 0.5%。

（5）化學外加劑 ： LH-03 高性能聚羧酸減水劑。經混凝土配合比試拌驗證：滿足實際運距與澆筑工藝和施工進度要求，需達到 2.5h 擴展度 600mm 以上，自配泵送劑 2.0% 摻量膠砂，減水率為 29.5% 較適宜，同步驗證負溫 -5℃～-10℃（臨沂地區冬期施工期間負溫極限值一般為 -5℃～-10℃），復合摻加防凍劑乙二醇 4.0‰，引氣劑 0.3‰ 滿足抗凍要求。且混凝土在負溫條件下，工程規定齡期內或以成熟度法推測均能滿足結構強度值的要求。而優質原材料的優異性能使該設計配合比具備了低用水量、低水膠比的條件，同時化學外加劑復配摻加了 1.5‰ 的纖維素。纖維素的應用及其他材料優異性能的疊加，使新拌混凝土的流變性能符合高填充性的要求，這一良好的填充區間表現為高抗離析性略大于高流動性，解決了配制預拌 CL 墻體自密實混凝土的關鍵技術難點：拌合物的高流動性與高抗離析性的平衡與制約。

采用絕對體積法，按照有關設計規程的步驟計算，經試配優化后，根據山東省工程建設標準 DBJ/T 14-043-2012《CL 建筑體系技術規程》的要求，在工程施工前，應用最終確定的自密實混凝土配合比進行 CL 墻板樣本的澆筑。現場施工的工作性能及硬化后的外觀感觀、力學耐久性能指標完全符合設計要求。業主、監理同意采用此配合比進行施工，配合比詳見表 2。

表2　C35 自密實 CL 剪力墻體配合比　　　kg/m3

CL 墻板樣本澆筑及后來的現場施工混凝土拌合物工作性能及其抗壓強度見表 3。

表3　現場施工拌合物的工作性能表

3　配合比生產環節的注意事項

（1）投入生產使用的河砂應篩除 5mm 以上的卵石顆粒。

（2）攪拌時間較普通混凝土應適當延長。

（3）攪拌運輸車在裝料前應洗罐，避免粘結的普通混凝土的大粒徑石子混入該混凝土中。

4　混凝土拌合物入場澆筑與施工養護應注意事項

（1）為確保混凝土可泵性、勻質性良好，混凝土運輸車進場待料期間不得停罐。每車澆筑過程中由于施工的需要，有時會有短時的間歇停頓，當再次放料前應高速正轉 2 分鐘以上方可放料，且泵車斗內的攪拌葉片不可停止轉動，這是確保混凝土勻質性的最后一道工序。

（2）由于混凝土拌合物 2.5h 幾乎無坍損，且拌合物工作性能完全滿足現場施工要求，不存在擅自加水的現象，但每車混凝土澆筑完畢沖洗放料斗的洗車水嚴禁直接排入泵車料斗內。因為該配合比設計用水量和化學外加劑摻量在較為科學合理的使用區間，在達到高抗離析性能的前提下，粘聚性、保水性能良好，同時流動性能也已接近極限值，此時排入泵車料斗內的洗車水將使高性能聚羧酸減水劑的性能呈現質的變化，會因此導致泵斗內的拌合物呈現嚴重的分層離析現象，不但影響混凝土力學耐久性能，而且實體硬化后因分層離析導致的漿體上浮、流失，會出現清晰可見的粗細骨料裸露現象，嚴重影響自密實混凝土的外觀感觀效果。

（3）泵車斗內應保留三分之二的混凝土防止空氣吸入。

（4）澆筑過程中應及時觀測保溫板內外兩側混凝土漿面高度差，并應控制在 400mm 以內，以確保保溫板不產生相對的位移。

（5）確定的施工工藝應確保 CL 網架板不能經受較大的震動，以免焊點開焊。同時還應確保鋼筋網架不變形。

（6）為達到表面光潔的效果，可以實行模板外的輔助振動。一般采用小皮錘、小型平板振動器或振搗棒隨著混凝土的澆筑從下往上模外震動。

（7）CL 復合剪力墻中的混凝土層面較薄，為了防止產生干縮裂縫，同時也為了增加混凝土的密實度與抗碳化性，應適當延長拆模時間。待拆模后立即涂刷養護劑，非冬期施工期間可覆蓋澆水養護。

5　結論

（1）CL 剪力墻體的結構耐久性應遠高于普通剪力墻結構。首先國內外大量試驗和工程實踐均表明：CL 墻板的復合材料——自密實混凝土屬于高性能混凝土，其后期耐久性比普通混凝土有明顯的提高。其次，CL 剪力墻體中細而密的鋼筋焊網不僅可以增加鋼筋與混凝土的接觸面積，提高構件的承載能力，而且與內植的聚苯乙烯泡沫塑料保溫板硬化形成整體后，能夠有效的抑制各種變形收縮從而能極大地緩解混凝土因收縮變形產生的微觀裂縫，加上其自重輕等，對于能完全滿足設計抗震及使用壽命年限起到至關重要的作用。

（2）采用高砂率、低水膠比，復合使用優質礦物摻合料是設計該自密實混凝土的基本手段。高性能聚羧酸減水劑配制出較適宜的減水率參數，不僅可以有效提高拌合物的工作性能，聚羧酸高減水率、高摻量在含泥及泥塊含量小的優質骨料中又極易導致拌合物扒底、離析，流漿現象也能因適宜的減水率得以改善。輔以復合使用適宜摻量的纖維素，最終確保了拌合物的各種工作性能，并成功解決了配制該自密實混凝土的技術難題：拌合物高流動性與高抗離析性的有效平衡與制約。

［通訊地址］山東省臨沂市高新區解放路與高升路交匯處金泰混凝土有限公司（276000）

吳合志 （1966-） 男，技術總工，工程師，主要從事高強高性能混凝土技術研究。