C60自密實混凝土配合比設計與質量控制

李雄君　高　強［華潤混凝土（佛山）有限公司；華潤混凝土（惠州）有限公司］

?

C60自密實混凝土配合比設計與質量控制

李雄君1高強2
［1華潤混凝土（佛山）有限公司；2華潤混凝土（惠州）有限公司］

【摘要】本文主要就C60自密實混凝土配合比設計中原材料的選擇、配合比的設計思路與確定、原材料檢驗、貯存與生產質量控制及施工質量控制進行初步的探討和總結，為后續的工作提供參考。

【關鍵詞】C60自密實混凝土；配合比設計；質量控制

1　前言

自密實混凝土是具有高流動性、均勻性和穩定性，澆筑時無需外力振搗，能在自重力作用下流動并充滿模板空間的混凝土［1］。自密實混凝土在澆筑施工中由于無須振搗即可在其自重力作用下流動并充滿模板空間，最大限度地減少了施工噪音，更可加快建筑施工速度、減少現場工人的數量及勞動強度。惠州市某商業中心二期工程為豎向結構設計，20層以下混凝土強度等級均為C60，豎向結構大量采用型鋼混凝土組合技術，多數框架柱內均有型鋼。其工程特點是核心筒體內采用C60自密實混凝土高拋、免振施工與核心筒外采用C60泵送混凝土以鋁模作為模板施工相結合的特點。該工程鋼管混凝土的技術難點在于：強度高、自密實、微膨脹、高層泵送。該工程現已順利完成澆筑并通過驗收。

2　配合比設計

2.1原材料的選擇

水泥：配制自密混凝土宜選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，且應符合現行規范《通用硅酸鹽水泥》GB 175-2007的有關規定。考慮所用水泥與減水劑的相容性問題，我們首選硅酸鹽水泥，因為相對其他水泥來說硅酸鹽水泥組分較單一，使用該水泥可以解決與減水劑相容性較為復雜的技術困難。經多方面因素綜合考慮，最后我們選擇了東莞華潤水泥廠有限公司生產的P·Ⅱ52.5R水泥，其主要技術檢測指標如表1。

粉煤灰：摻入品質優良的粉煤灰有利于改善混凝土拌合物的工作性能，并提高混凝土的后期強度和耐久性。配制自密實混凝土宜采用Ⅰ級或Ⅱ級的F類粉煤灰，并應符合現行規范《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2005要求。試配時我們使用Ⅰ級和Ⅱ級的F類粉煤灰，使用Ⅰ級粉煤灰時單方用水量可減少10kg，但考慮市場Ⅰ級粉煤灰供應緊張，為防止實際生產時供貨緊張或斷貨影響生產的情況發生，經多方面因素綜合考慮，最后我們選擇了沙角電廠的F類Ⅱ級粉煤灰，該電廠的粉煤灰質量穩定，其主要技術檢測指標：細度20.7%，需水比94%，燒失量2.08%，活性指數75%。

粒化高爐礦渣粉：摻入混凝土中的粒化高爐渣粉包裹在水泥顆粒的表面，起到了延緩和減少水泥初期水化物相互搭接的隔離作用，可填充于水泥顆粒間隙和絮凝結構中，與粉煤灰復摻配制混凝土可以充發揮二者的“優勢互補效應”，改善混凝土拌合物的和易性［2］。配制自密實混凝土所用粒化高爐礦渣粉應符合現行規范《用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉》GB/T 18046-2008的相關要求，我們采用的是華潤S95粒化高爐礦渣粉，其主要技術檢測指標：比表面積465（m2·kg-1），活性指數7d78%、28d103%，流動度比103%。與單摻Ⅱ級粉煤灰相比粒化高爐礦渣粉及Ⅱ級粉煤灰復摻時單方用水量可減少15kg。

表1　東莞華潤P·Ⅱ52.5R水泥主要技術檢測指標

粗骨料：粗骨料的粒形、尺寸和級配尤其是粗骨料的最大粒徑對自密實混凝土拌合物的工作性能影響很大；粗骨料的針片狀顆粒含量、含泥量及泥塊含量應符合《自密實混凝土應用技術規程》JGJ/T 283-2012的要求，其他性能及試驗方法應符合現行規范《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ 52-2006的有關規定。我們選用的是惠州日光石場粒形圓潤的5～20mm連續粒級的碎石，其主要技術檢測指標：表觀密度2650kg/m3，含泥量0.3%，泥塊含量0.0%，壓碎指標6.3%，針片狀含量3%。

細骨料：細骨料宜采用符合Ⅱ區中砂的天然砂，細骨料的含泥量及泥塊含量應符合《自密實混凝土應用技術規程》JGJ/T 283-2012的要求。我們采用的是符合Ⅱ區中砂的惠州東江河砂，其主要技術檢測指標：表觀密度2640kg/m3，含泥量0.7%，泥塊含量0.0%，細度模數2.7。

減水劑：自密實混凝土的抗離析性、間隙通過性、填充性和泵送性都需要通過摻減水劑來實現，高效減水劑是配制自密實混凝土必不可少的原材料。其技術指標應符合現行規范《混凝土外加劑》GB 8076-2008及《混凝土外加劑應用技術規范》GB 50119-2013的要求。我們選用的是惠州紅墻CSP-11聚羧酸高效減水劑，其主要技術檢測指標：指導摻量2.0%，含固量13.4%，密度1.038（g·cm-3），pH值7，減水率22%。

膨脹劑：自密實混凝土的膠凝材料用量較大，導致收縮較大，必要時需要采取一定的控制措施，否則可能導致混凝土開裂從而出現滲透、碳化、鋼筋銹蝕等耐久性問題［3］。除選擇上述各原材料盡可能地避免影響混凝土的收縮外，通過多次與業主溝通后，最后確定由業主采購武源建材的SY-G膨脹劑委托我們用于該項目的自密實混凝土的制備，作為混凝土補償收縮的措施。其主要技術檢測指標：指導摻量5%，比表面積282（m2·kg-1），水中7d膨脹率0.031%，空氣中21d膨脹率0.001%，28d抗壓強度49.5MPa。使用時應符合《混凝土膨脹劑》GB 23439-2009及《補償收縮混凝土應用技術規范》JGJ/T 178-2009的要求。

拌合用水：采用生活用自來水。

2.2配合比的設計思路與確定

目前，從國內自密實混凝土研究的文獻上看，自密實混凝土配合比計算方法主要有三種：第一種是直接引用高性能混凝土配合比計算的方法；第二種是固定砂石體積含量的計算方法；第三種是經驗推導法。在參考有關資料的基礎上，確定該工程C60自密實混凝土的配合比設計思路是：首先，通過試驗調整混凝土中的膠凝材料用量、粉煤灰及粒化高爐礦渣粉的摻量、減水劑的摻量等，確定滿足施工及強度技術要求的不摻膨脹劑的自密實混凝土的配合比為基準配合比；其次，在基準配合比的基礎上摻加不同摻量的膨脹劑并委托第三方進行補償收縮混凝土膨脹率的試驗和檢驗，確定滿足施工及強度技術要求的自密實混凝土的配合比；最后進行現場模擬泵送澆筑試驗，混凝土拌合物到達澆筑現場時坍落擴展度、擴展時間T500、J環擴展度均可滿足施工技術要求，澆筑后混凝土與鋼管粘結性能良好，28d實體芯樣經檢測為83.6MPa。最終確定該工程的C60自密實混凝土配合比如表2。

3　混凝土的質量控制

3.1原材料檢驗、貯存與生產質量控制

原材料的質量控制，在工程質量控制中屬事先控制環節，是質量控制中的關鍵控制點。該工程所使用的原材料均是經多方面因素綜合考慮后選定的，對各原材料的性能技術指標均有明確的要求。首先，對各原料材料供應商進行全面的考查與溝通并將各原材料的性能指標要求列入采購合同作為各原材料的驗收依據；原材料進廠后嚴格按照采購合同及國家相關標準進行檢測并按種類、批次分開貯存與堆放，適量儲備。總之原材料的質量控制應充分發揮實驗室的質量預控作用，將不合格的因素消滅在萌芽階段，最大限度地確保自密實混凝土的質量波動最小化。

在控制好各原材料的質量穩定性后，對于自密實混凝土的生產質量控制，在生產前首先應對攪拌樓重新進行計量標定，確保攪拌樓計量精度符合要求；其次，聚羧酸高效減水劑嚴禁與其他類型減水劑混用，因此每次生產前減水劑稱、攪拌機、混凝土運輸車（并選用葉片較好的車輛，避免運輸到達澆筑地點后混凝土拌合物出現攪拌不均勻的情況）、混凝土泵車等設備充分清洗干凈；最后，用聚羧酸高效減水劑配制混凝土攪拌時必須充分均勻，該工程C60自密實混凝土的單盤攪拌量是1.5m3，單盤攪拌時間為5min。總之混凝土的生產質量控制，應充分發揮實驗室的質量監控作用，確保混凝土的工作性能滿足施工要求及強度達到設計要求。

表2　C60自密實混凝土配合比

3.2施工質量控制

自密實混凝土運送及卸料澆筑完成時間宜控制在2h內完成，以保證混凝土的高流動性并保持連續泵送，必要時可降低泵送速度。自密實混凝土不宜采取振搗，特別是禁止采用強制振搗措施，強力振搗不僅不能提高混凝土的性能，而且還會引起混凝土離析，影響混凝土均勻性使混凝土強度降低，甚至致使各部位混凝土變形不一致，導致構件產生變形或引發附加的應力。另外還需加強施工監督，嚴格檢查，確保施工質量。自密實混凝土澆筑完畢終凝后立即灑水養護，模板拆除后即時包裹塑料薄膜進行養護，以防水分散失，不間斷地進行灑水保濕養護，養護時間不少于14d。

4　結語

為確保該工程C60自密實混凝土的工作性能滿足施工及產品質量最終達到工程設計要求，主要從原材料的選擇、配合比的設計思路與確定、原材料檢驗、貯存與生產質量、施工質量等方面加以控制，為客戶提供了優質、滿意的產品。●

【參考文獻】

［1］JGJ/T 283-2012，自密實混凝土應用技術規程［S］.北京∶中國建筑工業出社，2012.

［2］李曉斌，曾沖盛，桂苗苗，等.自密實混凝土技術手冊［M］.北京∶中國建筑工業出版社，2014.21-38.

［3］李悅.自密實混凝土技術與工程應用［M］.北京∶中國電力出版社，2013.10-30.