自密實(shí)混凝土(SCC，Self-compacling concrete)是一種具有優(yōu)異施工性能的混凝土，它保持了拌合物的高勻質(zhì)性和高黏聚性。自密實(shí)混凝土是我國(guó)未來(lái)混凝土技術(shù)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。聚羧酸系高性能減水劑是最新一代混凝土減水劑，它為配制優(yōu)質(zhì)的自密實(shí)混凝土和解決自密實(shí)混凝土在復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的施工問(wèn)題，提供了一個(gè)良好的技術(shù)途徑。
一、工程概況
由北京銀泰置業(yè)有限公司投資建設(shè)，北京城建集團(tuán)總承包部承建的北京銀泰中心工程地處北京CBD商圈核心地帶，投資總額為35億元。該工程分A、B、C三座塔樓，施工現(xiàn)場(chǎng)地處國(guó)貿(mào)大廈南側(cè)繁華地帶，因此混凝土施工技術(shù)難度、生產(chǎn)供應(yīng)組織難度、施工澆注難度均極大。該工程A區(qū)鋼結(jié)構(gòu)箱型柱設(shè)計(jì)采用自密實(shí)混凝土澆注，后來(lái)，根據(jù)自密實(shí)混凝土在箱型柱中的優(yōu)良施工效果，其A塔樓中筒墻和B、C區(qū)的東西塔樓轉(zhuǎn)換梁相繼也變更為自密實(shí)混凝土澆注。為此，負(fù)責(zé)該工程混凝土供應(yīng)的北京城建道橋銀龍混凝土分公司技術(shù)人員經(jīng)過(guò)精心準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)配制出科學(xué)合理的混凝土配合比，制定了翔實(shí)、周密的混凝土生產(chǎn)組織及質(zhì)量保障方案，密切配合施工單位，圓滿地完成了C50、C60自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)供應(yīng)和質(zhì)量保障工作。
二、自密實(shí)混凝土主要技術(shù)指標(biāo)要求
該工程對(duì)自密實(shí)混凝土提出的主要技術(shù)指標(biāo)要求如下：1．坍落度為≥260mm，經(jīng)時(shí)損失≤20mm/h；2．坍落擴(kuò)展度為I>600mm；3．填充性為U型連通器試驗(yàn)，高差△h≤5mm：4.抗離析性能良好。
三、原材料選用
1．外加劑：自密實(shí)混凝土的性能特點(diǎn)不同于普通混凝土，其自密實(shí)的特性決定了必須選用優(yōu)質(zhì)的外加劑。初選某公司生產(chǎn)的自密實(shí)混凝土用聚羧酸系SK-V減水劑、某廠生產(chǎn)的NF-2-6高效萘系減水劑、某公司生產(chǎn)的JF-7萘系超塑化劑共三種外加劑。經(jīng)外加劑基本性能試驗(yàn)，上述外加劑均符合高效減水劑相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求，在推薦摻量下減水率分別為：SK-V達(dá)到34％，NF-2-6達(dá)到32％，JF-7達(dá)到25％。
根據(jù)本工程提出的自密實(shí)混凝土性能要求和外加劑試驗(yàn)結(jié)果，決定采用SK-V、NF-2-6兩種減水劑進(jìn)行混凝土對(duì)比試驗(yàn)。
2．水泥：采用北京水泥廠京都牌P.O42.5低堿水泥，該水泥早期強(qiáng)度及后期強(qiáng)度較高。
3．粉煤灰：天津恒同力Ⅱ級(jí)粉煤灰。細(xì)度篩余≤15％，需水量比≤98％。
4．砂子：采用潮白河中粗砂，細(xì)度模數(shù)2.4-2.8。
5．石子：5-20mm三河機(jī)碎石。
四、混凝土配合比技術(shù)要點(diǎn)及試配情況
為保證自密實(shí)混凝土的順利施工，本工程提出了如下混凝土配制原則：1．保證足夠的膠凝材料用量，以確?；炷恋拇罅鲃?dòng)性和黏聚性。2．大量摻加粉煤灰以改善混凝土和易性，增加流動(dòng)性，同時(shí)進(jìn)一步降低高強(qiáng)混凝土的水化熱。3．在配合比設(shè)計(jì)中摻加優(yōu)質(zhì)高效減水劑，降低，混凝土單方用水量，降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度，改善混凝土和易性，提高混凝土流動(dòng)性。4．為保證混凝土的大流動(dòng)性；同時(shí)保證混凝土強(qiáng)度，在粗骨料的選擇上，采取粒徑為20mm的連續(xù)級(jí)配的機(jī)碎石。
依據(jù)以上原則，初步制定6個(gè)配比，按照正交試驗(yàn)方法，進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)，按照坍落度、坍落擴(kuò)展度、倒置凈空時(shí)間、U型流通高差、混凝土早期及后期強(qiáng)度等性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)考核。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，SK-V聚羧酸系高性能減水劑配制的混凝土綜合效果更佳。
之后，從多個(gè)實(shí)驗(yàn)配合比中選定的混凝土配合比，并采用自密實(shí)方式成型了邊長(zhǎng)為150mm的試件，結(jié)果驗(yàn)證其各齡期強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
五、混凝土生產(chǎn)過(guò)程控制及質(zhì)量保證措施
1．混凝土攪拌方式：攪拌機(jī)攪拌前進(jìn)行徹底清洗，攪拌時(shí)間定為180秒，投料順序?yàn)橄认律笆耙话胨λ?，攪?秒后，再下水泥和摻合料攪拌，然后加入外加劑和剩余的水，混凝土攪拌時(shí)間延長(zhǎng)90秒，調(diào)整工作性要求合適后連續(xù)生產(chǎn)。
2．混凝土出站質(zhì)量控制：根據(jù)自密實(shí)混凝土的性能要求，質(zhì)檢部對(duì)每車混凝土嚴(yán)格進(jìn)行混凝土坍落度試驗(yàn)、坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、倒置清空試驗(yàn)，合格后方可送工地澆注。
3．混凝土坍落度損失的控制和調(diào)整：根據(jù)運(yùn)距、交通狀況以及澆注進(jìn)度，每一輛混凝土運(yùn)輸車上攜帶一桶SK-V聚羧酸減水劑，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員負(fù)責(zé)根據(jù)混凝土實(shí)際坍落度與需求坍落度之差距情況予以適當(dāng)調(diào)整。嚴(yán)格禁止向地泵和罐車中的混凝土里加水，以免影響強(qiáng)度。
六、工程實(shí)踐情況
1．C60自密實(shí)混凝土在A塔樓箱型柱結(jié)構(gòu)中施工應(yīng)用。
銀泰中心工程北塔樓(A區(qū))高249．9m，地上62層，地下四層，其中地下四層均采用C60自密實(shí)混凝土箱型鋼板柱結(jié)構(gòu)，柱子高達(dá)10-12m，內(nèi)設(shè)橫隔板，混凝土澆注施工難度大。為確保該部位混凝土澆注工作的順利完成，根據(jù)箱型柱結(jié)構(gòu)要求，混凝土只能由柱模及箱型鋼板上口注入，并經(jīng)由每層隔板上僅有的直徑200mm的圓孔自然流淌到底層。每層落差(即隔板間距)達(dá)4m，總高度達(dá)12m以上，無(wú)法振搗，故采用自密實(shí)混凝土工藝進(jìn)行澆注。在北京城建道橋銀龍混凝土分公司站內(nèi)成功進(jìn)行了一次試驗(yàn)柱模擬施工后，于2004年7月進(jìn)行了第一次實(shí)體澆注。施工澆注過(guò)程中，各環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵照試驗(yàn)柱生產(chǎn)施工模擬總結(jié)的程序，對(duì)混凝土生產(chǎn)、澆注過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格監(jiān)控，層層把關(guān)。罐車自開(kāi)盤一般耗時(shí)35分鐘運(yùn)送自密實(shí)混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，仍可保證坍落度~>260mm，擴(kuò)展度≥600ram；采用吊斗施工，澆注歷時(shí)2個(gè)多小時(shí)，混凝土工作性始終保持無(wú)明顯變化，1小時(shí)內(nèi)坍落度無(wú)損失，2小時(shí)坍落度損失小于20mm。最終順利成功完成了C60自密實(shí)混凝土箱型鋼板柱的施工澆注。
2．C60自密混凝土在A區(qū)北塔樓中簡(jiǎn)墻施工應(yīng)用。
銀泰中心工程北塔樓中筒墻原設(shè)計(jì)為普通C60混凝土，但墻體僅400厚，鋼筋異常密集。項(xiàng)目部初期擬采用小粒徑石子普通C60混凝土澆注。根據(jù)箱型柱施工成功經(jīng)驗(yàn)和良好效果，為確?；炷翉?qiáng)度和澆注質(zhì)量，最終決定采用自密實(shí)混凝土澆注。在2004年8月~10月間進(jìn)行了兩次澆注，每次澆注量均在100m3以上，實(shí)現(xiàn)了聚羧酸系高性能減水劑配制的C60自密實(shí)混凝土較大方量的連續(xù)成功澆注。拆模后，墻體外觀光亮平整，無(wú)明顯氣泡。留置試塊28天強(qiáng)度平均達(dá)到70MPa以上。
3．C50自密實(shí)混凝土在C、B區(qū)東西塔樓大體積轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)中的施工應(yīng)用。
銀泰中心工程?hào)|西塔樓轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)尺寸為2mx6m，結(jié)構(gòu)中鋼筋異常密集，以至于許多地方無(wú)法振搗，下“灰”困難。這樣一來(lái)，混，凝土只能從6米高處穿過(guò)密集的鋼筋自由下落流淌到結(jié)構(gòu)底下。北京城建道橋銀龍混凝土分公司于2005年1月和4月兩次澆注C50自密實(shí)混凝土，累計(jì)達(dá)3000m3。拆模后，大尺寸的結(jié)構(gòu)外露部分平整光潔，氣泡極少，自密實(shí)充填性良好，無(wú)任何“蜂窩狗洞”現(xiàn)象發(fā)生。工地成型的混凝土試塊28天平均強(qiáng)度達(dá)到65MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的130％。
七、自密實(shí)混凝土生產(chǎn)和施工的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)
1．嚴(yán)格控制自密實(shí)混凝土所用外加劑質(zhì)量，要求其各項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)必須符合試驗(yàn)時(shí)確認(rèn)的原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
2．聚羧酸系高性能減水劑摻量較低，攪拌機(jī)計(jì)量必須準(zhǔn)確，誤差要小于生產(chǎn)普通混凝土?xí)r外加劑計(jì)量允許誤差的50％。
3．要精確檢測(cè)砂、石的含水率，嚴(yán)格控制單方用水量。
4．聚羧酸系高性能減水劑必須單獨(dú)存放、單獨(dú)計(jì)量，投料時(shí)先入水秤中，各環(huán)節(jié)中不得與萘系外加劑接觸，否則失效。
5．建議使用不銹鋼或塑料容器盛裝聚羧酸系高性能減水劑，不應(yīng)使用鑄鐵或普通鐵罐，否則會(huì)對(duì)罐體造成腐蝕，同時(shí)影響聚羧酸系高性能減水劑性能。
6．?dāng)嚢钑r(shí)間控制要準(zhǔn)確，不得小于120秒，不得超過(guò)200秒。因攪拌時(shí)間是生產(chǎn)普通混凝土的4倍以上，故生產(chǎn)效率有所降低。
7．裝卸自密實(shí)混凝土前后的罐車必須對(duì)罐體內(nèi)進(jìn)行徹底清洗，并放凈余水。
一、工程概況
由北京銀泰置業(yè)有限公司投資建設(shè)，北京城建集團(tuán)總承包部承建的北京銀泰中心工程地處北京CBD商圈核心地帶，投資總額為35億元。該工程分A、B、C三座塔樓，施工現(xiàn)場(chǎng)地處國(guó)貿(mào)大廈南側(cè)繁華地帶，因此混凝土施工技術(shù)難度、生產(chǎn)供應(yīng)組織難度、施工澆注難度均極大。該工程A區(qū)鋼結(jié)構(gòu)箱型柱設(shè)計(jì)采用自密實(shí)混凝土澆注，后來(lái)，根據(jù)自密實(shí)混凝土在箱型柱中的優(yōu)良施工效果，其A塔樓中筒墻和B、C區(qū)的東西塔樓轉(zhuǎn)換梁相繼也變更為自密實(shí)混凝土澆注。為此，負(fù)責(zé)該工程混凝土供應(yīng)的北京城建道橋銀龍混凝土分公司技術(shù)人員經(jīng)過(guò)精心準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)配制出科學(xué)合理的混凝土配合比，制定了翔實(shí)、周密的混凝土生產(chǎn)組織及質(zhì)量保障方案，密切配合施工單位，圓滿地完成了C50、C60自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)供應(yīng)和質(zhì)量保障工作。
二、自密實(shí)混凝土主要技術(shù)指標(biāo)要求
該工程對(duì)自密實(shí)混凝土提出的主要技術(shù)指標(biāo)要求如下：1．坍落度為≥260mm，經(jīng)時(shí)損失≤20mm/h；2．坍落擴(kuò)展度為I>600mm；3．填充性為U型連通器試驗(yàn)，高差△h≤5mm：4.抗離析性能良好。
三、原材料選用
1．外加劑：自密實(shí)混凝土的性能特點(diǎn)不同于普通混凝土，其自密實(shí)的特性決定了必須選用優(yōu)質(zhì)的外加劑。初選某公司生產(chǎn)的自密實(shí)混凝土用聚羧酸系SK-V減水劑、某廠生產(chǎn)的NF-2-6高效萘系減水劑、某公司生產(chǎn)的JF-7萘系超塑化劑共三種外加劑。經(jīng)外加劑基本性能試驗(yàn)，上述外加劑均符合高效減水劑相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求，在推薦摻量下減水率分別為：SK-V達(dá)到34％，NF-2-6達(dá)到32％，JF-7達(dá)到25％。
根據(jù)本工程提出的自密實(shí)混凝土性能要求和外加劑試驗(yàn)結(jié)果，決定采用SK-V、NF-2-6兩種減水劑進(jìn)行混凝土對(duì)比試驗(yàn)。
2．水泥：采用北京水泥廠京都牌P.O42.5低堿水泥，該水泥早期強(qiáng)度及后期強(qiáng)度較高。
3．粉煤灰：天津恒同力Ⅱ級(jí)粉煤灰。細(xì)度篩余≤15％，需水量比≤98％。
4．砂子：采用潮白河中粗砂，細(xì)度模數(shù)2.4-2.8。
5．石子：5-20mm三河機(jī)碎石。
四、混凝土配合比技術(shù)要點(diǎn)及試配情況
為保證自密實(shí)混凝土的順利施工，本工程提出了如下混凝土配制原則：1．保證足夠的膠凝材料用量，以確?；炷恋拇罅鲃?dòng)性和黏聚性。2．大量摻加粉煤灰以改善混凝土和易性，增加流動(dòng)性，同時(shí)進(jìn)一步降低高強(qiáng)混凝土的水化熱。3．在配合比設(shè)計(jì)中摻加優(yōu)質(zhì)高效減水劑，降低，混凝土單方用水量，降低水灰比，提高混凝土強(qiáng)度，改善混凝土和易性，提高混凝土流動(dòng)性。4．為保證混凝土的大流動(dòng)性；同時(shí)保證混凝土強(qiáng)度，在粗骨料的選擇上，采取粒徑為20mm的連續(xù)級(jí)配的機(jī)碎石。
依據(jù)以上原則，初步制定6個(gè)配比，按照正交試驗(yàn)方法，進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)，按照坍落度、坍落擴(kuò)展度、倒置凈空時(shí)間、U型流通高差、混凝土早期及后期強(qiáng)度等性能指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)考核。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，SK-V聚羧酸系高性能減水劑配制的混凝土綜合效果更佳。
之后，從多個(gè)實(shí)驗(yàn)配合比中選定的混凝土配合比，并采用自密實(shí)方式成型了邊長(zhǎng)為150mm的試件，結(jié)果驗(yàn)證其各齡期強(qiáng)度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
五、混凝土生產(chǎn)過(guò)程控制及質(zhì)量保證措施
1．混凝土攪拌方式：攪拌機(jī)攪拌前進(jìn)行徹底清洗，攪拌時(shí)間定為180秒，投料順序?yàn)橄认律笆耙话胨λ?，攪?秒后，再下水泥和摻合料攪拌，然后加入外加劑和剩余的水，混凝土攪拌時(shí)間延長(zhǎng)90秒，調(diào)整工作性要求合適后連續(xù)生產(chǎn)。
2．混凝土出站質(zhì)量控制：根據(jù)自密實(shí)混凝土的性能要求，質(zhì)檢部對(duì)每車混凝土嚴(yán)格進(jìn)行混凝土坍落度試驗(yàn)、坍落擴(kuò)展度試驗(yàn)、倒置清空試驗(yàn)，合格后方可送工地澆注。
3．混凝土坍落度損失的控制和調(diào)整：根據(jù)運(yùn)距、交通狀況以及澆注進(jìn)度，每一輛混凝土運(yùn)輸車上攜帶一桶SK-V聚羧酸減水劑，由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員負(fù)責(zé)根據(jù)混凝土實(shí)際坍落度與需求坍落度之差距情況予以適當(dāng)調(diào)整。嚴(yán)格禁止向地泵和罐車中的混凝土里加水，以免影響強(qiáng)度。
六、工程實(shí)踐情況
1．C60自密實(shí)混凝土在A塔樓箱型柱結(jié)構(gòu)中施工應(yīng)用。
銀泰中心工程北塔樓(A區(qū))高249．9m，地上62層，地下四層，其中地下四層均采用C60自密實(shí)混凝土箱型鋼板柱結(jié)構(gòu)，柱子高達(dá)10-12m，內(nèi)設(shè)橫隔板，混凝土澆注施工難度大。為確保該部位混凝土澆注工作的順利完成，根據(jù)箱型柱結(jié)構(gòu)要求，混凝土只能由柱模及箱型鋼板上口注入，并經(jīng)由每層隔板上僅有的直徑200mm的圓孔自然流淌到底層。每層落差(即隔板間距)達(dá)4m，總高度達(dá)12m以上，無(wú)法振搗，故采用自密實(shí)混凝土工藝進(jìn)行澆注。在北京城建道橋銀龍混凝土分公司站內(nèi)成功進(jìn)行了一次試驗(yàn)柱模擬施工后，于2004年7月進(jìn)行了第一次實(shí)體澆注。施工澆注過(guò)程中，各環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵照試驗(yàn)柱生產(chǎn)施工模擬總結(jié)的程序，對(duì)混凝土生產(chǎn)、澆注過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格監(jiān)控，層層把關(guān)。罐車自開(kāi)盤一般耗時(shí)35分鐘運(yùn)送自密實(shí)混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)，仍可保證坍落度~>260mm，擴(kuò)展度≥600ram；采用吊斗施工，澆注歷時(shí)2個(gè)多小時(shí)，混凝土工作性始終保持無(wú)明顯變化，1小時(shí)內(nèi)坍落度無(wú)損失，2小時(shí)坍落度損失小于20mm。最終順利成功完成了C60自密實(shí)混凝土箱型鋼板柱的施工澆注。
2．C60自密混凝土在A區(qū)北塔樓中簡(jiǎn)墻施工應(yīng)用。
銀泰中心工程北塔樓中筒墻原設(shè)計(jì)為普通C60混凝土，但墻體僅400厚，鋼筋異常密集。項(xiàng)目部初期擬采用小粒徑石子普通C60混凝土澆注。根據(jù)箱型柱施工成功經(jīng)驗(yàn)和良好效果，為確?；炷翉?qiáng)度和澆注質(zhì)量，最終決定采用自密實(shí)混凝土澆注。在2004年8月~10月間進(jìn)行了兩次澆注，每次澆注量均在100m3以上，實(shí)現(xiàn)了聚羧酸系高性能減水劑配制的C60自密實(shí)混凝土較大方量的連續(xù)成功澆注。拆模后，墻體外觀光亮平整，無(wú)明顯氣泡。留置試塊28天強(qiáng)度平均達(dá)到70MPa以上。
3．C50自密實(shí)混凝土在C、B區(qū)東西塔樓大體積轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)中的施工應(yīng)用。
銀泰中心工程?hào)|西塔樓轉(zhuǎn)換梁結(jié)構(gòu)尺寸為2mx6m，結(jié)構(gòu)中鋼筋異常密集，以至于許多地方無(wú)法振搗，下“灰”困難。這樣一來(lái)，混，凝土只能從6米高處穿過(guò)密集的鋼筋自由下落流淌到結(jié)構(gòu)底下。北京城建道橋銀龍混凝土分公司于2005年1月和4月兩次澆注C50自密實(shí)混凝土，累計(jì)達(dá)3000m3。拆模后，大尺寸的結(jié)構(gòu)外露部分平整光潔，氣泡極少，自密實(shí)充填性良好，無(wú)任何“蜂窩狗洞”現(xiàn)象發(fā)生。工地成型的混凝土試塊28天平均強(qiáng)度達(dá)到65MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的130％。
七、自密實(shí)混凝土生產(chǎn)和施工的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)
1．嚴(yán)格控制自密實(shí)混凝土所用外加劑質(zhì)量，要求其各項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)必須符合試驗(yàn)時(shí)確認(rèn)的原材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
2．聚羧酸系高性能減水劑摻量較低，攪拌機(jī)計(jì)量必須準(zhǔn)確，誤差要小于生產(chǎn)普通混凝土?xí)r外加劑計(jì)量允許誤差的50％。
3．要精確檢測(cè)砂、石的含水率，嚴(yán)格控制單方用水量。
4．聚羧酸系高性能減水劑必須單獨(dú)存放、單獨(dú)計(jì)量，投料時(shí)先入水秤中，各環(huán)節(jié)中不得與萘系外加劑接觸，否則失效。
5．建議使用不銹鋼或塑料容器盛裝聚羧酸系高性能減水劑，不應(yīng)使用鑄鐵或普通鐵罐，否則會(huì)對(duì)罐體造成腐蝕，同時(shí)影響聚羧酸系高性能減水劑性能。
6．?dāng)嚢钑r(shí)間控制要準(zhǔn)確，不得小于120秒，不得超過(guò)200秒。因攪拌時(shí)間是生產(chǎn)普通混凝土的4倍以上，故生產(chǎn)效率有所降低。
7．裝卸自密實(shí)混凝土前后的罐車必須對(duì)罐體內(nèi)進(jìn)行徹底清洗，并放凈余水。