C60 自密實高性能混凝土質量控制要點

李志軍，蔣瑞武，牛庚鑫

（山西中旺偉業建材科技有限公司，山西 太原 030032）

C60 自密實高性能混凝土質量控制要點

李志軍，蔣瑞武，牛庚鑫

（山西中旺偉業建材科技有限公司，山西 太原 030032）

本文是對山西省太原市建設中的一地標性建筑，主體核心筒結構鋼管內采用 C60 自密實混凝土的應用及質量控制進行了技術性總結。

C60 自密實高性能泵送混凝土；現場施工管理的配合；混凝土質量評述

0 引言

C60 自密實高性能泵送混凝土以高強度、高流態、高耐久性受到建筑行業的廣泛關注，主要應用于各種大體量、超高層建筑，但在內陸省份工程中大量應用并不多見，這也成為內地高性能商品混凝土應用推廣的緊迫課題。我公司采用生產配比優化，嚴控生產、澆筑流程工藝，就地優選原材，成功地生產出綠色環保的 C60 自密實高性能泵送混凝土，并在實際工程中大量應用。

1 工程概況

C60 自密實混凝土應用工程為某地產集團有限公司在山西省太原市某項目的 1#、2#樓/北區裙房/北區地下車庫項目。該工程位于太原市萬柏林區，地下五層，地上五十三層。建筑高度 228.9m，建筑面積約 280000m2。其結構形式：地下為框架結構，地上為剪力墻＋鋼結構。主體核心筒結構鋼管內的混凝土采用 C60 的自密實高性能混凝土。建成后將成為太原市標志性建筑。

結構特點：此次澆筑的無縫鋼管柱，圓形截面直徑為800mm，內壁焊鋼隔板，柱高按層高 3.6～4.2m 不等，每層16 根，每根柱用混凝土約 4.5m3。

2 混凝土試配各項準備

2.1 技術要求

強度等級：C60；澆筑方式：自密實（不振搗）；

混凝土拌合物工作性能：不離析、不泌水、不分層、流動性、均質性、穩定性好；

坍落度及擴展度：出機坍落度≥260mm，擴展度≥700mm、3 小時坍落度損失≤10mm，擴展度損失≤100mm；

凝結時間：初凝≥12 小時，終凝時間≤18 小時。

2.2 配合比設計原則

（1）設計依據，主要依據JGJT 385—2015《高性能混凝土評價標準》、JGJT 283—2012《自密實混凝土應用技術規程》和 JGJ T328—2014《預拌混凝土綠色生產及管理技術規程》三個規范要求。

（2）設計實現要點，強度和混凝土拌合物工作性能。

（3）設計思路確定，結合太原市地材實際就地取材，參考國內高性能應用經驗以及專家的咨詢建議，在我公司前期已大量生產應用常規 C60 混凝土的經驗基礎上，綜合確定的配合比設計思路是：利用高性能的外加劑復摻輔之以雙摻優質摻合料，并選用潔凈的粗細骨料，再經過試配調整，從而達到設計及施工要求。

（4）設計實現的關鍵特征，根據規范和材料情況實際確定了設計意圖實現的幾個關鍵點：即拌合物要具有大流動度、低黏度、不易離析幾個特征。

2.3 原材料選擇

（1）水泥（C）。選用冀東普硅 52.5 水泥，基于兩點考慮，一是我司大量使用該水泥，質量穩定，試驗檢測數據齊全，與外加劑適應性強；二是其富余強度高，可以適當減少總膠凝材料用量。其性能如表1。

表1 水泥性能指標

（2）粉煤灰（F）。粉煤灰是拌合物流動性決定因素，尤其“滾珠效應”的發揮對流動性改善作用明顯。經過多家對比，綜合選用榆社Ⅱ級粉煤灰，性能如表2。

表2 粉煤灰性能指標

（3）礦粉（K）。礦粉采用長期使用、質量優良穩定的山西太鋼不銹鋼有限公司生產的 S95 級礦粉，其性能指標見表3。

表3 礦粉性能指標

（4）細骨料（S）。出于顆粒形狀對流動性的影響，選用天然砂，經過實地勘察，試驗檢測篩選，最終選用文水開柵砂石廠生產的天然水洗中砂，要求級配屬Ⅱ區，含泥量≤2%，泥塊含量≤0.5%，實際檢測數據如表4。

表4 細骨料性能指標

（5）粗骨料。石子的選擇有些周折，在初期還是采用了普通 C60 所用的選用 5～20mm 連續級配石子（G1），但是試配結果出來，流動度不能保證。經過分析和原材料逐項檢測，發現石子針片狀含量偏高，保證泵送還行，自密實混凝土就難以保證，為此又通過摻加一部分 5～16mm 的連續級配石子（G2）降低針片狀總含量，改善拌合物流動性。所以最終采用了兩個級配的石子。其經試驗后摻合的性能表5。

表5 粗骨料性能指標

（6）外加劑（SC-2）。采用了在聚羧酸保坍、減水、緩凝基礎上自主現場復合摻加適量具有分散性能的減膠組分以確保拌合物的流動性。同時考慮聚羧酸為降低敏感性，采用相對降低純度，提高摻量。

1）選用慶遠公司生產的聚羧酸外加劑，固含量 20%，密度 1.033g/mL，減水率 25%，pH 值 6.5。

2）選用的具有分散功能減膠組分的泵送減膠劑，減水率3.9%，含氣量 2.9%，pH 值 9.6，密度 1.009g/mL。

（7）飲用水。經檢測符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標準》要求。

3 混凝土配合比試配、調整及確定

本工程從最早的了解到現在施工不到四個月時間，好在我公司 2015 年有大量生產供應 C60 混凝土的經驗，在接到任務后，我公司試驗室立即在普通 C60 基礎上，對照規范進行兩重混凝土的性能對比，找出不同點，有針對性地對 C60 自密實高性能混凝土進行了再設計和調整，并且邀請一些國內有應用經驗的專家進行了配合比論證、修正，經過三輪大的試配調整、近 20 次的試配，并經過實際生產線小型試生產工地應用，最終確定了的配合比如表6。

表6 實際生產配合比 kg/m3

混凝土拌合物性能如表7。由表7 可以看出，初步確定配合比的各項檢測性能符合混凝土施工性能和設計要求，且具有可操作性。

表7 混凝土性能

4 混凝土生產質量控制

混凝土生產質量控制尤為關鍵環節，為此確定如下節點控制原則，安排專人全過程監控落實。混凝土質量，針對混凝土坍落度的保持、混凝土拌合物離析等質量問題加強管理控制，確保到達施工現場的混凝土的坍落擴展度≥700mm。

4.1 C60 自密實混凝土的生產攪拌質量控制要點

（1）注意聚羧酸系外加劑與萘系外加劑不得混用。

（2）原材料的計量必須準確無誤，尤其是用水量。

（3）攪拌投料順序為先投細骨料、水泥及摻合料、然后加水、外加劑及粗骨料。

（4）應保證混凝土拌合物充分攪拌均勻，攪拌時間根據試驗確定為 90s，實際生產必須嚴格保證混凝土的攪拌時間。

（5）混凝土開盤鑒定，需進行規定的各項性能試驗，對其余每盤的混凝土均需進行目測并確認其性能滿足要求。

4.2 水的控制管理要點

由于自密實混凝土的水膠比一般較小且相對觀感粘稠，同時聚羧酸對水的敏感性，所以要求無論在生產中還是運輸過程中都要嚴格控制非混凝土配合比用水進入混凝土拌合物中。

（1）每次生產前必須實測砂含水率，配合比確定經 ERP輸入生產攪拌系統后，非質量人員不得調整用水量，質量人員每次調整要作好對應記錄。

（2）生產前必須進行水稱砝碼校定和歸零，并做記錄。

（3）生產時裝入混凝土前必須仔細檢查并提醒司機排除攪拌車內殘存的刷車水；沖刷攪拌車料口用水不得進入攪拌車內，對無法避免水進入攪拌車內的部位不得用水沖刷；運輸過程中嚴禁往罐車筒內加水。

4.3 調度運輸過程中的主要注意事項

（1）生產調度要確保混凝土及時澆筑與供應：派車要選擇最佳路線盡快將混凝土運送到工地，對超過 120min 的混凝土，調度必須及時將情況反饋給技術人員對混凝土進行檢查；工地現場要合理安排車輛，避免壓車。

（2）混凝土在現場卸灰完畢時，嚴禁將沖洗尾部料斗水沖入泵車斗內。

4.4 質量檢查要點

（1）對生產全過程的質量檢查由質檢員完成，要求出廠、到現場澆注前每車必檢。

（2）質檢員檢查的內容如表8。

表8 質檢內容

5 現場管理和施工配合

在施工過程中，混凝土廠家和施工方密切才能配合保證混凝土的澆筑質量。澆筑的連續性和減少漏漿是重中之重。另外，要通過精心養護的手段保證混凝土后期性能。

5.1 施工準備要點

（1）由于自密實混凝土的大流動性，所以要求模板要有足夠的強度、剛度和穩定性來滿足流態混凝土所產生的側壓力，不得有低于最高澆筑表面的開放部分或缺口，模板間的縫隙不得大于 2mm。施工前施工單位技術人員檢驗模板支立、鋼筋及保護層厚度等情況，對影響混凝土澆筑的問題及時進行處理。

（2）考慮到實際狀況變化以及混凝土的粘聚性大，在澆筑柱子過程中，擔心純粹靠混凝土的自流不能完全密實，為確實保證混凝土的密實，要準備部分膠木錘。在澆筑柱體時，可在柱模具、鋼管外側用木錘適當敲擊以確保混凝土密實。

5.2 泵送澆注控制要點

（1）施工前，要根據現場情況合理布置混凝土足夠泵送設備，保證混凝土澆筑順利和均勻布料的需要。同時根據施工的實際情況，考慮到 C60 自密實高性能混凝土的泵送的連續性和質量保證，現場要準備備用泵。防止機械故障或其它因素影響混凝土施工的及時性和連續性。

（2）混凝土在卸車前應進行二次攪拌，攪拌時間不少于2min，以保證混凝土的均勻性，同時對混凝土的相關技術指標要進行現場測定，對不符合質量技術要求的混凝土不得進行澆筑。

（3）澆筑時下料口應盡可能的低，盡量減少混凝土澆筑落差，同時采取分層澆筑。在澆筑完第一層后，應確保下層混凝土未達到初凝前進行第二層的澆筑。

（4）自密實混凝土應在 120min 內澆筑完成，確保其高工作性能狀態消失前完成泵送和澆筑。

（5）現場準備適當量的外加劑，預備調整混凝土使用。

5.3 養護

（1）加強養護減少溫差和干縮裂縫。本次自密實混凝土的澆筑正趕上太原市溫度的較高階段，日平均氣溫均在 26℃左右，在混凝土澆筑完畢后，模板外側進行了包裹。拆模后在混凝土表面涂刷養護劑進行養護，結構四周進行了封閉措施。

（2）適當延長了拆模時間。

6 C60 自密實高性能混凝土施工效果及經驗總結

6.1 混凝土施工效果

從 2016年5月9日和 5月10 試驗塔吊澆筑第一批混凝土順利進行，又于 5月12日轉入泵送澆筑 80m3，澆筑圓滿完成。截止到 7 月份已完成全部地下結構中鋼管柱澆筑總計 C60 自密實高性能混凝土 600 余方。前 2 次澆筑混凝土的同條件 28 天試件其抗壓強度分別達到設計強度的 105%、102%；標養 28 天試件的強度均在設計強度的 114%、117%。依據 GB/T 50107—2010《混凝土強度檢驗評定標準》按非統計方法評定，該批混凝土強度完全合格。

6.2 幾點應用經驗總結

（1）對于高性能混凝土，原材料的優選優用是關鍵，沒有好材料，高性能只是空談，但作為商品混凝土的“商品”屬性，其經濟性的考量也是重點。

（2）對于質量技術人員來說，高性能混凝土的成功設計、應用來自于大量的基礎試驗、數據積累以及對規范的深刻理解和把握。

（3）在實際應用中，初始出機混凝土析出粉煤灰，通過調整降低了混凝土粉煤灰摻量并適當降低外加劑摻量，現場澆筑混凝土未有粉煤灰析出。

（4）在實際澆筑過程中發現隱蔽結構和澆筑面小的結構，混凝土流動速度小于泵送速度，容易在入模口堆積，泵送可降低排量，巧妙利用泵送的沖擊力加快混凝土的入模速度和流動速度，提高效率。

[1] 劉剛．C60 鋼管自密實混凝土的研究及應用[J]．商品混凝土，2009(12): 63+40．

[2] 蔡亞寧，袁富平．泵送 C60 自密實混凝土在工程中的應用[J]．混凝土，2005(5): 57-59．

［通訊地址］山西省太原市小店區黃陵鄉馬練營村北山西中旺偉業公司（030032）

李志軍（1975—），男，碩士，山西中旺偉業建材科技有限公司總工，主要從事混凝土企業管理和混凝土質量技術研究工作。