自密實(shí)混凝土應(yīng)用于CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)需要注意的問(wèn)題

黃 睿

（中鐵物資集團(tuán)有限公司，北京 100143）

1 緒論

近些年，山東，河北等北方地區(qū)開(kāi)始將住宅的保溫體系整體設(shè)計(jì)成CL建筑體系，該體系的CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)要求使用現(xiàn)澆自密實(shí)混凝土完成施工。CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)是將攜帶鋼絲網(wǎng)片的保溫板內(nèi)置于墻體中，并在保溫板兩側(cè)同時(shí)澆筑自密實(shí)混凝土形成的永久保溫墻體結(jié)構(gòu)，兼具結(jié)構(gòu)受力和保溫功能，保溫板內(nèi)側(cè)混凝土層厚度200-250mm，外側(cè)混凝土層厚度50-60mm，保溫板厚度一般在100-200mm。由于保溫板外側(cè)空間有限，混凝土澆筑難度大，對(duì)自密實(shí)混凝土性能要求較高，為了降低澆筑施工難度，本文通過(guò)主材的選擇對(duì)自密實(shí)混凝土配合比進(jìn)行優(yōu)化，找出關(guān)鍵原因改善自密實(shí)混凝土工作性能提高CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。同時(shí)討論了CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)在混凝土澆筑施工中比較常見(jiàn)的問(wèn)題，并以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)提出相應(yīng)的解決方法，保證CL 建筑體系的保溫節(jié)能的功能達(dá)到預(yù)期效果。

2 原材料及試驗(yàn)方法

2.1 原材料

水泥：德州中聯(lián)大壩水泥P·O 42.5；

粉煤灰：元寶山電廠Ⅰ級(jí)粉煤灰，天津軍糧城電廠Ⅱ粉煤灰；

礦粉：唐龍S95 級(jí)；

細(xì)骨料：秦皇島天然河砂細(xì)度模數(shù)2.4～2.6，含泥量2.1%

粗骨料：5-16 連續(xù)級(jí)配碎石，5-10 單級(jí)配碎石

外加劑：聚羧酸高性能減水劑

2.2 試驗(yàn)方法

使用不同粒徑的粗骨料和不同品質(zhì)的粉煤灰配制標(biāo)號(hào)為C35 和C40 的自密實(shí)混凝土，并對(duì)新拌混凝土分別測(cè)定如下指標(biāo)：擴(kuò)展度、V 漏斗通過(guò)時(shí)間、和易性等。同時(shí)，制作100mm×100mm×100mm 的混凝土試塊在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，測(cè)定3d，7d，28d 抗壓強(qiáng)度。

2.3 混凝土配合比

試驗(yàn)用不同標(biāo)號(hào)自密實(shí)混凝土配合比如表1 所示，并微調(diào)砂率盡量保證自密實(shí)混凝土和易性良好。

表1 試驗(yàn)用不同標(biāo)號(hào)自密實(shí)混凝土配合比(kg/m3)

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

從表3 可以看出，雖然不同配合比的自密實(shí)混凝土各齡期抗壓強(qiáng)度都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，但使用5-10mm 單級(jí)配粗骨料的C40-3，C40-4，C35-3，C35-4的28d 抗壓強(qiáng)度略低于使用5-16mm 連續(xù)級(jí)配的C40-1，C40-2 和C35-1，C35-2。

表2 各配比自密實(shí)混凝土工作性能

表3 各配比混凝土各齡期抗壓強(qiáng)度

從表2 可以看出，各組試驗(yàn)的自密實(shí)混凝土工作性能差別巨大。使用Ⅰ級(jí)粉煤灰和5-16mm 連續(xù)級(jí)配粗骨料的C40-1 和C35-1 各時(shí)間段的工作性能最好，特別是3h 的擴(kuò)展度還能保持在700mm 以上，且和易性良好，黏度理想；C40-2 和C35-2 的擴(kuò)展度較C40-1 和C35-1 略小，3h 的擴(kuò)展度也能保持在接近700mm 的水平，從試驗(yàn)情況可知，C40-2 和C35-2 的和易性和流動(dòng)性可以通過(guò)調(diào)整外加劑的摻量或者調(diào)整外加劑的配方得到改善，但是C40-2和C35-2 的黏度明顯高于C40-1 和C35-1，這是粉煤灰品質(zhì)差別導(dǎo)致的；C40-3，C40-4 和C35-3，C35-4 無(wú)論從擴(kuò)展度還是和易性方面都與其對(duì)照組有巨大差異，這是因?yàn)?-10mm 單級(jí)配粗骨料粒徑大小相似，且顆粒間的空間阻力較大，無(wú)法在漿體推動(dòng)下形成緊密堆積的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致漿體與粗骨料分離，粗骨料堆積在中間不能隨漿體分散，因此初始擴(kuò)展度僅能達(dá)到650mm 左右的水平，也是28d 抗壓強(qiáng)度略低于對(duì)照組的原因之一。

4 施工中需要注意的問(wèn)題

根據(jù)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，為了使CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)在自密實(shí)混凝土澆筑時(shí)順利完工，接下來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下其中比較重要的環(huán)節(jié)。

1、選擇級(jí)配合理的粗骨料：自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)中必須選擇5-16mm 連續(xù)級(jí)配的粗骨料，而不能選擇粒徑更小的5-10mm 單級(jí)配的粗骨料。由于CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)保溫板外側(cè)澆筑自密實(shí)混凝土的空間只有50-60mm，很多混凝土技術(shù)人員認(rèn)為選擇更小粒徑的粗骨料配置自密實(shí)混凝土能夠更加順利的完成保溫板外側(cè)小空間的澆筑，通過(guò)以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，5-10mm 粗骨料級(jí)配單一不連續(xù)，顆粒之間阻力巨大，漿體對(duì)粗骨料的潤(rùn)滑效果不足，因此，使用5-10mm 單級(jí)配粗骨料配置的自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度只能做到600mm-650mm 之間，而且和易性差，跑漿，裸露和堆積石子情況嚴(yán)重，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到750mm×750mm 的理想狀態(tài)，嚴(yán)重影響自密實(shí)混凝土流動(dòng)度，更影響澆筑后CL 復(fù)合剪力墻體的密實(shí)度。而使用5-16mm 連續(xù)級(jí)配的粗骨料配制自密實(shí)混凝土，粗骨料之間摩擦阻力小，砂漿可以充分潤(rùn)滑和推動(dòng)粗骨料，形成緊密堆積的結(jié)構(gòu)，自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度可以達(dá)到750mm×750mm比較理想的狀態(tài)，和易性良好，也有良好的各齡期抗壓強(qiáng)度。同時(shí)，粗骨料5-16mm 的粒徑能夠順利穿過(guò)保溫板外側(cè)空間，不受空間限制。

2、自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度的要求：各地的《CL 建筑體系技術(shù)規(guī)程》對(duì)自密實(shí)混凝土的擴(kuò)展度有明確的要求，但并不一致。在實(shí)際施工中，如果混凝土和易性良好，漿體飽滿(mǎn)，且耐久性滿(mǎn)足要求，擴(kuò)展度在700mm-790mm 之間都能夠順利的澆筑到CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)中，如果要求自密實(shí)混凝土擴(kuò)展度大于800mm 會(huì)大幅度增加混凝土主材成本，導(dǎo)致不必要的建筑成本的增加，擴(kuò)展度小于700mm 時(shí)混凝土黏度增大不利于施工。

3、延長(zhǎng)自密實(shí)混凝土的工作時(shí)間：從CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)情況可知，該結(jié)構(gòu)中混凝土的澆筑速度較慢，在同時(shí)考慮到施工中存在的不確定因素以及難以避免的自密實(shí)混凝土流動(dòng)性能泵送損失的情況下，必須配制自密實(shí)混凝土在和易性良好的前提下，保持?jǐn)U展度大于等于700mm×700mm 的工作狀態(tài)不低于3 小時(shí)。從表2 的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，擴(kuò)展度小于700mm×700mm時(shí)自密實(shí)混凝土流動(dòng)性能下降，黏度明顯增加，在澆筑保溫板外側(cè)空間時(shí)阻力增加，導(dǎo)致施工難度加大，容易出現(xiàn)外側(cè)混凝土層填充不密實(shí)的情況，影響整個(gè)體系的施工質(zhì)量。

如果施工地點(diǎn)與混凝土公司距離很近且調(diào)度得力的情況下可以考慮使用Ⅱ級(jí)粉煤灰配制自密實(shí)混凝土，即C40-2 和C35-2 兩組配合比所示，這樣可以節(jié)約大量?jī)?yōu)質(zhì)主材。但是，當(dāng)混凝土擴(kuò)展度小于700mm×700mm 時(shí)不宜澆筑到CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)中。

4、降低自密實(shí)混凝土的黏度：嚴(yán)格控制骨料中含泥量和泥塊兒含量；使用優(yōu)質(zhì)的Ⅰ級(jí)粉煤灰取代水泥，而不是被磨細(xì)至Ⅰ級(jí)的粉煤灰。使用降黏型外加劑也可以在一定程度上降低自密實(shí)混凝土的黏度但需要進(jìn)一步試驗(yàn)進(jìn)行支撐。混凝土澆筑前將混凝土罐車(chē)充分反轉(zhuǎn)，這樣有利于保持自密實(shí)混凝土漿體松軟的狀態(tài)。

5、充分固定及保護(hù)保溫板：嚴(yán)格按照《CL 建筑體系技術(shù)規(guī)程》固定保溫板，有必要時(shí)在技術(shù)規(guī)程的基礎(chǔ)上增加焊接點(diǎn)，連接點(diǎn)和拉筋的數(shù)量做到充分固定保溫板。澆筑過(guò)程中泵送混凝土沖擊力巨大，禁止泵送混凝土直接沖擊保溫板及鋼筋焊接點(diǎn)，并使用在保溫板兩側(cè)空間交替澆筑的方法保持混凝土液面一致降低壓力差。如果混凝土流動(dòng)性變差，下落困難時(shí)可以用振搗棒輕振主筋或者輕振外側(cè)模板，不宜將振搗棒插入混凝土中反復(fù)振搗或者猛振模板。這樣操作可以避免保溫板在受到泵送混凝土連續(xù)沖擊的情況下?lián)p壞、脫落或被擠出墻體的情況發(fā)生，也能減少在流體狀態(tài)下的混凝土產(chǎn)生的壓力差造成保溫板出現(xiàn)位移，撕裂以及偏離設(shè)計(jì)位置等情況，可以確保整個(gè)保溫體系的完整性。施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)為了提高施工效率，降低施工成本而減少固定保溫板工序的情況，保溫板損壞，脫落，偏移等情況時(shí)有發(fā)生，導(dǎo)致CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫功能遭到破壞。

6、避免低溫環(huán)境下施工：CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)中，保溫板外側(cè)混凝土層厚度僅50-60mm，局部屬于超長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)，自身水化熱有限，而且很難采取保溫措施，如果在低溫環(huán)境下澆筑，容易出現(xiàn)混凝土受凍后出現(xiàn)開(kāi)裂，脫落后出現(xiàn)裸露保溫板等情況。因此，日平均溫度低于5℃的情況下不應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑施工，而且混凝土必須達(dá)到臨界強(qiáng)度后脫模。

5 結(jié)論

CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計(jì)本不復(fù)雜，關(guān)鍵的技術(shù)要點(diǎn)是如何利用自密實(shí)混凝土的免振搗的特性將保溫板外側(cè)空間完整填充。設(shè)計(jì)使用自密實(shí)混凝土的目的是更傾向于實(shí)現(xiàn)CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫功能，使整個(gè)結(jié)構(gòu)同時(shí)具備受力和節(jié)能保溫的功能，即節(jié)省工期又降低成本。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，有針對(duì)性的選擇主材，控制好自密實(shí)混凝土質(zhì)量并處理好澆筑前后保溫板的安裝和保護(hù)工作可以實(shí)現(xiàn)CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫功能。