自密實混凝土施工問題解析及處理措施

張 瑞

（山西水務工程建設監理有限公司，山西 太原 030002）

1 自密實混凝土概述

自密實混凝土（簡稱SCC），是指拌合物具有較高流動性，能在自身重力作用下流動、密實，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時獲得很好均質性，且不需要附加振動，在澆筑過程中不離析、不泌水，自流充滿模板和包裹鋼筋，屬于高流動性混凝土。在傳統的自密實混凝土坍落度試驗中，坍落度達到260 mm以上、擴散度在600 mm以上時，無離析、泌水現象。

自密實混凝土施工具有以下優勢：一是免去振搗工序，靠自重成型，減少施工噪音，改善工人的工作環境和周邊居民的居住環境；二是解決了不易或無法進行振搗作業（如鋼筋過于密集、斷面過深或過于復雜等）的問題；三是提高澆筑速度，縮短施工工期；四是節約人工；五是提高混凝土結構的耐久性。

2 生產過程中常見的原材料問題

2.1 原材料堵塞

使用粉煤灰作為礦物摻和料，施工中粉煤灰儲料罐發生堵塞，無法將粉煤灰從儲料罐中取出，只能打開儲存罐罐口采用人工取出。

堵塞原因：粉煤灰放置在儲料罐中時間太久，加之攪拌站其他設備運行時產生的振動，使得粉煤灰在罐中堆積密實，從而在罐口發生了堵塞。

解決措施：生產自密實混凝土前，對各種原材料的使用情況提前進行檢查。粉煤灰、礦渣和石粉等材料，儲藏過久通常會引起一些問題。一般在正式生產自密實混凝土前，需要檢查粉體材料的儲藏和稱量裝置是否存在問題。并且進行配合設計時的試驗室試拌與在工程中應用時的正式攪拌不宜間隔太久。

2.2 攪拌時間

通常在自密實混凝土生產過程中，還同時生產常規混凝土，所以兩種混凝土只能進行交替攪拌。在交替生產過程中，由于操作員失誤，沒有對攪拌時間進行設置，按照常規混凝土的攪拌時間1 min進行攪拌，而自密實混凝土的設計攪拌時間是2 min，導致出盤的混凝土成為未拌和完全的低流動性混凝土，不得不扔掉。

由于水分比較低，生產自密實混凝土所需攪拌時間，通常需要比常規提凝土長一些，根據混凝土攪拌站的生產經驗，生產自密實混凝土攪拌時間在2 min以上。現在常用的新型攪拌系統中，攪拌時間一般可根據混凝土的配合比自動設置，所以類似的由攪拌時間設置不當而引起的問題很少見了。但攪拌時間仍是獨立于混凝土配臺比，需要進行單獨設定。

解決措施：無論攪拌時間是不是與混凝土的混合比例綁定在一起，都要對操作系統進行檢查。如果二者是獨立設置的，在攪拌之前更需要加倍小心，對攪拌時間進行設定。混凝土攪拌時間設定的細則，應在混凝土生產系統手冊或者核對表中給出。

2.3 流動性的波動

夏季生產混凝土時，需要對骨料進行噴水預冷，導致自密實混凝土的流動性發生波動，每一批自密實混凝土的流動性都不相同。通過增加測量骨料表面含水率的次數，解決流動性波動的問題，但是由于骨料表面含水率太高，降低了測量精度，無法達到控制自密實混凝土流動性的目的。原因是噴水預冷使骨料表面含水率增高，料倉中骨料的含水率分布不均，無法保持骨料表面含水率恒定。

解決方法：自密實混凝土的流動性，受加水量影響較大，骨料表面含水率影響加水精度。可以通過以下3種方法來控制骨料含水率，達到穩定自密實混凝土流動性的目的。

一是骨料準備好之后，至少要存放1～2 d時間，使其靜置至含水率穩定，且分布均勻；可通過加蓋頂棚的方法，避免風吹、雨淋、日曬等因素的影響。二是每批混凝士拌和前，先測量骨料含水率。三是每次開始攪拌時，不要使用最表層的那部分骨料。四是通過離心力使濕砂脫水，可以有效使混凝土含水率保持恒定。

2.4 原材料變化

攪拌站用粉煤灰作為礦物摻和料生產自密實混凝土，自密實混凝土的含氣量突然超出允許范圍。經原材料檢查，儲存粉煤灰的儲料罐較小，每次進料只夠使用2周，必須經常購入新粉煤灰，粉煤灰特性的變化導致混凝土含氣量變化。原因是火電站不同生產的粉煤灰特性不同，由于在同種自密實混凝土的生產過程中，使用了不同特性的粉煤灰，導致混凝土含氣量變化。

為避免類似情況，建義采用以下方法：一是生產同一批自密實混凝土前，一次性購買足夠量的原材料，以免兩次購入的原材料特性發生變化。二是每盤混凝土在攪拌前，都要仔細核對配料單。

2.5 離析泌水

剛出盤混凝土的坍落、擴展度均滿足設計要求，輸到建筑工地后的混凝土坍落擴展度超過了700 mm，并發生了離析泌水現象，混凝土的溫度已經超過了30℃。原因是運輸到工地的混凝土溫度，比進行配合比設計時的溫度升高了很多，高溫影響了高效減水劑的作用效果及作用時間。

應對措施：高效減水劑受影響程度，取決于高效減水劑的種類、用量、水泥的種類以及攪拌時的投料順序等。配合比設計時，需要模擬實際工程條件，對混凝土的自密實性能，及歷時變化進行檢測；此外，工期較長的工程，還需考慮到溫度的季節變化，通過調整高效減水劑的用量或者種類解決溫度的影響。

3 施工過程常見問題分析及經驗措施

3.1 跑模

使用自密實混凝土澆筑墻體時，墻體下方模板局部開裂發生跑模，大量自密實混凝土從缺口處流出。用來修補模板和清理流出混凝土的時間太長，浪費施工時間。原因是新拌自密實混凝土具有很高的流動性，對側邊模板的壓力大于液體壓力，且自密實混凝土可以從很小的間隙中流出，若模板支撐強度不夠，在自密實混凝土的高側壓力下就會導致跑模，大量自密實混凝土就會在跑模缺口處流出。

措施：澆筑自密實混凝土時，必須保證模板及其支撐的剛度和強度，避免在澆筑過程中發生跑模。此外，澆筑自密實混凝土時，測量模板所受的側壓力，以及控制自密實混凝土的澆筑速度，也可以有效防止跑模。

3.2 泵進后的性能變化

泵送自密實混凝土進行澆筑，要求混凝土到施工現場后，具有較好的流動性。經過泵送到澆筑倉面的混凝土，出現變硬、流動性喪失的現象，也就是說，泵送過程改變了混凝土的流動性。原因是泵送時的高壓，可能會改變自密實混凝土的自密實性能，造成混凝土流動性的降低，導致混凝土的離析泌水。

經驗措施：實際施工中，有關泵送后自密實混凝土的特性發生變化的例子很多，有的是降低流動性能，有的導致離析泌水，有的反而能增加流動性。至今還沒有發現發生這些問題的機理。可能配合比、高效減水劑的種類和攪拌方法都會有一定的影響，最好在正式澆筑前，通過泵送試驗來檢查混凝土的質量。

3.3 泵送管道爆裂

使用Y形管道泵送自密實混凝土時，Y形管道連接處突然發生爆裂，大量混凝土從管道中流出。原因是自密實混凝土的黏度很高，泵送時需要較高的壓力，如果管道的承載壓力較低，泵送過程的高壓將導致管道發生爆裂。

措施：自密實混凝土的高黏度，決定了泵送過程的高壓力，通過使用壁厚較大的管道，避免類似問題的發生。

4 后期養護常見問題分析及經驗措施

4.1 收縮裂縫

自密實混凝土澆筑橋梁欄桿扶手，拆模后第5 d發現了一批裂縫，裂縫的寬度達到了0.1 mm，裂縫段間距10 m左右。最終采用水泥和環氧化合物來修補裂縫；自密實混凝土加入膨脹劑后，避免了該問題的發生。問題原因，混凝土自身收縮、干燥收縮或溫度應力作用導致；另外，各種車輛在橋上經過時引起的震動，對早期混凝土的影響也可能是產生裂縫的因素之一。

措施：通過調整混凝土配合比，保障混凝土特性；通過合理的結構設計、科學的養護降低裂縫產生；減少環境影響，避免混凝土裂縫。

4.2 溫度裂縫

水利工程中，使用自密實混凝土封堵導流隧洞，拆模時在混凝土塞的中間，發現了一條寬度約為0.5 mm的裂縫，最終施工人員通過灌漿來修補裂縫。混凝土配合比實驗時，沒有因水化熱而產生溫度裂縫，實際施工時自密實混凝土的抗離析能力不達標。現場通過增加低熱水泥用量的方法，提高了新拌混凝土的自密實性能。裂縫原因，混凝土的高水化熱造成裂縫發育；因混凝土配合比的臨時修改，造成水化熱升溫比預計高出很多，導致溫度裂縫產生。

經驗與措施：自密實混凝土在達到較高流動性的同時，還具有較強的抗離析能力，要使用比常規混凝土高得多的粉體材料。由于不同粉體材料的性能不同，可能導致水泥用量超標，從而產生高水化溫升。新拌混凝土為了達到必要的自密實性能，配合比中“足夠的粉體含量”比“水泥含量”更重要，使用石粉和粉煤灰等粉體材料生產的自密實混凝土，可以有效降低混凝土的水化熱，或使用低熱水泥取代粉體材料。總之配合比設計，必須進行溫度應力測試與分析。

4.3 表面氣泡

自密實混凝土進行隧洞襯砌，拆模后發現混凝土表面存在大量的較大氣泡。在混凝土到達齡期后，鉆孔取芯對內部進行檢查，并沒有發現氣泡的存在。原因是自密實混凝土的高黏度，導致在澆筑過程中進入混凝土內部的氣泡，不能在初凝前從表面逸出。

處理措施：自密實混凝土表面的氣泡不深，不會影響到混凝土的耐久性。為使自密實混凝土具有良好的外觀，可以通過以下幾種方法來消除表面氣泡。一是減慢澆筑速度。二是增加混凝土流動距離。三是減小混凝土垂直落差。四是在模板的表面進行輕微振動。

4.4 麻面

使用自密實混凝土進行高架橋墩澆筑，在垂直泵送了40 m之后，自密實混凝土發生了泌水現象。拆模后發現混凝土表面好像被水沖過一樣，產生“麻面”。通過試驗檢測，只有表面存在這種現象，混凝土體本身具有足夠的強度，對混凝土的耐久性不會產生負面影響。

產生原因：自密實混凝土的離析泌水，是由泵送時的高泵送壓力引起的。此外，工程混凝土中的含水量也高于最佳用水量；冬季施工，仍然使用夏季施工的配合比。通過調整高效減水劑用量、增加用水量，調整新拌混凝土的自密實性能。

處理經驗：混凝土的最佳配合比，取決于環境溫度以及原材料特性，對于工期較長的工程，需要對自密實混凝土的配合比進行季節性調整。

4.5 蜂窩

使用流動性略小的自密實混凝土，澆筑建筑物墻體，拆模后發現墻體的底部出現了“蜂窩”現象，墻體中的鋼筋都暴露在外面。除了自密實混凝土本身流動性低之外，泵送也會使流動性降低；此外，澆筑過程中，混凝土的垂直落差較大時，也會加速配料分離。

處理措施：只有自密實混凝土具有足夠的自密實性能時，才能達到“無需振搗密實”的要求，所以施工前要對泵送混凝土進行自密實性能檢測。還需要注意，自密實混凝土的密實度，不僅由本身自密實性能決定，同時還受到建筑物中施工部位和施工方法的限制，如流動距離和垂直落差等。