自密實(shí)混凝土在建筑工程中的應(yīng)用

俞君寶，呼夢(mèng)潔，郭凱

（1.揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009）

自密實(shí)混凝土在建筑工程中的應(yīng)用

俞君寶1，呼夢(mèng)潔1，郭凱2

（1.揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127；2.揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009）

自密實(shí)混凝土因優(yōu)良的性能可滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)施工和裝飾飾面效果要求，在我國(guó)建筑工程中得以廣泛應(yīng)用。文章闡述了自密實(shí)混凝土三個(gè)基本性能特點(diǎn)及適用范圍，介紹了自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)、技術(shù)規(guī)程，并從施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管、檢測(cè)方法及環(huán)保措施來(lái)對(duì)控制自密實(shí)混凝土施工。

自密實(shí)混凝土；建筑工程；應(yīng)用技術(shù)規(guī)程；環(huán)保

0 前言

1824年，由英國(guó)著名工匠約瑟夫·阿斯普丁發(fā)明波特蘭水泥，從此便進(jìn)入了水泥混凝土?xí)r代。經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，水泥混凝土已成為當(dāng)今最主要的建筑材料之一。新世紀(jì)以來(lái)，建筑業(yè)的不斷發(fā)展對(duì)水泥混凝土的要求越來(lái)越高，特別是超高層建筑、橋梁、港口碼頭等。1988年，日本東京大學(xué)崗村甫教授發(fā)明了無(wú)需振搗的自密實(shí)混凝土，在澆筑過(guò)程中全靠自重作用貫穿鋼筋間隙從而充滿模板空間，滿足高性能混凝土對(duì)耐久性、施工性、適用性等的一般要求。隨后，自密實(shí)混凝土技術(shù)逐漸由日本傳播到世界各地，應(yīng)用范圍更為廣闊。

1 自密實(shí)混凝土特點(diǎn)及適用范圍

1.1 高流動(dòng)性

自密實(shí)混凝土具有高流動(dòng)性，在自重作用下均勻的流向模板，減少了振搗工作對(duì)人力、物力及資源的使用。陳春珍通過(guò)加入不同增粘劑的試驗(yàn)研究表明，增粘劑的摻入可以提高砂漿的自密實(shí)性，并與摻量的多少成正相關(guān)[1]。

1.2 耐久性

混凝土耐久性研究是世界性的課題，自密實(shí)混凝土的耐久性影響的主要因素是各礦物摻和料[2-4]。普通混凝土界面上定向排列著大量Ca(OH)2及CaCO3，界面疏松降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，若混凝土拌合過(guò)程中有泌水產(chǎn)生，在骨料界面上造成滲透道路。摻入一部分礦物質(zhì)的自密實(shí)混凝土替代了相應(yīng)水泥，相應(yīng)解決了泌水離析現(xiàn)象，加上火山灰反應(yīng)解決了Ca(OH)2在界面上的富集與結(jié)晶定向排列，抗?jié)B性能也相應(yīng)比普通混凝土的提高。若加入高爐礦渣，能改善硫酸鹽特性，摻入含磨細(xì)礦渣的混凝土不透水性和抗凍性良好。摻入不同的礦物超細(xì)粉，給混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶來(lái)影響不同，改善了水泥石與骨料間界面結(jié)構(gòu)，提高自密實(shí)混凝土的耐久性。

1.3 高填充性

自密實(shí)混凝土具有高流動(dòng)性能夠穿越鋼筋充滿模板，硬化后的混凝土表面質(zhì)量非常高，模板的紋理和表面造型都能逼真的反應(yīng)出來(lái)。能夠澆筑形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化施工程序。

自密實(shí)混凝土高流動(dòng)性及高填充性使得其主要適用于形狀復(fù)雜或無(wú)需振搗的混凝土結(jié)構(gòu)中，由于自密實(shí)混凝土抗裂性能較普通混凝土差，在大面積易產(chǎn)生裂縫的結(jié)構(gòu)中使用時(shí)需進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)后方可使用。

2 自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)

普通混凝土配合比由混凝土強(qiáng)度、砂率和單位用水量確定，借鑒于此，許多學(xué)者提出自密實(shí)混凝土的不同配合比設(shè)計(jì)方法。自密實(shí)混凝土發(fā)明者崗村浦教授采用固定砂石體積法，在滿足強(qiáng)度的前提下，按工作性能要求設(shè)計(jì)自密實(shí)混凝土的配合比，并提出影響拌合物流動(dòng)性的重要因素是粗骨料的體積含量和砂在砂漿中的體積含量。武漢工業(yè)大學(xué)陳建奎教授提出全計(jì)算法對(duì)自密實(shí)混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，但該方法算出的砂率和漿集比都偏低，須進(jìn)行改進(jìn)后用于自密實(shí)混凝土配合比計(jì)算[5]。中南大學(xué)提出改進(jìn)全計(jì)算法，將固定砂石體積含量計(jì)算法運(yùn)用其中，把水膠比與漿體體積聯(lián)系起來(lái)，計(jì)算簡(jiǎn)單明確[6]。臺(tái)灣云林科技大學(xué)蘇南教授提出簡(jiǎn)易配合比設(shè)計(jì)法，用較大的混凝土砂率和較少量的膠凝材料，提高澆筑中混凝土的流動(dòng)性，但這種配合比下，骨料用量相對(duì)較少，直接影響混凝土耐久性[7]。浙江大學(xué)提出骨料比表面法，將富余漿量理論應(yīng)用于研究，并建立骨料用量、孔隙率及比表面積之間的富余漿量計(jì)算模型[8]。

3 自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程

2006年我國(guó)第一本自密實(shí)混凝土標(biāo)準(zhǔn)《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》制定，為自密實(shí)混凝土提供配合比設(shè)計(jì)方法，但僅給出自密實(shí)混凝土各組分重要參數(shù)的一些設(shè)計(jì)參考范圍，技術(shù)人員操作難度大，對(duì)操作技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)要求較高。新《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T283-2012）[9]的配合比設(shè)計(jì)步驟更加清晰明確，該規(guī)程基于我國(guó)基本國(guó)情及國(guó)內(nèi)外大量的試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上給出各參數(shù)選取參考，并給出不同等級(jí)混凝土的粗骨料用量的選取范圍。

配合比基本設(shè)計(jì)要求：

①粗骨料最大粒徑不宜大于20mm，粗骨料用量選取參考表1。過(guò)小或過(guò)大均會(huì)影響混凝土彈性模量、拌合物的流動(dòng)性能等。

單位體積粗骨料量 表1

②砂漿中砂的體積分?jǐn)?shù)控制在0.42～0.45之間，過(guò)小或過(guò)大均會(huì)影響混凝土體積穩(wěn)定性、拌合物的流動(dòng)性能等，由試驗(yàn)確定最佳砂率。

③礦物摻合料的摻入能改善混凝土自密實(shí)性能、水化溫升特性、強(qiáng)度等，實(shí)踐證明礦物摻合料質(zhì)量大于等于總膠凝材料用量的20%。

④水膠比計(jì)算時(shí)充分考慮礦物摻合料對(duì)體系的強(qiáng)度貢獻(xiàn)，見(jiàn)公式（1）。

式中：σ——混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差（MPa）

fce——水泥的28d實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度（MPa）

γ——礦物摻合料的膠凝系數(shù)

⑤單位立方用水量一般不宜超過(guò)190kg/m3。

4 自密實(shí)混凝土施工控制

自密實(shí)混凝土在施工的每個(gè)階段都需采取不同的施工技術(shù)。準(zhǔn)備階段對(duì)原材料的選擇、配合比的設(shè)計(jì)要依據(jù)《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》及實(shí)際工程情況，并對(duì)鋼筋配置和模板情況綜合考慮。澆筑前清除模板殘存水并對(duì)模板根部縫隙采用砂漿封堵，為避免澆筑中斷建議采用分層、連續(xù)澆筑方式，并對(duì)水平流動(dòng)距離和垂直下落高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般為5～7m。為避免澆筑后的自密實(shí)混凝土表面水分的蒸發(fā)，特別是冬季溫度低，澆筑后即刻進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，防止溫度應(yīng)力產(chǎn)生的不均勻收縮導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂[10]。

自密實(shí)混凝土工作性能檢測(cè)的方法有坍落流動(dòng)度試驗(yàn)、倒坍落度筒試驗(yàn)、L型儀流動(dòng)度試驗(yàn)U型槽試驗(yàn)，驗(yàn)收按照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50204-2015）執(zhí)行。

施工中要從施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)管，對(duì)有可能出現(xiàn)的質(zhì)量安全問(wèn)題、施工進(jìn)度等進(jìn)行預(yù)防控制，確保施工順利進(jìn)行。自密實(shí)混凝土無(wú)需振搗的優(yōu)點(diǎn)滿足節(jié)能減排的環(huán)保要求，減少振搗過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲對(duì)周圍居民的干擾，在確保施工順利進(jìn)行的情況下創(chuàng)建文明施工環(huán)境，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

5 總結(jié)

綜上所述，自密實(shí)混凝土優(yōu)良的工作性能使其在建筑工程中應(yīng)用前景非常廣闊，但由于我國(guó)對(duì)自密實(shí)混凝土的開(kāi)發(fā)應(yīng)用歷時(shí)較短，還需在早期收縮、配合比設(shè)計(jì)方法、抗震性能和耐久性能上做更深層次的研究。

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[3]楊海濤.石灰石粉在自密實(shí)混凝土中的應(yīng)用綜述 [J].廣東建材，2016，36(1)：21.

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[6]余志武，潘志宏，等.淺談自密實(shí)高性能混凝土配合比的計(jì)算方法[J].混凝土，2004(1)：54-57＋67.

[7]羅鈺.中低強(qiáng)度自密實(shí)混凝土配合比參數(shù)優(yōu)化研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2008.

[8]王海娜.自密實(shí)混凝土的骨料比表面積配合比設(shè)計(jì)及其基本性能研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2007.

[9]JGJ/T283-2012，自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程[S].

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TU755.6

B

1007-7359（2016）06-0156-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.060

俞君寶(1986-)，男，碩士，助教，研究方向：混凝土材料及基本構(gòu)件基礎(chǔ)理論。