C40自密實混凝土在大跨度橫梁中的應用

戚家權 于五一

（北京國旺混凝土有限公司，北京 101400）

1 自密實混凝土配合比設計

按照《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2000）和中國土木工程學會標準CCES 02-2004《自密實混凝土設計與施工指南》進行，目的是尋找混凝土的流動性、穩定性以及通過鋼筋間隙的能力的最佳配合比，以期達到混凝土的高流動性和高穩定性之間的平衡。

1.1 設計要求

混凝土強度等級C40，塌落度240-260mm，擴展大于600mm，水灰比不小于0.50；粗骨料最大粒徑不大于20mm;水泥宜采用P.O42.5

1.2 試驗原材料

水泥：北京興發水泥有限公司生產P.O42.5，28d實測抗壓強度51.2Mpa。

細骨料：灤平潮白河中砂，細度模數2.6，Ⅱ區砂，含泥量1.7%，表觀密度2.61g/cm3。

粗骨料：密云尾礦廢石，粒徑5-20mm,壓碎指標7.8%，針片狀含量6.7%，含泥量0.5%。

外加劑：JF-9混凝土泵送劑，摻量2.0-2.2%，混凝土終凝時間20小時，減水率20-25%。

粉煤灰：天津軍電粉煤灰，實測技術性能指標見表1

礦渣粉：唐山建龍S95級礦粉,實測技術性能指標見表2

1.3 試驗方法

混凝土拌和按照《混凝土試驗規程》"混凝土拌合物室內拌和方法"進行。混凝土拌合物的性能測試采用塌落度（擴散度）試驗、壓力泌水試驗和自流填充箱試驗，分別對混凝土的流動能力、擴展能力、抗離析能力、通過鋼筋間隙的能力以及混凝土自密實填充能力進行測試。自流填充箱結構示意圖如圖1所示，內置Φ16凈距25mm的鋼筋隔欄，打開閥門混凝土依靠自重通過鋼筋間隙填充整個模板空間。

1.4 基礎配合比

參考國內外有關自密實混凝土的學術論文，確定自密實混凝土試驗的基礎配合比，依照上述試驗方法進行流動性、壓力泌水、通過鋼筋間隙的能力以及自密實填充能力試驗。基礎配合比見表3。

w/cSp(%) C W S G F KF JF-9 0.35 45 320 185 763 932 74 15612.09

1.5 試驗結果

準確稱量各種原材料后，采取強制式攪拌機攪拌90s,然后進行上述性能試驗，通過三次試驗實測結果見表4。

流動性/mm 壓力出機塌落度出機擴展度2h塌落度2h擴 泌水率/%鋼筋間隙通過能力自流填充密實能力凝結時間/h展度 初凝 終凝2606802606700.05好 好17.019.5 2556752556700.04好 好17.520.5 2606752606700.06好 好17.520

為了進一步檢驗自密實混凝土自密實填充能力，我們制作試塊石進行三種不同制作方法：A、放在振動臺上震動20S;B、在試模外稍加敲打；C、不做任何擾動，只將表面抹平。同時進行標準養護，分別進行7d、28d抗壓試驗，結果見如表5。

試驗次數A組 B組 C組7d（MPa）28d（MPa）7d（MPa）28d（MPa）7d（MPa）28d（MPa）1 41.5 53.2 41.0 53.6 40.7 52.1 2 41.8 53.6 41.1 53.0 40.9 52.2 3 41.2 53.4 40.9 53.0 40.6 52.7

由如上試驗結果可以看出：該基礎配合比基本滿足自密實混凝土設計性能要求，無泌水離析現象，能夠順利通過鋼筋隔柵填充自制填充箱，拆模后混凝土表面光潔，試塊試驗后破碎觀察混凝土內部密實均勻，無分層現象。從表5試驗結果看出，未經振搗混凝土試塊的強度與經過振搗的混凝土試塊強度基本相當，混凝土不經過振搗可以達到混凝土的免振自密實要求。

2 自密實混凝土工程應用與質量控制

2.1 工程實例

大唐經濟技術研究院工程專家科研樓地上四層，地下二層，一層多功能大廳大跨度橫梁長18m,截面1.5m×0.55m,絕大部分鋼筋間距25mm,中間梁柱交界處間距不足25mm,設計要求C40，根據結構鋼筋分布情況，經過分析討論后認為，為保證工程結構質量和外觀質量決定采用C40自密實混凝土。

2.2 混凝土生產質量控制

自密實混凝土生產過程中嚴格質量控制，保證混凝土質量滿足工程技術要求，主要通過以下兩方面進行控制。

2.2.1 原材料的質量控制

原材料質量的不均勻，必然會引起混凝土質量的波動，因此在生產過程中應優選分倉存放，按照規范要求進行定期檢驗。水泥、外加劑、摻合料是影響混凝土質量的主要材料，適用前必須進行嚴格檢驗。砂石骨料粒徑大小、級配很大程度的影響混凝土的流動性、自密實性，因此應優選級配好、顆粒圓潤、含泥量小的骨料分倉管理。

2.2.2 混凝土生產澆筑過程中的質量控制

生產過程中應對混凝土配合比進行及時調整。要及時測定骨料的含水率、含石率，對出場混凝土安排專人檢測混凝土塌落度、擴展度，如不能滿足出廠要求及時進行調整，并且對運輸、澆筑過程進行監控，同時現場人員應及時與施工技術人員進行技術交底，及時解決混凝土澆筑、養護過程中出現的問題。

2.3 混凝土施工工藝的質量控制

（1）由于自密實混凝土要求混凝土拌合物具有較大的流動性，亦即較大的塌落度和擴展度，所以，混凝土入模前必須進行混凝土塌落度和擴展度的測定，以確保塌落度240-260mm，擴展度大于600mm.，并且密切關注澆筑過程中有沒有離析、泌水現象，發現問題及時進行現場調整或返回廠內調整。

（2）混凝土澆筑時應采取適宜的澆筑方法，限制卸料高度，防止分離，保證混凝土供應的及時連續。針對結構復雜區域必須進行模板外側進行輔助振搗，局部振搗棒能夠伸入區域局部補振，以使混凝土的更加密實。

（3）混凝土澆筑后必須在一定時間內進行及時養護，保持必要的溫、濕度，保證水泥水化正常進行，同時自密實混凝土膠結材用量大、砂率大，混凝土收縮大，及時養護能夠減少混凝土裂縫的產生。

結論

（1）C40自密實混凝土配合比設計滿足工程質量和施工要求，自密實混凝土的澆筑施工是切實可行的。

（2）自密實混凝土原料、生產過程要求嚴格，應建立切實有效的質量管理度，提高混凝土質量管理水平。

（3）采用自密實混凝土能顯著提高混凝土施工效率，節省勞動力，降低工人勞動強度，尤其對于結構復雜和鋼筋密集結構，能大幅度提高混凝土結構的施工質量，是一種值得推廣和研究的新型混凝土。

[1]張阿櫻.C40自密實混凝土的配合比研究.黑龍江科技信息，2008年34期.

[2]趙慶新，孫偉，姜國慶，張楊.C40自密實混凝土抗滲性研究.工業建筑，2005年9期.