郭惠明

（杭州龍銀建材有限公司，浙江 杭州 310024）

自密實混凝土是一種高流動性且具有適當(dāng)粘度的混凝土，它不離析，即使在密集配筋和復(fù)雜形狀的條件下，僅依靠自重而無需振搗便能均勻密實填充成型，為施工操作帶來極大方便。同時兼有提高混凝土質(zhì)量、改善施工環(huán)境、加快施工進(jìn)度、提高勞動生產(chǎn)率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，被稱為“最近幾十年中混凝土技術(shù)最具革命性的發(fā)展”。

我國雖然對自密實混凝土的研究及應(yīng)用相對較晚，但近年隨著《自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》的制定及標(biāo)準(zhǔn)宣貫、聚羧酸高性能減水劑的推廣使用，自密實混凝土的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)得到了較快發(fā)展。然而就自密實混凝土目前實際生產(chǎn)數(shù)量來看，其應(yīng)用并不廣泛，究其主要原因是一方面目前商品混凝土攪拌站并沒有解決自密實混凝土成本高的問題，特別是低標(biāo)號自密實混凝土的成本控制；另外一方面商品混凝土攪拌站主要重心在廠內(nèi)配置，沒有與工程部位實際情況有效結(jié)合，缺乏實時技術(shù)服務(wù)工作，限制了自密實混凝土的廣泛推廣。本文以杭州國際金融會展中心三層地下室柱子自密實混凝土生產(chǎn)供應(yīng)澆筑為實例，詳細(xì)介紹了自密實混凝土工程應(yīng)用中存在的技術(shù)控制難點和成本控制難點，針對這些難點采取了一系列的措施及解決方案，實際應(yīng)用取得非常好的效果。

杭州國際金融會展中心位于杭州之江國家旅游度假區(qū)，項目占地288畝，總建筑面積83.28萬平方米，工程設(shè)整體3層地下室，地下室長度644.3m,寬度244.7m,地下室平面近似矩形，地下室層高分別為地下3層3.8m,地下2層6.2m,地下1層5.1m,框架柱為800mm*800mm,地下室柱子數(shù)量約13000根，C30強(qiáng)度等級柱子約為7000根。該工程采用逆作法施工。

1 技術(shù)控制難點

1.1 逆作法施工，面積大，無法采用泵送或者攪拌車直接卸料方式，僅柱頂部開150mm圓孔加小型卸料管進(jìn)行混凝土灌注，柱子內(nèi)部鋼柱與外層鋼筋間距小，無法使用振搗器，也無法將放料管深入柱內(nèi)，要求混凝土最高垂直下落6.2m后仍能保證將整個柱子流實；

1.2 數(shù)量多，施工期長，整個地下室柱子澆筑時間長達(dá)3年，無法保證原材料的穩(wěn)定性；生產(chǎn)業(yè)務(wù)繁忙，供應(yīng)時間緊，車數(shù)多，無法每車都去用儀器檢測好混凝土的間隙通過性、抗離析性等指標(biāo)再讓混凝土出廠；

1.3 受限于施工方式，地下一層澆筑時，混凝土車停在消防車道上，倒入人工翻斗車后再人工拉至每個柱頂處；地下二層和地下三層澆筑時，混凝土攪拌車停放在一層消防車道上，先倒入小型三輪翻斗車，通過三輪翻斗車?yán)两┕^(qū)域，再用人工翻斗車?yán)撩總€柱頂處灌注。這樣的施工方式導(dǎo)致自密實混凝土的澆筑時間長，對自密實混凝土的工作保持性提出了非常高的要求，且翻斗車經(jīng)長距離運輸震動后極易造成混凝土的不均勻性，給下階段的自密實混凝土灌注造成極大的困難。

2 成本控制難點

2.1 面對自密實混凝土配置，常規(guī)思路是嚴(yán)格按《自密實混凝土技術(shù)應(yīng)用規(guī)程》執(zhí)行，首先會同材料部去市場中尋找符合規(guī)程要求的5-20或5-16的水洗精品碎石及精品中砂，膠凝材料至少提高至450kg/m3以上，然后擴(kuò)展度、間隙通過性試驗指標(biāo)完全按規(guī)程控制。但考慮到杭州地區(qū)的實際材料情況，目前在售碎石基本為5-25碎石及5-31.5碎石，5-20或5-16的水洗精品碎石生產(chǎn)廠家非常稀少，資源極其稀缺，每噸價格比普通在售碎石至少高45-50元，精品天然中砂價格較普通混凝土用砂每噸高30-35元，依據(jù)杭州地區(qū)原材料價格計算，C30自密實混凝土（總膠凝材料450）相對于C30普通混凝土（總膠凝材料360）材料直接成本至少增加90元/m3。

2.2 選擇好砂石水泥外加劑原材料、做好混凝土配合比試驗樣后固定思維方式一般是把這些原材料固定下來固定配合比進(jìn)行下階段的生產(chǎn)，這樣的方式對于短期內(nèi)供應(yīng)是完全可以適用的，但如果以此工程施工周期長達(dá)3年的情況，如何固定選擇原材料？如何做好倉位存儲？同地區(qū)曾有一工程需要用到清水混凝土，使用量在一萬方左右，但工期長達(dá)三年，生產(chǎn)方為保證原材料的材質(zhì)統(tǒng)一，在砂石碼頭租了一個場地一次性把所需砂石材料量全部購入存儲，待清水混凝土澆筑完畢后僅僅倉儲費就高達(dá)120萬元。面對如此高的倉儲成本非一般工程項目所能承擔(dān)。而且公司生產(chǎn)任務(wù)緊，粉料倉儲噸位有限，固定材料倉儲將給公司生產(chǎn)帶來嚴(yán)重影響。

因此公司給技術(shù)部下達(dá)的任務(wù)：1、不能固定原材料廠家，必須能隨時利用場地內(nèi)用于生產(chǎn)普通混凝土的材料配置出符合要求的自密實混凝土；2、成本目標(biāo)控制是C30自密實混凝土單方成本較C30普通混凝土提高幅度在35元以內(nèi)。

3 采取的措施及解決方案

從施工不利條件中找出有利條件，制定技術(shù)方案：①在逆作法施工中，地下室的承重柱為鋼管柱（柱內(nèi)已澆筑C60自密實混凝土）和格構(gòu)鋼柱，對于鋼管柱外包澆筑的自密實混凝土早期強(qiáng)度沒有高的要求；且因頂板先期澆筑，柱子施工期間場地整潔，柱子拆模后有利于帶膜養(yǎng)護(hù)，因此在自密實混凝土的配比設(shè)計中可以大幅度提高粉煤灰摻量及礦粉摻量，礦物摻合料摻量提高后提高了膠凝材料體積，有利于降低總膠凝材料的用量，同時大幅度降低了混凝土的單方成本；②現(xiàn)階段各建筑工程施工速度都非?？?，按順作法施工柱子混凝土在澆筑完畢后第二天基本都進(jìn)行了拆模，對混凝土的凝結(jié)時間和早期強(qiáng)度有較高的要求，但逆作法施工時所有地下室柱子單獨澆筑，工期上對拆模時間沒有明確要求，可以根據(jù)氣溫情況和實際混凝土的凝結(jié)時間與工地協(xié)調(diào)拆模時間，因此配合比設(shè)計中可以讓外加劑摻量范圍適度放寬。綜合這些因素，技術(shù)部就制定了以大摻量礦物摻合料技術(shù)控制成本、以外加劑摻量的調(diào)整作為自密實混凝土工作性關(guān)鍵控制點的技術(shù)方案。

依據(jù)技術(shù)方案前期進(jìn)行大量的試驗，試驗出滿足工作性能的混凝土配合比，記錄詳細(xì)的數(shù)據(jù)，同時培訓(xùn)出至少2名對自密實混凝土控制調(diào)整經(jīng)驗豐富的試驗員。①試驗初期因受限于原材料的粒型問題，單一的使用5-16碎石試驗配置自密實混凝土黏度偏大，灌注時下落速度慢，成型后外觀質(zhì)量達(dá)不到要求。經(jīng)大膽突破，5-16碎石摻配30%-50%的5-25碎石混凝土流動性明顯提高（實際澆筑中沒有影響到間隙通過性），混凝土黏度對應(yīng)外加劑的摻量處于可控狀態(tài)；②把唯一能固定型號的原材料混凝土外加劑作為主控材料予以控制，要求外加劑減水率高、保坍好、含氣量低、保水性能好、不易板結(jié)、摻量可調(diào)整范圍大；③試驗中大量模擬工地施工狀態(tài)，自各材料加水?dāng)嚢?小時后攪拌機(jī)放料倒入人工翻斗車，人工翻斗車來回推近100米后觀察混凝土狀態(tài)有沒有發(fā)生變化，有沒有發(fā)生混凝土抓底或者骨料沉底現(xiàn)象，之后再進(jìn)行擴(kuò)展度檢測；再采取同樣的方法檢測混凝土在出機(jī)1個半小時、2個小時、2個半小時的狀態(tài)；同時制作一批200mm*500mm*700mm的木模，觀察成型時混凝土的充盈速度、混凝土中氣泡逸出情況、拆模后外觀質(zhì)量；④在試驗出最理想狀態(tài)后，探索當(dāng)原材料發(fā)生變化或者當(dāng)由于工地施工因素延長施工時間后混凝土流動度損失過大等情況后如何進(jìn)行調(diào)整，這是整個自密實混凝土供應(yīng)工程最困難也是最為重要的環(huán)節(jié)。試驗時，由兩位指定試驗員不停對各種級配碎石比例及外加劑摻量進(jìn)行調(diào)整，每一次調(diào)整數(shù)據(jù)及結(jié)果都做好詳細(xì)記錄并全程視頻記錄，然后集中討論分析原因。經(jīng)不間斷的兩個月試驗，面對不同的碎石，兩名試驗員已經(jīng)能快速決策出摻配比例進(jìn)行試驗；當(dāng)自密實混凝土發(fā)生坍落度損失流動度損失時，兩名試驗員能準(zhǔn)確計算出二次流化所需的外加劑用量，憑目測能準(zhǔn)確判斷出混凝土的坍落度流動度等。

3.1 供應(yīng)過程做好全方位技術(shù)服務(wù)工作。指定對自密實混凝土已具備豐富經(jīng)驗的兩位試驗員為專項負(fù)責(zé)人，全程負(fù)責(zé)與施工單位聯(lián)系供應(yīng)時間、供應(yīng)方量、自密實混凝土配置、自密實混凝土運輸及澆搗及養(yǎng)護(hù)。

3.2 施工中技術(shù)交底，協(xié)調(diào)做好幾項工作：①依據(jù)小試經(jīng)驗，如果同一柱子施工間隔一個小時以上，此柱子后期澆筑自密實混凝土很難保證充盈性，極易造成大量蜂窩麻面，因此必須在合理的時間范圍內(nèi)澆搗完畢，堅決杜絕因用餐等情況中斷澆筑；②必須保證模板拼縫嚴(yán)密，支模穩(wěn)固，整個澆筑期間不得有漏漿脹模現(xiàn)象；③混凝土澆筑過程中在模板側(cè)面安排專人使用橡皮錘進(jìn)行反復(fù)敲打，這樣一方面加快空氣的排出速度，減少混凝土柱側(cè)及內(nèi)部的氣泡，另外一方面能觀察到混凝土的密實充盈速度以便控制混凝土灌入速度。④柱子與頂板接縫處是施工難度最大的區(qū)域，因為此區(qū)域自密實混凝土失去自重作用，大量氣泡上浮，且受制于下部混凝土的表面張力，水平流淌力有限，造成混凝土導(dǎo)管的反面一側(cè)不易充實，容易產(chǎn)生空鼓，因此最后收口階段采取側(cè)壁加強(qiáng)橡皮錘敲打外加小型插入式震動棒在入口處予以少量振搗，以錘擊估計密實情況且入口混凝土高度不再下降為結(jié)束點。

3.3 施工完畢后做好以下工作：①專項負(fù)責(zé)試驗員對整個拆模過程旁站，對拆模后柱子的感官質(zhì)量進(jìn)行詳細(xì)記錄，一旦發(fā)現(xiàn)有稍許異常，立即對該批次混凝土配合比的調(diào)整情況與施工記錄進(jìn)行技術(shù)分析，找出原因，下次澆筑時予以調(diào)整；②拆模完畢后，立即噴水進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，隨即對整個柱子用薄膜覆蓋加膠帶紙纏實進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.4 實際生產(chǎn)供應(yīng)中C30自密實混凝土單方配合比如下：PO42.5水泥224 kg、二級粉煤灰100 kg、S95礦粉126kg，外加劑10.8-12.6 kg（區(qū)間），砂率依據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，單方材料成本較普通混凝土成本提高約30元，達(dá)到了成本控制目標(biāo)。截止目前現(xiàn)場施工成型近6000根柱子，公司內(nèi)部成型標(biāo)準(zhǔn)試件404組，強(qiáng)度保證率99.5%，施工現(xiàn)場拆模后外觀均符合要求，無一柱子有蜂窩麻面問題，經(jīng)現(xiàn)場回彈檢測合格率100%。

4 結(jié)語

隨著建筑結(jié)構(gòu)的多樣化及建筑技術(shù)的進(jìn)步，市場對自密實混凝土的需求將越來越廣泛，對其成本控制及性能要求也將越來越高，因而對自密實混凝土的工程應(yīng)用技術(shù)的探討具有十分重要的意義。作為混凝土從業(yè)者，只有開拓思維，不斷實踐并總結(jié)技術(shù)經(jīng)驗，才能更快的推動混凝土技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。