高拋自密實混凝土的試配及應用

□文/程 坤

1 工程概況

天津梅江會展中心工程核心建筑由A、B、C、D 4個大展廳，E、F2個小展廳，東登錄大廳，西多功能廳和中廳9個鋼結構單體以及附屬鋼筋混凝土框架梁板柱結構M區設備用房、N區廚房組成。

鋼結構主體中，鋼柱為1 m×1 m和1m×2 m的方形柱；柱高16～36 m，設計要求澆筑強度等級為C40的免振搗自密實混凝土。

2 施工難點

鋼管柱設計為矩形，邊角處混凝土更加不易密實，所以在依靠混凝土自重作用落下并充滿鋼管時，對混凝土和易性、流動性和自密實性要求會更高,通常使用的混凝土配合比無法滿足施工要求。

針對此難點，篩選最優配合比，在實際施工前進行了大量的試驗工作，以確保混凝土達到工程質量要求。

3 試驗

3.1 內容

相同配合比下，在同條件養護和標準養護的情況下進行試驗，對聚羧酸系混凝土的工作性能、強度、限制膨脹率、抗裂性能進行分析，摸索混凝土性能的增長規律。研究合理的高拋免振混凝土配合比和與其相適應的生產工序。

3.2 原材料

1）水泥。采用P.O42.5作為試驗用水泥，細度1.1%，抗折強度3 d4.9 MPa、28 d9.6 MPa，抗壓強度 3 d25.4 MPa、28 d50.9 MPa。

2）砂子。細度模數2.7，II區級配，含泥量0.5%，泥塊含量0.3%。

3）石子。粒徑 5～26.5mm，針片狀，顆粒含量 5%，含泥量0.5%，泥塊含量0.1%。

4）粉煤灰。細度23.2%，需水量比101%，燒失量2.9%。

5）礦粉。比表面積431 m2/kg，流動度比101%，活性指數 7 d79%、28 d100%。

6）外加劑。JTD-特聚羧酸系防凍減水劑，減水率26.5%，抗壓強度比7 d達22%、28 d達122%；DJZ-1萘系防凍減水劑，減水率19.8%，抗壓強度比7 d達14%，28 d達 111%。

7）膨脹劑。限制膨脹率水泥中7 d0.026%，水中28 d0.034%，空氣中 21 d-0.018%。

3.3 配合比

按照JGJ 55—2000《普通混凝土配合比設計規程》，對復合摻合料、外加劑、水的用量進行了配合比試驗，結果見表1。

表1 混凝土配合比 kg

3.4 試配

投料順序為細骨料→水泥→摻合料（攪拌20 s）→2/3的水和粗骨料→剩余的水和外加劑（攪拌60 s），至混凝土攪拌均勻為止。

1）該配合比所做的試配混凝土工作性能見表2。

表2 混凝土工作性能 mm

從表2可以看出，摻用JTD-特外加劑混凝土出機坍落度較好，60 min經時損失為10mm，基本符合設計要求。而摻用DJZ-1外加劑混凝土出機坍落度較小，60 min經時損失為25mm。兩者相比，摻用JTD-特外加劑混凝土的出機坍落度更大，1 h損失更小。

2）混凝土自密實性能見表3。

表3 混凝土自密實性能

從表3可以看出，摻用JTD-特外加劑的混凝土T50、V型漏斗通過時間、擴展度、U型箱填充高度均達到設計要求。與摻用DJZ-1外加劑混凝土相比JTD-特混凝土的T50、V型漏斗通過時間、擴展度、U型箱填充高度性能更好。

3）混凝土力學性能見表4。

表4 混凝土力學性能 MPa

從表4可以看出，摻用JTD-特外加劑的混凝土前期強度較好，后期增長穩定，達到設計要求。與摻用DJZ-1外加劑的混凝土相比摻用JTD-特外加劑的混凝土在強度方面更好。

4）混凝土的限制膨脹率見表5。

表5 混凝土的限制膨脹率

從表5可以看出，摻用DJZ-特外加劑的混凝土收縮值較小。由此證明，此配合比能有效控制混凝土的收縮，提高混凝土的抗收縮性。

5）抗裂性能。將試配的混凝土制成600mm×600mm×63mm的平面薄板。模具邊框用63mm×40mm×6.3mm的槽鋼制作，邊框內設φ6mm間距60mm雙排栓釘，栓釘長度分別為50、100mm，間隔布置，底板采用≮20mm的密度板。用塑料薄膜覆蓋養護2 h后取下塑料薄膜，每組試件各用一臺電風扇吹試件表面風向平行試件表面，成型后24 h觀察裂縫數量、寬度和長度。

摻JTD-特外加劑的混凝土出現裂紋較少，符合要求。由此證明，此JTD-特外加劑的混凝土配合比在冬季施工中也能有效控制混凝土裂縫的產生，提高混凝土的抗裂性。

4 試驗結論

1）最終確定了摻用JTD-特聚羧酸系防凍減水劑的配合比作為高拋自密實混凝土配合比。

2）高拋自密實混凝土出機坍落度較大，1 h損失小；擴展度及流動較大，符合技術要求。其強度前期增長良好，后期增長穩定。此配合比提高了混凝土的耐久性及流動性，能達到免振搗的設計要求。

5 施工現場使用情況

此混凝土澆筑完成后，抽檢42根鋼管混凝土柱，混凝土其與鋼管壁膠結情況良好，鋼管內混凝土均勻、密實，符合設計要求，滿足了工程的需要。