自密實混凝土不良性能及控制技術

[摘要]全面介紹在西北某變電站在鋼管混凝土施工時所用自密實混凝土時出現的不良性能對鋼管混凝土頂升施工的影響及我單位消除這些不良性能的控制措施。以期為后續變電站自密實混凝土的應用提供參考。

[關鍵詞]自密實混凝土；不良性能；控制措施

西北某變電站構架鋼管柱采用鋼管混凝土柱，施工方式采用在構架吊裝后采用泵送頂升法將鋼管內灌滿混凝土。鋼管內混凝土與管外混凝土不同，要考慮到凝結后鋼管與混凝土協同工作又要考慮到混凝土的工藝性。為保證鋼混凝土質量本次施工采用C35補償收縮性自密實混凝土（坍落擴展度550mm到650mm）。在施工過程中由于自密實混凝土性能易受運輸距離和時間、環境溫度、原材料及配合比等因素影響導致混凝土出現一系列不良現象，進而影響頂升施工。為確保混凝土滿足施工要求我單位采用實驗室實驗與現場足量實驗相結合制定出控制混凝土不良性能的措施。

1、自密實混凝土不良性能

在施工過程中混凝土主要出現以下影響鋼管混凝土施工質量的不良性能。

（1）混凝土經時損失值過大。導致混凝土運至現場后坍落擴展度減小，不但影響混凝土填充性而且混凝土泵送性降低造成泵送壓力增大、堵管。

（2）混凝土離析。混凝土離析會導致混凝土在泵管中嵌鎖堆積而產生堵管現象，而且還會造成鋼管中混凝土嚴重分層，形成局部薄弱層，此外，硬化混凝土與鋼管壁的黏結也可能由于泌水形成水膜的存在而不密實，對整個鋼管柱混凝土的質量造成影響。

（3）混凝土凝結后收縮不能與鋼管協同工作，降低構架柱強度。

2、自密實混凝土性能控制技術

要控制混凝土的性能必須采取措施消除混凝土拌合物性能的不良現象，讓運至現場的坍落擴展度、抗離析、補償收縮性等參數符合工藝要求。以滿足填充在鋼管內的混凝土凝結后鋼管與混凝土協同工作以及混凝土的工藝性的要求。經過自密實混凝土的實驗室配制以及多次現場足量實驗后認為要使混凝土運至現場后能滿足施工要求應采取以下技術。

2.1自密實混凝土配制技術

2.1.1專用原材料

自密實混凝土原材料的要求比普通混凝土高，需選用專用原材料。在配制時對原材料進行試驗配比等實驗，并經現場多次調整確定。原材料有：水、水泥、粉煤灰、聚羧酸高性能減水劑、砂、石、微膨脹劑。

1）膠凝材料：水泥：選用應優先選擇硅酸鹽水泥和堿含量小、標準稠度需水量低的水泥，以保持混凝土的工作性能減小經時損失。粉煤灰：選用需水比低的粉煤灰，減少粉煤灰對混凝土水分的吸收造成坍落擴展度降低，同時可顯著地降低混合物的屈服剪切應力，提高流動性（優先選用Ⅰ級粉煤灰）。

2）骨料：細骨料采用連續級配¨區的中砂，粗骨料應采用5-20mm連續級配的卵石（卵石提升混凝土流動性）。使用時主要控制骨料的級配、含泥量、吸水率以及入機溫度。主要控制參數如下

其中含泥量是自密實混凝土控制最關鍵因素，含泥量過大不但影響混凝土強度而且會加大混凝土的收縮使混凝土與鋼管壁脫離。含泥量也會顯著影響聚羧酸高性能減水劑的性能，造成混凝土坍落擴展度損失過大。

3）聚羧酸高性能減水劑：自密實混凝土需采用緩凝性聚羧酸高性能減水劑降低新拌混凝土的工作性能損失速度。但由于該類型減水劑性能易受其他因素影響因此在施工過程中應特別注意以下事項：首先，在減水劑使用前應做減水劑與混凝土其他原材料相容性實驗，測定混凝土工作性能的變化避免出現混凝土坍落擴展度損失較大、混凝土泌水離析等現象；其次，聚羧酸減水劑對用水量較為敏感，在加大用水量時混凝土會出現泌水離析現象，因此在施工時應嚴格按施工配合比拌制混凝土嚴禁私自加水。

4）微膨脹劑：加入膨脹劑的目的是其能使混凝土內產生預應力以此來補償混凝土自身收縮使混凝土與鋼管緊密接觸協調工作。

2.1.2優化配合比

（1）高漿骨比：提高潤滑漿體和砂漿的比例（33～40%），使混凝土內具有足夠的潤滑層和可流動組分，使混凝土具有更好的流變性能。

（2）增加砂率：在一定范圍內增加砂率（40%-45%），有利于提高混凝土的抗離析性。

（3）水灰比：水灰比應在0.45以下。

（4）減水劑摻量：聚羧酸減水劑對摻量較為敏感，應經實驗確定最佳摻量并在混凝土生產中嚴格控制。自密實混凝土外加劑的摻量應在1.5%-2.0%內選用。

（5）膨脹劑：混凝土的膨脹率要經實驗確定，膨脹率過大可能引起鋼管爆裂，過小達不到補償混凝土收縮的目的，本工程混凝土膨脹率為萬分之六。

2.1.3加強施工管理

（1）縮短混凝土從拌制到施工時間，減少坍落擴展度損失。現場管理人員與商混站做好協調溝通工作，提前將混凝土澆筑計劃及時間報送商混站使其提前做好混凝土發送準備，合理安排時間進行運輸。確保罐車到達施工現場時就能夠立即進行澆筑。

（2）合理安排作業時間盡量避開高溫時間段施工，降低高溫環境對罐車內混凝土的影響，必要時采取降溫措施。

（3）加強進場混凝土質量控制。混凝土進場后在頂升前做混凝土坍落擴展度和T500試驗來判斷混凝土的填充性及是否離析，以防不合格混凝土投入使用。若混凝土不滿足要求可以現場適當調節，處理后仍不滿足要求堅決退場。

（4）注重攪拌工藝：攪拌站生產自密實混凝土時，為讓減水劑充分發揮作用，混凝土攪拌時間延長至90s（普通混凝土為40S）。

結語：

自密實混凝土作為十大新型建筑材料目前多在鋼管混凝土中使用，近年電網建設中對站內建筑物造型不斷推陳出新造型越來越復雜若用普通混凝土，澆注和振搗難度都很大，相信自密實混凝土的高流動、自密實性將大有作為。因此特寫該論文以期為后續自密實混凝土在變電站建設中的應用提供參考。