摘 要：針對(duì)混凝土配筋密集、大落差等特點(diǎn)造成混凝土易離析、難振搗的問(wèn)題，本文對(duì)C40自密實(shí)混凝土施工性能進(jìn)行分析與應(yīng)用研究。在完成原材料與配合比的設(shè)計(jì)后，從坍落擴(kuò)展度、T500參數(shù)和“J”形環(huán)高差3個(gè)方面分析了不同水膠比和不同膠材用量條件下C40自密實(shí)混凝土的施工性能。根據(jù)分析結(jié)果，將最優(yōu)C40自密實(shí)混凝土制備方案應(yīng)用到具體工程項(xiàng)目中，驗(yàn)證在該方案中，C40混凝土施工拆模后內(nèi)部均勻、密實(shí)以及整體外觀質(zhì)量良好。

關(guān)鍵詞：泵送；高拋；自密實(shí)；混凝土施工

中圖分類號(hào)：TU 75" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在某高層建筑裙房結(jié)構(gòu)的工程項(xiàng)目施工中發(fā)現(xiàn)，該工程的結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)與型鋼分布十分密集，為控制工程竣工后的施工縫數(shù)量，有效減少施工后裙房結(jié)構(gòu)的脫模工作量，在與工程方進(jìn)行綜合決策與商議后，提出采用整體一次澆筑的方式對(duì)該工程項(xiàng)目進(jìn)行施工。

為保證工程項(xiàng)目順利實(shí)施，工程方制定了可行性較強(qiáng)的混凝土澆筑施工技術(shù)方案。經(jīng)過(guò)技術(shù)方與工程方對(duì)設(shè)計(jì)澆筑施工方案進(jìn)行分析，明確此次施工的綜合難度較高，主要存在以下難點(diǎn)。在工程項(xiàng)目施工中應(yīng)用普通的混凝土后，盡管澆筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可以達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范，但是整體施工時(shí)間較長(zhǎng)，施工方作業(yè)速度較慢。由于裙房結(jié)構(gòu)中的鋼筋分布密度較大且部分鋼筋間的間隙較窄，在混凝土澆筑的過(guò)程中，材料無(wú)法直接從上部沿著結(jié)構(gòu)縫隙延伸至結(jié)構(gòu)內(nèi)部，因此一次澆筑綜合施工作業(yè)難度較高。工程項(xiàng)目鋼筋整體布局較復(fù)雜，混凝土在高處下拋的過(guò)程中，會(huì)受到空氣阻力等多種環(huán)境因素的影響，出現(xiàn)澆筑后結(jié)構(gòu)分散、分層等質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響澆筑后整體結(jié)構(gòu)的密實(shí)度[1]。為解決以上問(wèn)題，優(yōu)化混凝土澆筑施工，本文將以C40混凝土為例，對(duì)其在工程項(xiàng)目中應(yīng)用的綜合性能進(jìn)行分析。

1 原材料與配合比設(shè)計(jì)

自密實(shí)混凝土是我國(guó)建設(shè)工程項(xiàng)目施工中最常用的材料之一，為更直觀地掌握自密實(shí)混凝土在應(yīng)用中的施工性能，在試驗(yàn)前，準(zhǔn)備混凝土制備原材料[2]。選用P·O42.5R級(jí)的水泥作為主要原材料，水泥的物理性能參數(shù)見(jiàn)表1。

在此基礎(chǔ)上，對(duì)混凝土制備過(guò)程中使用的其他原材料物理性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表2。

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，為確保配制的C40混凝土可以在試驗(yàn)中發(fā)揮預(yù)期的效果，在完成原材料的選擇后，對(duì)混凝土配合比進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算混凝土中水泥原材料的用量如公式（1）所示。

Wc=ρc×Vc " （1）

式中：Wc為混凝土中水泥原材料的用量；ρc為水泥原材料的容重，g/cm3，取值通常為3.15～3.28；Vc 為水泥原材料的體積。

在此基礎(chǔ)上，其他材料的摻入量的計(jì)算過(guò)程如公式（2）所示。

C=K×γ×β" " （2）

式中：C為混凝土制備過(guò)程中其他材料的摻入量；K為試驗(yàn)中所須混凝土的實(shí)際體積；γ為土重；β為原材料用量。通過(guò)公式（2），可以計(jì)算不同原材料在C40混凝土制備過(guò)程中的用量范圍，具體內(nèi)容見(jiàn)表3。

參照上述標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行C40混凝土配合比的設(shè)計(jì)。見(jiàn)表4。

在配制C40混凝土后，使用專用的攪拌車，將制備的混凝土輸送到項(xiàng)目所在地[3]。

2 C40自密實(shí)混凝土施工性能分析

針對(duì)上述通過(guò)不同配比設(shè)計(jì)方案獲得的C40自密實(shí)混凝土拌合物，其基礎(chǔ)性能見(jiàn)表5。

表5分別記錄了12組不同配比設(shè)計(jì)方案下能表示C40自密實(shí)混凝土施工性能的各項(xiàng)指標(biāo)具體數(shù)據(jù)[4]。下述將針對(duì)各項(xiàng)數(shù)值，對(duì)C40自密實(shí)混凝土的各項(xiàng)基礎(chǔ)施工性能進(jìn)行詳細(xì)地分析說(shuō)明。

2.1 坍落擴(kuò)展度分析

根據(jù)上述記錄的數(shù)據(jù)分析可知，C40自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度會(huì)受到膠材用量、水膠比例以及減水劑加入量的影響[5]。為對(duì)C40自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展性能進(jìn)行更直觀地分析，對(duì)上述記錄的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化展示，繪制水膠比—坍落擴(kuò)展度關(guān)系曲線圖和膠材用量—坍落擴(kuò)展度關(guān)系曲線圖如圖1和圖2所示。

通過(guò)直接觀察可以得出，隨著水膠比不斷增加，C40自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度呈現(xiàn)較為平緩的下降趨勢(shì)。當(dāng)水膠比為0.30時(shí)，C40自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展度＞665mm，而當(dāng)水膠比增至0.35時(shí)，C40自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展度逐漸降至660mm。隨著膠材用量的增加，C40自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展度呈現(xiàn)明顯的遞增趨勢(shì)，當(dāng)膠材用量從455kg/m3增至525kg/m3

時(shí)，坍落擴(kuò)展度從645mm～650mm升至665mm～670mm。在此次試驗(yàn)中，盡管通過(guò)調(diào)整減水劑摻入量，輔助調(diào)整用水量的方式可以對(duì)C40自密實(shí)混凝土流動(dòng)性進(jìn)行控制，但其坍落擴(kuò)展度仍然會(huì)受膠材用量的影響且影響程度十分顯著。膠材的用量越多，C40自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展度越大[6]。由于膠材的用量增加，因此能為石子提供懸浮可能的漿體增加，從而使坍落擴(kuò)展度增加。而水膠比對(duì)C40自密實(shí)混凝土坍落擴(kuò)展度的影響并不顯著[7]。在試驗(yàn)的過(guò)程中，通過(guò)減水劑能控制C40自密實(shí)混凝土流動(dòng)性[8]。減水劑的加入量在一定程度上影響用水量對(duì)坍落擴(kuò)展度的影響規(guī)律，因此擴(kuò)展度不會(huì)隨著水量的變換進(jìn)行單調(diào)變化。

2.2 T500參數(shù)分析

為探究C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)性能，分析在不同水膠比和膠材用量的情況下，C40自密實(shí)混凝土的T500參數(shù)，將得到的數(shù)據(jù)繪制成關(guān)系曲線圖，如圖3和圖4所示。

從圖3和圖4可以看出，隨著水膠比不斷增加，C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)呈現(xiàn)明顯的遞減趨勢(shì)，當(dāng)水膠比為0.30時(shí)，C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)控制在6.5s～7.0s，當(dāng)水膠比為0.35時(shí)，C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)控制在5.0s～5.5s。隨著膠材用量的增加，C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)同樣也呈現(xiàn)明顯的遞減趨勢(shì)，當(dāng)膠材用量為450kg/m3時(shí)，C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)控制在7.0以上，當(dāng)膠材用量為520kg/m3時(shí)，C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)控制在5.5s以下。兩種因素條件對(duì)C40自密實(shí)混凝土T500的影響都較為顯著，水膠比越高，C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間越短。這種現(xiàn)象是因?yàn)樗z比過(guò)高，C40自密實(shí)混凝土中的粉漿體堆積越松散，表觀黏度越小，流動(dòng)越快。同理，膠材用量也會(huì)對(duì)C40自密實(shí)混凝土T500產(chǎn)生一定影響。在試驗(yàn)過(guò)程中，控制C40自密實(shí)混凝土T500參數(shù)的坍落擴(kuò)展度在635mm～685mm，膠材用量越多的C40自密實(shí)混凝土中石子越容易懸浮，而混凝土的流動(dòng)速度也越快。

2.3 “J”形環(huán)高差分析

為探究C40自密實(shí)混凝土“J”形環(huán)高差性能，分析在不同水膠比和膠材用量的情況下，C40自密實(shí)混凝土的“J”形環(huán)高差的變化。隨著水膠比的增加，C40自密實(shí)混凝土的“J”形環(huán)高差呈現(xiàn)逐漸遞減的變化趨勢(shì)。同樣隨著膠材用量的增加，C40自密實(shí)混凝土的“J”形環(huán)高差也呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢(shì)，而膠材用量與C40自密實(shí)混凝土“J”形環(huán)高差的相關(guān)性與水膠比與C40自密實(shí)混凝土“J”形環(huán)高差的相關(guān)性相比更高。C40自密實(shí)混凝土“J”形環(huán)高差越小，說(shuō)明混凝土的鋼筋透過(guò)能力越強(qiáng)。當(dāng)C40自密實(shí)混凝土“J”形環(huán)高差坍落擴(kuò)展度在635mm～685mm時(shí)，存在較多的膠材說(shuō)明自身能更好地懸浮在漿體中，更能穿透鋼筋網(wǎng)，因此“J”形環(huán)高差降低。而水膠比越小，C40自密實(shí)混凝土“J”形環(huán)高差越大的原因?yàn)楫?dāng)水膠比較小時(shí)，混凝土的抗離析性能越差，導(dǎo)致混凝土中的石子越容易下沉，因此也越容易被鋼筋網(wǎng)阻隔。

3 工程應(yīng)用

以本文提出的鋼筋分布密度較高的裙房建筑結(jié)構(gòu)為例，按照規(guī)范，使用本文制備的混凝土對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工。通過(guò)在工程項(xiàng)目中的應(yīng)用C40混凝土，明確了使用C40混凝土代替一般混凝土主要有以下優(yōu)勢(shì)。1）該產(chǎn)品具有良好的流動(dòng)性，可使混凝土在模具中自由流動(dòng)，無(wú)須過(guò)多的人工攪拌。2）使用泵送式C40自密實(shí)混凝土，可以改善工人的工作環(huán)境，減輕工人的工作強(qiáng)度。3）可以提高混凝土的施工質(zhì)量，制備的C40自密實(shí)混凝土能保證材料在輸送過(guò)程中具有較高的均勻性，使用專業(yè)的混凝土泵送設(shè)備，能有效地控制絮凝劑的坍落度，確?；炷恋母呙軐?shí)度。4）可以提高工程項(xiàng)目在施工中的靈活性，確保細(xì)部構(gòu)造均可以在一次澆筑中完工，從而有效減少施工中混凝土的浪費(fèi)，提高對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工中混凝土材料的使用率。

4 結(jié)語(yǔ)

為發(fā)揮自密實(shí)混凝土在建筑工程項(xiàng)目施工領(lǐng)域內(nèi)更高的商業(yè)價(jià)值，全面提高高工程施工方的經(jīng)濟(jì)收益，本次研究以工程項(xiàng)目施工中使用頻率較高的C40混凝土為例對(duì)其進(jìn)行了制備，在此基礎(chǔ)上，對(duì)制備的材料施工性能進(jìn)行測(cè)試與綜合分析，通過(guò)分析，得到以下結(jié)論。1）C40自密實(shí)混凝土的坍落擴(kuò)展度會(huì)隨著膠材用量的增加而增加，同時(shí)受減水劑產(chǎn)量的影響，但水膠比對(duì)其的影響程度并不顯著。2）C40自密實(shí)混凝土的T500參數(shù)會(huì)隨著水膠比和膠材用量的增加，呈現(xiàn)遞減的變化趨勢(shì)。3）C40自密實(shí)混凝土的“J”形環(huán)高差隨著膠材用量的增加而遞減，與水膠比間的關(guān)系并不顯著。

完成對(duì)C40混凝土配合比的設(shè)計(jì)與施工性能的分析后，將其應(yīng)用到具體工程項(xiàng)目中，通過(guò)實(shí)踐，明確了配制的C40混凝土施工后，外觀整體較為完整，因此，可以在后續(xù)的類似工程項(xiàng)目施工中，將此類混凝土在鋼筋密度較高的環(huán)境下推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]華慧娟，李富民.裝配施工荷載下約束墊層混凝土拌合物的受壓徐變性能[J].徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2023，38（2）：37-43.

[2]田安國(guó)，秦天保，陳敬陽(yáng)，等.復(fù)合硅烷涂層施工工藝對(duì)海工混凝土防護(hù)性能的影響[J].新型建筑材料，2023，50（5）：78-81.

[3]吳德龍，徐俊，占羿箭，等.高強(qiáng)泵送混凝土施工性能試驗(yàn)研究與分析[J].建筑施工，2022，44（10）：2412-2415.

[4]唐旺，韓振響，李東軍.卵石粗骨料顆粒級(jí)配對(duì)混凝土施工性能影響的試驗(yàn)研究[J]. 中國(guó)港灣建設(shè)，2023，43（2）：57-60.

[5]吳亮，陳洪偉.超高性能混凝土（UHPC）π型梁人行天橋設(shè)計(jì)與施工[J].城市道橋與防洪，2023（2）：83-86，15.

[6]李子云，郭孟濤，李運(yùn)富，等.高層建筑新型大跨鋼-混凝土轉(zhuǎn)換桁架施工力學(xué)性能分析[J].結(jié)構(gòu)工程師，2022，38（6）：152-160.

[7]王春雨.超高性能纖維混凝土在公路橋梁加固修復(fù)施工項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].交通世界，2022（36）：142-144.

[8]張君瑞，羅立平.公路橋梁施工中機(jī)制砂石粉含量對(duì)混凝土性能影響[J].黑龍江交通科技，2022，45（11）：87-89.