（江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江蘇 徐州 221116）

0 引言

相對(duì)普通混凝土而言，新拌自密實(shí)混凝土流動(dòng)性大、粘聚性保水性好，具有良好的變形能力，無(wú)離析、分層和沁水現(xiàn)象，因此具有更好的和易性[1，2]。自密實(shí)混凝土澆注時(shí)僅依靠自身重力作用就能自由流淌穿越鋼筋間隙進(jìn)行充分填充而不需振搗，且硬化后均勻密實(shí)，具有一般混凝土同等的力學(xué)性能、耐久性能以及變形性能[3]。因此自密實(shí)混凝土常用于構(gòu)件配筋稠密復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)工程、長(zhǎng)細(xì)比較大的鋼混結(jié)構(gòu)工程、特種薄壁結(jié)構(gòu)工程、存在無(wú)法振搗部位和斷面狹小且振搗不宜部位的淺埋暗挖和隧道襯砌等地下工程、要求降低施工噪聲的綠色工程[4]。

優(yōu)質(zhì)的自密實(shí)混凝土是保證工程質(zhì)量、加快施工進(jìn)度、促進(jìn)施工管理、解決繁雜勞動(dòng)及熟練技工不足、消除施工噪聲危害等的關(guān)鍵物質(zhì)基礎(chǔ)，而自密實(shí)混凝土的性能影響因素眾多，包括原材料的性質(zhì)、配合比、攪拌情況、環(huán)境溫濕度、養(yǎng)護(hù)情況等內(nèi)外因的綜合作用。實(shí)際工程應(yīng)用中，新拌混凝土和易性成為控制自密實(shí)混凝土工程性能的一個(gè)簡(jiǎn)單易控的主要因素，因此做好自密實(shí)混凝土的工程控制管理能取得事倍功半的效果。新拌自密實(shí)混凝土的和易性主要受水泥品種和用量、水灰比、砂率、骨料級(jí)配、外加劑等因素影響[5]。經(jīng)過(guò)多年探索研究，工程中已有比較成熟完善的對(duì)砂率外各因素的控制管理方法[6]，砂率對(duì)自密實(shí)混凝土的和易性以及硬化后性能的影響與普通混凝土存在一定的差異，因此有必要對(duì)自密實(shí)混凝土中砂率的工程控制管理進(jìn)行分析研究，為行業(yè)就自密實(shí)混凝土工程質(zhì)量精準(zhǔn)控制管理提供一些參考。

1 砂率對(duì)自密實(shí)混凝土性能影響研究進(jìn)展

所謂砂率(SP)就是自密實(shí)混凝土骨料中砂所占的比率，通常用質(zhì)量百分比表示。砂率是影響自密實(shí)混凝土性能的一個(gè)關(guān)鍵因素，自東京大學(xué)岡村甫教授實(shí)驗(yàn)室于1968年7月10日進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地澆注演示后，德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和加拿大等國(guó)相繼開(kāi)展了自密實(shí)混凝土的應(yīng)用研究，各國(guó)學(xué)者不斷就砂率對(duì)自密實(shí)混凝土性能的影響進(jìn)行研究探索，并且取得了斐然成果[7]。

1.1 國(guó)外研究概況

英美日等國(guó)通過(guò)對(duì)自密實(shí)混凝土開(kāi)展十幾年的系統(tǒng)研究，涵蓋自密實(shí)混凝土的工作性能測(cè)定、配合比設(shè)計(jì)、和易性、摻和料、外加劑以及耐久性等多方面研究。根據(jù)多年研究成果，歐洲混凝土和化學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)(EFNARC)于2002年3月編制了第一個(gè)自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)、應(yīng)用規(guī)范，同年美國(guó)ASTMC09委員會(huì)也開(kāi)始制定自密實(shí)混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。各標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自密實(shí)混凝土砂率的設(shè)計(jì)做了相關(guān)規(guī)定。

1.2 國(guó)內(nèi)研究概況

我國(guó)對(duì)自密實(shí)混凝土的研究應(yīng)用起步較晚，較早的是1996年北京城建集團(tuán)的韓先福等人通過(guò)實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用研究分析，研究結(jié)果顯示，砂率是影響自密實(shí)混凝土和易性以及硬化后各種物理力學(xué)性能的一個(gè)非常顯著因素，工程建議砂率取50%設(shè)計(jì)。2004年，沈陽(yáng)華強(qiáng)建設(shè)的孫家驥等人實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，砂率在38%～44%范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)高強(qiáng)度自密實(shí)混凝土的工作性影響不大，但在44%～50%范圍內(nèi)變化時(shí)，工作性能隨著砂率增大而下降，砂率對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響較小。2005年，武漢大學(xué)祝雯進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明砂率是影響混凝土拌合物勻質(zhì)性和填充性的重要因素，合理砂率為50%～55%，最佳砂率為52%，砂率建議選為50%。2006年中南大學(xué)劉寶舉教授研究發(fā)現(xiàn)砂率由48%降低至42%時(shí)，混凝土的流動(dòng)性、填充性和穩(wěn)定性變化幅度不是特別大，但間隙通過(guò)性降低明顯。2008年，劉洪學(xué)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)砂率對(duì)混凝土的工作性影響比較大，砂率增加，混凝土的穩(wěn)定性增加，立方體抗壓強(qiáng)度下降。重慶交通大學(xué)羅耀平通過(guò)正交試驗(yàn)分析確定最佳砂率為46%。

2012年，華北水利水電學(xué)院劉煥強(qiáng)等人試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，隨著砂率從45%增加開(kāi)始，混凝土拌合物和易性明顯改善，當(dāng)砂率在 48%時(shí)，其工作性能最好，隨后當(dāng)砂率進(jìn)一步增大時(shí)，混凝土流變性下降，粘聚性和保水性變差。2013年，南京工業(yè)大學(xué)徐杰等人研究發(fā)現(xiàn)，隨著砂率的增加，混凝土的塑性粘度降低，流動(dòng)性提高，砂率越大，初始側(cè)向壓力越高，下降速度越慢。2014年，馬良等人試驗(yàn)結(jié)果表明隨著砂率由48%增至55%時(shí)，砂率在51%時(shí)，混凝土開(kāi)裂裂縫最大，隨著砂率增大混凝土3d應(yīng)變收縮逐漸增大。2015年，周飛等人實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，砂率對(duì)混凝土拌和物工作性有較大影響，增大砂率可提高砂漿和混凝土拌合物的粘聚性能，砂率過(guò)大會(huì)使得砂漿變得粘稠，流動(dòng)性能變差。2016年，郭曉悅等人通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，不同砂率對(duì)填充層自密實(shí)混凝土早期強(qiáng)度影響不大，后期強(qiáng)度隨砂率的增大而增加，但砂率過(guò)大時(shí)強(qiáng)度又有所減少。適用于CRTSIII型板式無(wú)作軌道板下填充層自密實(shí)混凝土的最佳砂率為50%。2017年，黃達(dá)等人試驗(yàn)研究結(jié)果顯示，隨著砂率的增加，混凝土的強(qiáng)度逐漸降低，砂率的相對(duì)變化對(duì)自密實(shí)混凝土工作性影響較大。

綜上試驗(yàn)研究結(jié)論，砂率是影響自密實(shí)混凝土性能的一個(gè)重要因素，不同強(qiáng)度等級(jí)、不同摻合料的自密實(shí)混凝土，砂率的影響不同，這就需要實(shí)際工程應(yīng)用中具體情況做施工配合比調(diào)整試驗(yàn)，對(duì)砂率進(jìn)行調(diào)整。砂率的調(diào)整在自密實(shí)混凝土的應(yīng)用中起著非常重要的作用，對(duì)砂率作出變動(dòng)之后，將會(huì)明顯改變骨料的總表面積。砂率增大，將會(huì)使得新拌自密實(shí)混凝土流動(dòng)性增強(qiáng)，塑性降低，對(duì)于整個(gè)建筑物來(lái)說(shuō)，自密實(shí)混凝土砂率的增加會(huì)增加建筑物使用壽命，延長(zhǎng)各個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的使用期限。

2、對(duì)砂率進(jìn)行工程控制管理重要性

2.1 工程質(zhì)量的保證手段

研究表明，砂率是影響自密實(shí)混凝土性能的一個(gè)非常顯著因素，工程中，控制管理好施工配合比中的砂率，有力保證自密實(shí)混凝土的具有良好的工作性能及硬化后優(yōu)良的物理力學(xué)性能，從而能取得品質(zhì)更好的建筑工程結(jié)構(gòu)。細(xì)部著手，做好砂率的控制管理管理，是建筑工程獲得可靠質(zhì)量保證的有效管理措施之一。工程建設(shè)中，技術(shù)人員自密實(shí)混凝土的砂率進(jìn)行合理、嚴(yán)格的設(shè)計(jì)、監(jiān)督和檢查，保證工程建設(shè)符合國(guó)家有關(guān)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖紙的要求，有效地控制自密實(shí)混凝土質(zhì)量，確保工程建設(shè)品質(zhì)。

2.2 項(xiàng)目進(jìn)度的保障策略

采用免振搗自密實(shí)混凝土的工程，往往存在無(wú)法振搗的工作空間，需要靠自密實(shí)混凝土的流動(dòng)性充分自主填充。砂率對(duì)新拌自密實(shí)混凝土和易性影響很大，工程現(xiàn)場(chǎng)只有控制管理好砂率，獲得和易性更加優(yōu)良的自密實(shí)混凝土，才能保證澆筑時(shí)填充密實(shí)，澆筑工序一次性完成，有效避免因填充不密實(shí)造成的混凝土孔洞、蜂窩、麻面和裂縫等工程缺陷，減少因這些缺陷而引起的修補(bǔ)、返工等增加工期的建設(shè)活動(dòng)，從而保障項(xiàng)目進(jìn)度正常完成。

2.3 控制工程成本的有效措施

自密實(shí)混凝土因在自重作用下流淌填充，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)振搗，免去振搗人工費(fèi)和器具使用費(fèi)。最優(yōu)砂率是配制高性能自密實(shí)混凝土的必要條件，高性能自密實(shí)很混凝土硬化后結(jié)構(gòu)密實(shí)，混凝土強(qiáng)度較高，混凝土表面很少出現(xiàn)蜂窩麻面等缺陷，大大減少因?yàn)榛炷琳駬v不全面、不徹底引起的工程質(zhì)量缺陷現(xiàn)象，從而減少工程局部返工或者修補(bǔ)等活動(dòng)。此外，自密實(shí)混凝土沒(méi)有大幅度的振搗工序，澆筑完后廢棄混凝土垃圾數(shù)量較少，降低建筑垃圾收集、運(yùn)輸和處理費(fèi)用。由此可見(jiàn)，采用自密實(shí)混凝土的工程能一定程度降低混凝土澆筑工程的人工費(fèi)、機(jī)具使用費(fèi)、環(huán)保措施費(fèi)以及可能發(fā)生的工程修補(bǔ)增加的費(fèi)，從而有效控制工程成本。

3 自密實(shí)混凝土砂率控制管理存在的問(wèn)題

3.1 控制管理制度不健全

建筑市場(chǎng)正在擴(kuò)大，但該系統(tǒng)的制度建設(shè)并沒(méi)有跟上系統(tǒng)的步伐。大量的實(shí)踐表明，科學(xué)有效的管理制度是決定項(xiàng)目質(zhì)量的一個(gè)重要因素。建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位雖然已經(jīng)制定了不少工程項(xiàng)目的管理制度，但最多針對(duì)分項(xiàng)工程，例如制定了鋼筋工程、自密實(shí)混凝土工程的控制管理措施，但對(duì)各分項(xiàng)工程的各方面規(guī)定還不夠細(xì)致具體。目前很少看到有關(guān)于自密實(shí)混凝土工程中砂率控制的相關(guān)管理制度。制度不夠完善，在施工建設(shè)中，可能造成實(shí)際砂率與施工配合比中的砂率存在偏差，影響新拌自密實(shí)混凝土的和易性，嚴(yán)重的甚至影響整個(gè)自密實(shí)混凝土工程的質(zhì)量。

3.2 專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員缺乏

目前建筑市場(chǎng)人工成本不斷增大，使得很多建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位現(xiàn)場(chǎng)配置管理人員稀少，出現(xiàn)了一人身兼數(shù)職的現(xiàn)象，部分員管理人員非專(zhuān)業(yè)出生，對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)掌握不熟練，砂率檢驗(yàn)調(diào)試能力較弱，將大部分精力放在保證工程進(jìn)度和設(shè)備采購(gòu)等擅長(zhǎng)專(zhuān)業(yè)方面，在砂率控制管理方面幾乎“無(wú)人問(wèn)津”。砂率的工程應(yīng)用存在控制管理薄弱環(huán)節(jié)，難免因砂率使用不當(dāng)影響工程質(zhì)量。

4、砂率工程控制管理的對(duì)策分析

4.1 細(xì)化工程管理制度

針對(duì)工程管理制度不夠健全的現(xiàn)象，細(xì)化自密實(shí)混凝土工程管理制度，補(bǔ)充制定自密實(shí)混凝土工程應(yīng)用中配合比管理工作中的砂率控制措施，使得各建設(shè)主體有章可循，依制度開(kāi)展工程建設(shè)活動(dòng)。通過(guò)學(xué)習(xí)借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家相關(guān)工程管理體制，結(jié)合我國(guó)新時(shí)期建設(shè)行業(yè)實(shí)際發(fā)展現(xiàn)狀，經(jīng)過(guò)科學(xué)的管理理論分析，制定符合實(shí)際工程的自密實(shí)混凝土砂率控制管理制度，建立完整的砂率工程控制管理崗位責(zé)任，切實(shí)將砂率的工程應(yīng)用管理控制落實(shí)到各個(gè)單位以及各級(jí)專(zhuān)業(yè)管理人員。

4.2 培養(yǎng)引進(jìn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才

人力資源是企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的核心因素，工程建設(shè)管理隊(duì)伍的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平直接影響工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量、進(jìn)度和成本，從而影響各建設(shè)單位的發(fā)展。因此，培養(yǎng)和引進(jìn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，是有效控制自密實(shí)混凝土砂率的措施。建設(shè)單位、施工單位和監(jiān)理單位可以采取定期培訓(xùn)，邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員舉辦專(zhuān)題講座，進(jìn)行自密實(shí)混凝土有關(guān)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，了解熟悉自密實(shí)混凝土的性能，掌握自密實(shí)混凝土配合比中砂率的設(shè)計(jì)計(jì)算原理，熟悉施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，確保實(shí)際工程對(duì)砂率進(jìn)行科學(xué)、合理，減少建筑施工中的自密實(shí)混凝土分項(xiàng)工程環(huán)節(jié)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。管理者需不斷提高自己的職業(yè)道德和責(zé)任感，不斷提自身的綜合素質(zhì)，打造優(yōu)秀的專(zhuān)業(yè)技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)，以確保工程建設(shè)的質(zhì)量管理。各建設(shè)主體可適當(dāng)設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)辦法，充分調(diào)動(dòng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)砂率工程控制管理的積極性。

4.3 加大管理力度

各工程建設(shè)單位加大管理力度，運(yùn)用科學(xué)的管理模式，加強(qiáng)工程中砂率的控制管理深度和精度。充分利用信息化技術(shù)，對(duì)自密實(shí)混凝土工程中相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算和分析。嚴(yán)格檢查所采購(gòu)材料的數(shù)量和質(zhì)量，抽樣檢驗(yàn)和重點(diǎn)檢查相結(jié)合，防止不合格的自密實(shí)混凝土材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。技術(shù)管理人員必須及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)查看自密實(shí)混凝土分項(xiàng)工程進(jìn)展情況，做到“多走、多看、多聽(tīng)、多說(shuō)”，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)巡視、旁站巡視等，對(duì)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)分析，因砂率原因可能引起工程質(zhì)量問(wèn)題時(shí)及時(shí)提醒或制止，組織技術(shù)討論，重新確立合理砂率后再進(jìn)行工程施工。

5、結(jié)語(yǔ)

隨著自密實(shí)混凝土在各類(lèi)工程中的大量應(yīng)用，控制自密實(shí)混凝土的質(zhì)量成了影響工程品質(zhì)的重要因素，工程中對(duì)砂率進(jìn)行科學(xué)合理的控制管理，能有效控制自密實(shí)混凝土的質(zhì)量，保障工程進(jìn)度安排，有效控制工程成本，從而有助于建設(shè)優(yōu)質(zhì)工程。

工程中，由于自密實(shí)混凝土材料極強(qiáng)的地域性，自密實(shí)混凝土工程多樣性，使得自密實(shí)混凝土配合比可重復(fù)性差，實(shí)驗(yàn)室配合比未必總能滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)計(jì)要求。目前我國(guó)建筑行業(yè)缺乏具體細(xì)致的自密實(shí)混凝土砂率控制管理制度，缺乏專(zhuān)業(yè)的技術(shù)管理人才，可以從細(xì)化工程管理制度、培養(yǎng)引進(jìn)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才和加大管理力度三方面入手，因地制宜，具體工程情況具體設(shè)計(jì)分析，從而對(duì)自密實(shí)混凝土砂率的工程應(yīng)用進(jìn)行有效控制管理，提高自密實(shí)混凝土工程的質(zhì)量，提高企業(yè)的業(yè)務(wù)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。

[1]劉運(yùn)華，謝友均，龍廣成等.自密實(shí)混凝土研究進(jìn)展[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2007，35 (5)：671-678.

[2]于春輝.低強(qiáng)度高性能機(jī)制砂混凝土和易性的研究[D].西南交通大學(xué)，2013.

[3]龐超明.自密實(shí)混凝土的制備、性能及機(jī)理研究[D].東南大學(xué)，2012.

[4]陳春珍.自密實(shí)混凝土性能及工程應(yīng)用研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2010.

[3]陸建彬，黃鑫洪，趙長(zhǎng)紅.自密實(shí)高性能混凝土在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用[J]. 建筑技術(shù). 2007(04)

[5]李欣.自密實(shí)混凝土在實(shí)際工程中的應(yīng)用[J].建設(shè)科技，2009(5): 106-107.

[6]安雪暉，黃綿松，大內(nèi)雅博，金峰等.自密實(shí)混凝土技術(shù)手冊(cè)[M].中國(guó)水利水電出版社，2008.

[7]關(guān)天琪. 自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法及其性能研究[D].2016.