林昭輝

（廈門宏發(fā)先科新型建材有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

C70 自密實混凝土不僅要求混凝土具有較高的力學(xué)性能和長期（耐久）性能，還要求混凝土拌合物具有較高的工作性能，即要求其混凝土拌合物在拌和、運輸、泵送澆筑等施工的各個環(huán)節(jié)都具有良好的流動性（填充性）、間隙通過性和抗離析性能，從而滿足“自密實”施工要求[1-2]。要保證C70 自密實混凝土的這些性能，必須選擇高品質(zhì)的原材料，做好配合比的設(shè)計，并在試配中加以優(yōu)化。海西第一高樓廈門國際中心工程項目使用不同強度等級的泵送混凝土共約10 萬m3，其中用于核心筒的是C70 自密實泵送混凝土。本文結(jié)合該項目就C70 自密實混凝土性能實現(xiàn)的技術(shù)途徑進行分析。

1 原材料選擇

1.1 水泥

水泥是混凝土中最主要的膠凝材料。該項目選用安徽蕪湖的海螺P·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥，其水泥中C3A含量不大于8%，3d和28d膠砂抗壓強度分別為32.8MPa和55.1MPa，初凝時間為110min，終凝時間為190min，其3d和7d的水化熱分別為280J/g和313J/g。試驗證明，該水泥質(zhì)量較穩(wěn)定，配制出來的混凝土強度波動小。

1.2 集料

粗集料的巖石抗壓強度及碎石的粒形和大小對混凝土的強度都有著直接的影響。我司選用的碎石粒徑為5～10mm 和10～20mm 反擊破輝綠巖具有硬度高、粒型好、針片狀少等特點，其針片狀顆粒含量＜5.0%，含泥量＜0.5%，泥塊含量＜0.2%，壓碎指標(biāo)＜7.0%。

細(xì)集料河砂的粒形、顆粒級配、細(xì)度模數(shù)、含泥量等，對高強混凝土的影響較大，砂細(xì)會增大膠凝材料用量，增加成本的同時還影響混凝土流動性；砂粗容易造成混凝土泌水、保水性差等問題。我司用于高強混凝土的砂細(xì)度模數(shù)控制在2.7～3.0，含泥量＜1.0%，泥塊含量＜0.5%。

1.3 礦物摻合料

C70 自密實混凝土具有水膠比低、膠凝材料用量多、工作性能要求高等特點，我司選用的粉煤灰等級為Ⅰ級，礦粉等級為S95級。

1.4 減水劑

減水劑的應(yīng)用對混凝土抗壓強度和工作性能有著至關(guān)重要的作用，是配制高強自密實混凝土必不可少的一種外加劑。我司選用的減水劑為國際名牌瑞士“西卡”聚羧酸緩凝高效減水劑。其含固量為22%，密度為1.05，摻量為1.00%時減水率為27%。

2 配合比設(shè)計

根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境條件及交通運輸?shù)膶嶋H情況，配合比設(shè)計須重點考慮3 個問題：澆筑時傾落度大，對混凝土的抗離析要求高；從拌制到澆筑2h 內(nèi)混凝土坍落度損失小于20mm；如何保證混凝土的高流動性、高密實度和體積穩(wěn)定性。

2.1 設(shè)計思路

該工程C70 自密實混凝土，要求在保證其力學(xué)性能的同時，必須保證其混凝土的施工性能，故在選用P·Ⅱ52.5 硅酸鹽水泥的同時，還摻加活性礦物摻合料，利用其自身具有的形態(tài)效應(yīng)、填充效應(yīng)及活性效應(yīng)，不僅能提高混凝土流動性，有效降低孔隙率，提高密實度和混凝土的后期強度，還可以節(jié)約資源。我司引進的“西卡”牌緩凝高效減水劑，它具有摻量小、減水率高、保坍性好、收縮小、滿足自流平要求。

2.2 配合比計算過程

該工程配合比設(shè)計采用“等漿體體積法”計算，即在配合比計算和試配調(diào)整過程中，只改變水膠比及摻和料和減水劑的摻量，拌合物中漿體體積始終保持不變，即漿骨比不變，以保證混凝土體積基本不變。

（1）該計算設(shè)定1m3混凝土拌合物總體積=漿體體積+骨料體積+0.01（空氣體積）。

（2）根據(jù)該工程技術(shù)要求及企業(yè)實踐經(jīng)驗，確定水膠比為0.28±0.01；漿骨比為0.375∶0.615；砂率為43%；水泥、粉煤灰、礦粉在膠凝材料總量中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以小數(shù)記）比例分別為：A—0.70∶0.15∶0.15；B—0.65∶0.18∶0.17；C—0.60∶0.20∶0.20；減水劑摻量：1.30%。

（3）根據(jù)水泥、粉煤灰、礦粉的表觀密度和它們在膠凝材料總量中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（以小數(shù)記）求出混合膠凝材料的表觀密度，再以漿體體積、混合膠凝材料的表觀密度和水膠比計算膠凝材料總質(zhì)量和用水量，然后以膠凝材料總質(zhì)量分別乘以水泥、粉煤灰、礦粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（摻量）及減水劑摻量，求得每立方米混凝土中用水量及水泥、粉煤灰、礦粉和減水劑的質(zhì)量。

（4）先以砂、石的表觀密度和砂率求得混合后砂石骨料的表觀密度，再乘以骨料體積求得砂、石骨料總質(zhì)量，再以骨料總質(zhì)量分別乘以砂率和（1-砂率）求得砂、石質(zhì)量。

（5）配合比各要素及混合膠材、骨料密度計算值見表1 所示。原材料表觀密度實測值（單位：kg/m3）：水泥3050，粉煤灰2200，礦粉2850，砂2650，碎石2680。

表1 配合比各相關(guān)要素選擇

（6）根據(jù)以上“要素”配合比，用“等漿體體積法”計算單方混凝土材料用量，見表2 所示。配合比優(yōu)化試驗結(jié)果見表3所示。

表2 C70高強自密實混凝土配合比（3組9項）（除水膠比外，其余單位：kg)

表3 C70高強自密實混凝土配合比優(yōu)化試驗結(jié)果

從表3 可以看出，當(dāng)水膠比取0.28、摻合料摻量為35%時，28d強度和混凝土工作性能綜合效果最佳。故水膠比確定為0.28，粉煤灰摻量18%，礦粉摻量17%，漿體體積0.375，粗骨料體積0.35，減水劑摻量以1.30%、1.35%、1.40%再次進行對比試驗。其結(jié)果見表4所示。

表4 C70高強自密實混凝土性能試驗結(jié)果

（7）對初選配合比施工性能進行試驗（按表2 中B-2配合比為基準(zhǔn)，以不同摻量減水劑試拌），試驗結(jié)果見表4。由表4 試驗結(jié)果可以看出，當(dāng)減水劑摻量為1.35%時，拌合物工作性能最優(yōu)且符合自密實性能要求。

（8）確定生產(chǎn)配合比，見表5所示。

（9）生產(chǎn)驗證。對3個不同批次的水泥、粉煤灰及礦粉通過生產(chǎn)配合比進行驗證，驗證結(jié)果見表6。由表6可以看出，生產(chǎn)驗證3 混凝土出機后先在廠內(nèi)取樣做拌合物性能試驗，然后運輸至工地，120min后現(xiàn)場澆筑試驗，澆筑時坍落度損失了15mm，擴展度損失了25mm，V 形漏斗時間17s。初凝時間約450min；終凝時間約600min。經(jīng)過3 次生產(chǎn)驗證說明該配合比拌制的混凝土質(zhì)量穩(wěn)定，工作性能滿足施工要求。

3 生產(chǎn)過程控制要點

C70 自密實混凝土在廈門國際中心共開盤了75次，每次開盤經(jīng)現(xiàn)場取樣試驗，混凝土坍落度250mm左右，擴展度都達(dá)到650mm 以上，V 形漏斗流出時間14s左右，混凝土的流動性好，施工性能好，完全實現(xiàn)自流平，填充性好。廈門國際中心澆筑C70 自密實混凝土約9300m3，出廠取樣28d試件共94組，按統(tǒng)計方法評定平均強度為78.8MPa，最小值70.6MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為4.4MPa，評定合格。在此過程中總結(jié)了一些施工要點，需要特別注意。

3.1 砂、碎石的含水率控制

由于C70自密實混凝土水膠比低，且聚羧酸高效減水劑對水的敏感度高，因此生產(chǎn)過程中需嚴(yán)格控制砂石含水率。我司采用砂、碎石靜置法，即生產(chǎn)前先把砂、碎石靜置一兩天，等其含水率穩(wěn)定后再上料倉使用。

3.2 粉煤灰進廠控制

粉煤灰的品質(zhì)直接影響混凝土的流動性，這對自密實混凝土是至關(guān)重要的。我司規(guī)定生產(chǎn)自密實混凝土的進廠粉煤灰需每車觀察顏色，檢測其細(xì)度、需水量，嚴(yán)控粉煤灰質(zhì)量，確?；炷练€(wěn)定性。

3.3 生產(chǎn)及運輸控制

生產(chǎn)前需將攪拌機清洗干凈，確保內(nèi)部無結(jié)塊，專機生產(chǎn)避免受其他強度等級的混凝土影響。由于C70自密實混凝土膠凝材料用量大，水膠比小，拌合物黏度相對較普通混凝土大，因此其攪拌時間較長，經(jīng)試驗我司把攪拌時間設(shè)為240s，以保證拌合物均勻。生產(chǎn)時需根據(jù)攪拌機的工作性能調(diào)整單盤的攪拌方量，滿負(fù)荷攪拌易造成主機電流偏高且攪拌不均勻，影響混凝土質(zhì)量。攪拌車裝料前需確保車內(nèi)無剩料、無積水，要用專車運輸。每次開盤前3 車出廠需取樣檢測混凝土的坍落度、擴展度、V 形漏斗時間是否與試配過程一致，若有變化則馬上調(diào)整至接近試配狀態(tài)，確保出廠混凝土狀態(tài)在可控范圍且無異常變化。待生產(chǎn)穩(wěn)定后每車出廠前目測混凝土和易性是否與先前的一致。有條件的企業(yè)可安排有經(jīng)驗的試驗員全程跟蹤施工過程，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況及時反饋廠內(nèi)調(diào)整。

4 結(jié)束語

綜上所述，生產(chǎn)C70 自密實混凝土，其性能的實現(xiàn)需結(jié)合自密實混凝土自身特點合理地選擇原材料，并利用各原材料特性，科學(xué)合理地設(shè)計、優(yōu)化配合比。對混凝土生產(chǎn)供應(yīng)的全過程，從原材料進場檢驗、混凝土攪拌、運輸、泵送澆筑、養(yǎng)護都必須全程監(jiān)控，要充分考慮生產(chǎn)供應(yīng)過程中可能發(fā)生的各方面影響，包括原材料供應(yīng)、天氣變化、道路交通等情況，要事先做好質(zhì)量保障措施，以優(yōu)質(zhì)服務(wù)密切配合工地混凝土澆筑，確保工程質(zhì)量。