【摘要】自密實混凝土技術(shù)具有高流動性、抗離析性和間隙通過性等突出特性，在建筑工程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。文中詳細闡述了水泥、骨料等原材料的選擇要點，以及遵循相關(guān)原則進行配合比計算與試配調(diào)整的過程。同時，結(jié)合超高層建筑核心筒、大型地下停車場頂板等項目，介紹了現(xiàn)場澆筑從準(zhǔn)備工作到操作要點再到養(yǎng)護措施的全流程。研究結(jié)果表明，各環(huán)節(jié)緊密相連，嚴(yán)格把控，才能確保施工質(zhì)量與結(jié)構(gòu)性能。

【關(guān)鍵詞】自密實混凝土；配合比設(shè)計；現(xiàn)場澆筑；建筑施工

【中圖分類號】TU528 【文獻標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-6028（2025）02-0137-03

0 引言

自密實混凝土以其無需振搗或僅輕微振搗即可自流平并填充模板空間的特性，在解決鋼筋密集、結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位混凝土澆筑難題方面發(fā)揮著不可替代的作用[1]。例如，在一些超高層建筑的核心筒施工中，自密實混凝土能夠有效避免因振搗困難導(dǎo)致的質(zhì)量缺陷，確保了結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。同時，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的JGJ/T 283—2012《自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》為該技術(shù)在建筑施工中的規(guī)范化應(yīng)用提供了明確的指導(dǎo)與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，強調(diào)了從原材料選擇到施工全過程質(zhì)量控制的關(guān)鍵要求[2]。

1 自密實混凝土技術(shù)概述

1.1 自密實混凝土的定義與特性

自密實混凝土是一種具備高流動性、優(yōu)異抗離析性和良好間隙通過性的特種混凝土。其高流動性表現(xiàn)為在自重作用下能夠像液體一樣自流平，迅速填充模板的各個角落，從而確?；炷两Y(jié)構(gòu)的密實性與均勻性[3]。例如，在某大型地下停車場的頂板施工中，由于模板面積大且形狀復(fù)雜，自密實混凝土的高流動性使其能夠順利覆蓋整個澆筑區(qū)域，避免了因振搗不均而產(chǎn)生的空洞和麻面?？闺x析性則是指在混凝土流動過程中，能夠有效防止骨料與漿體分離，保證混凝土內(nèi)部組成的均勻穩(wěn)定。這一特性在豎向結(jié)構(gòu)澆筑中尤為重要，如高層建筑的剪力墻施工，可確?；炷猎诖怪狈较蛏系馁|(zhì)量一致性。間隙通過性使得自密實混凝土能夠輕松穿越鋼筋間隙等狹小空間，適用于復(fù)雜配筋結(jié)構(gòu)的澆筑。以某大型橋梁的墩柱施工為例，密集的鋼筋網(wǎng)絡(luò)并未阻礙自密實混凝土的填充，有效保證了結(jié)構(gòu)的強度和耐久性。

1.2 自密實混凝土的原材料組成

自密實混凝土的原材料主要包含水泥、骨料、礦物摻合料、外加劑和水。水泥作為主要膠凝材料，為混凝土提供了強度基礎(chǔ)，常見的有普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥等，其品種和強度等級的選擇應(yīng)依據(jù)工程設(shè)計要求和環(huán)境條件確定。骨料包括粗骨料和細骨料，粗骨料的粒徑、形狀和級配對混凝土的流動性和間隙通過性影響顯著，一般選用粒徑較小、形狀圓潤的石子，細骨料則應(yīng)保證良好的細度模數(shù)和顆粒級配，以增強混凝土的工作性。礦物摻合料如粉煤灰、礦渣粉、硅灰等，可改善混凝土的工作性能、降低水化熱、提高耐久性。例如，粉煤灰的微珠效能夠填充水泥顆粒間的空隙，提高混凝土的密實度；礦渣粉的活性成分可參與水泥水化反應(yīng)，增強后期強度。外加劑主要為高效減水劑，通過降低水泥漿體的表面張力和黏度，大幅提高混凝土的流動性，同時保持其穩(wěn)定性。水的質(zhì)量應(yīng)符合混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)，其用量需要根據(jù)配合比設(shè)計精確控制，以保證混凝土的各項性能指標(biāo)。

1.3 自密實混凝土的工作原理

自密實混凝土的工作原理主要基于其獨特的流變特性和材料組成的協(xié)同作用。外加劑中的高效減水劑吸附在水泥顆粒表面，使水泥顆粒帶上相同電荷，相互排斥，從而釋放出包裹在顆粒表面的自由水，從而降低水泥漿體的屈服應(yīng)力，使其在自重作用下能夠流動。同時，合理的骨料級配和適量的礦物摻合料調(diào)整了漿體的黏度和穩(wěn)定性，確?；炷猎诹鲃舆^程中既能夠保持良好的流動性，又不會發(fā)生離析現(xiàn)象。在狹窄空間或復(fù)雜結(jié)構(gòu)中，混凝土內(nèi)部的壓力差驅(qū)動其自動填充各個部位，實現(xiàn)自密實效果。例如，在通過鋼筋間隙時，混凝土受到擠壓，壓力升高，促使其向壓力較低的區(qū)域流動，直至填滿整個模板空間。

2 建筑施工中自密實混凝土技術(shù)的配合比設(shè)計

2.1 配合比設(shè)計的基本原則

自密實混凝土配合比設(shè)計應(yīng)遵循多方面的基本原則。首先，要確保混凝土具有足夠的流動性，以滿足自流平與填充模板空間的要求。通常采用坍落度和擴展度作為流動性指標(biāo)，根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和澆筑方式確定合適的數(shù)值范圍。例如，對于一般水平結(jié)構(gòu)澆筑，坍落度可控制在240～260 mm，擴展度在550～650 mm；而對于豎向結(jié)構(gòu)或配筋密集部位，坍落度宜提高至260～280 mm，擴展度在650～750 mm。其次，要保證良好的抗離析性，需要通過控制骨料粒徑、級配和漿體黏度來實現(xiàn)[4]。漿體黏度可借助外加劑和礦物摻合料進行調(diào)節(jié)，使混凝土在流動過程中保持穩(wěn)定。同時，填充性也是關(guān)鍵因素，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的最小間隙尺寸，選擇合適的骨料粒徑和形狀，確保其能夠順利通過鋼筋間隙等狹小空間。此外，還應(yīng)考慮混凝土的強度、耐久性等性能要求，綜合平衡各方面因素，確定最佳配合比。

2.2 原材料選擇與質(zhì)量控制

水泥的選擇應(yīng)綜合考慮工程需求和環(huán)境條件。對于一般建筑結(jié)構(gòu)，可選用普通硅酸鹽水泥，其強度等級應(yīng)根據(jù)設(shè)計強度確定，通常為42.5或52.5級。在有抗硫酸鹽侵蝕要求的環(huán)境中，應(yīng)選用抗硫酸鹽水泥。骨料方面，粗骨料的最大粒徑不宜超過20 mm，且應(yīng)具有連續(xù)級配，針片狀含量不超過5%。例如，在某海洋工程結(jié)構(gòu)中，采用5～16 mm的連續(xù)級配碎石作為粗骨料，可以有效保證混凝土的耐久性。細骨料宜選用中砂，細度模數(shù)在2.6～3.0之間，含泥量不超過3%。礦物摻合料的質(zhì)量控制至關(guān)重要，粉煤灰應(yīng)符合Ⅱ級或Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)，礦渣粉的比表面積應(yīng)在400～500 m2/kg之間。外加劑應(yīng)選擇與水泥相容性良好的高效減水劑，減水率不低于25%，且應(yīng)通過試驗確定最佳摻量。同時，水中不含有害雜質(zhì)，pH值在6～8之間[5]。

2.3 配合比計算與參數(shù)確定

配合比計算可采用絕對體積法或假定容重法。在計算過程中，水膠比是關(guān)鍵參數(shù)之一，它直接影響著混凝土的強度和耐久性。一般情況下，水膠比可根據(jù)工程設(shè)計強度等級，參照相關(guān)經(jīng)驗公式初步確定，然后通過試驗進行調(diào)整。例如，對于C30～C50的自密實混凝土，水膠比可控制在0.35～0.45之間。漿骨比決定了混凝土的流動性和填充性，通常漿體體積占混凝土總體積的30%～40%為宜。砂率的選擇需要考慮骨料的特性和混凝土的工作性，一般在40%～50%之間調(diào)整。例如，當(dāng)粗骨料粒徑較小、形狀不規(guī)則時，可適當(dāng)提高砂率，以保證混凝土的和易性。在確定各參數(shù)后，通過計算得出水泥、骨料、礦物摻合料、外加劑和水的用量，并制備混凝土試件進行性能測試。

2.4 配合比的試配與調(diào)整

試配是配合比設(shè)計的核心環(huán)節(jié)。首先，依據(jù)計算所得的初步配合比制備混凝土試件。測試內(nèi)容包括坍落度、擴展度、T500時間（混凝土擴展至500 mm直徑所需時間）、抗離析性（可采用跳桌試驗或U型箱試驗測定）以及不同齡期的強度等指標(biāo)。例如，在某工程試配中，發(fā)現(xiàn)初始配合比下混凝土的T500時間過長，表明流動性不足，需要通過適當(dāng)增加外加劑摻量，將T500時間縮短至合理范圍。若抗離析性不滿足要求，可調(diào)整骨料級配或礦物摻合料用量。例如，減少粗骨料中的大粒徑顆粒比例，增加粉煤灰摻量，以提高漿體的包裹性和穩(wěn)定性。根據(jù)試配結(jié)果，對配合比進行反復(fù)調(diào)整優(yōu)化，直至混凝土的各項性能指標(biāo)均滿足工程設(shè)計要求。一般需要進行3～5次試配調(diào)整，才能確定最終的配合比方案。

3 建筑施工中自密實混凝土的現(xiàn)場澆筑要點

3.1 澆筑前的準(zhǔn)備工作

澆筑前的準(zhǔn)備工作對于自密實混凝土的澆筑質(zhì)量至關(guān)重要。首先，對模板進行嚴(yán)格檢查與清理，確保模板的強度、剛度和密封性滿足要求。模板拼接處應(yīng)嚴(yán)密無縫，防止漏漿。例如，在模板接縫處可粘貼密封膠帶，并在澆筑前進行壓力水試驗，檢查模板的密封性。對模板內(nèi)部進行徹底清理，清除雜物、灰塵和積水，以免影響混凝土的質(zhì)量。其次，對鋼筋布置進行詳細復(fù)核，確保鋼筋的間距、數(shù)量和位置符合設(shè)計要求。鋼筋的保護層厚度應(yīng)準(zhǔn)確控制，避免因鋼筋過密或保護層不足影響混凝土的流動和填充。同時，準(zhǔn)備好澆筑設(shè)備，如混凝土泵車、輸送管道等，并進行全面調(diào)試和檢查。輸送管道應(yīng)布置合理，避免出現(xiàn)急彎和管徑突變，確?；炷凛斔晚槙?。此外，還應(yīng)制定詳細的澆筑方案，明確澆筑順序、分層厚度、澆筑速度等參數(shù)，并對施工人員進行技術(shù)交底。

3.2 澆筑過程中的操作要點

在澆筑過程中，應(yīng)遵循分層、分段、連續(xù)澆筑的原則。分層厚度一般控制在300～500 mm為宜，可根據(jù)結(jié)構(gòu)特點和混凝土的流動性適當(dāng)調(diào)整。例如，在大體積自密實混凝土基礎(chǔ)澆筑中，由于混凝土散熱要求，分層厚度可控制在400～500 mm；而在豎向薄壁結(jié)構(gòu)澆筑時，為避免混凝土自重過大導(dǎo)致模板變形，分層厚度可減小至300～400 mm。澆筑速度應(yīng)適中，過快可能導(dǎo)致混凝土離析，過慢則可能使混凝土在模板內(nèi)產(chǎn)生冷縫。一般情況下，澆筑速度可控制在30～50 m3/h。在鋼筋密集部位，可采用增加澆筑點、采用小型振搗棒輔助振搗或采用自密實混凝土專用的輔助流動裝置等方式，確?；炷撂畛涿軐?。例如，在某高層建筑的框架柱節(jié)點處，由于鋼筋密集，采用在節(jié)點四周同時澆筑的方式，并在局部采用小型振搗棒輕輕振搗，有效保證了混凝土的填充質(zhì)量。同時，在澆筑過程中要密切關(guān)注混凝土的坍落度和擴展度變化，每隔一定時間（如30 min）進行1次檢測，根據(jù)檢測結(jié)果及時調(diào)整施工參數(shù)。若發(fā)現(xiàn)坍落度減小，可適當(dāng)添加外加劑進行調(diào)整，但應(yīng)嚴(yán)格控制外加劑的添加量和添加方式，避免對混凝土性能產(chǎn)生不良影響。

3.3 澆筑后的養(yǎng)護措施

澆筑完成后，及時養(yǎng)護是保證自密實混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。養(yǎng)護方式可采用覆蓋保濕養(yǎng)護或噴灑養(yǎng)護劑養(yǎng)護。覆蓋保濕養(yǎng)護一般采用塑料薄膜、土工布等材料覆蓋混凝土表面，保持混凝土表面濕潤。例如，在夏季高溫季節(jié)，可先在混凝土表面覆蓋1層塑料薄膜，再覆蓋1層土工布，定期灑水保持土工布濕潤，養(yǎng)護時間不少于7 d。在冬季低溫季節(jié)，應(yīng)采取保溫養(yǎng)護措施，如在覆蓋材料上增加保溫棉被等，防止混凝土受凍。噴灑養(yǎng)護劑養(yǎng)護則適用于一些不易覆蓋或?qū)ν庥^質(zhì)量要求較高的部位，養(yǎng)護劑應(yīng)均勻噴灑在混凝土表面，形成保護膜，阻止混凝土內(nèi)部水分散失。養(yǎng)護時間應(yīng)根據(jù)混凝土強度發(fā)展和環(huán)境條件確定，一般情況下，普通混凝土養(yǎng)護時間不少于7 d，對于有抗?jié)B、抗凍要求的混凝土，養(yǎng)護時間應(yīng)不少于14 d。在養(yǎng)護期間，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土表面溫度與環(huán)境溫度的差值，避免因溫度應(yīng)力導(dǎo)致混凝土開裂。

3.4 現(xiàn)場質(zhì)量控制與問題處理

在現(xiàn)場澆筑過程中，應(yīng)建立完善的質(zhì)量檢測體系，定期對混凝土進行抽樣檢測，檢測內(nèi)容包括混凝土的強度、密實性、抗?jié)B性等指標(biāo)。例如，采用回彈法、鉆芯法檢測混凝土強度，采用超聲檢測法檢測混凝土的密實性。若發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)裂縫、蜂窩麻面、空洞等質(zhì)量問題，應(yīng)及時分析原因并采取相應(yīng)處理措施。對于輕微裂縫，可采用表面封閉處理，如涂刷環(huán)氧樹脂膠泥。對于蜂窩麻面，可先將缺陷部位鑿除，然后用高強度水泥砂漿進行修補。對于空洞較大的部位，應(yīng)先清除空洞內(nèi)的松散混凝土，然后采用高一強度等級的自密實混凝土進行填充。同時，要建立質(zhì)量反饋機制，及時將質(zhì)量問題反饋給施工人員和技術(shù)人員，調(diào)整施工工藝和參數(shù)，確保后續(xù)澆筑質(zhì)量。例如，發(fā)現(xiàn)某批次混凝土的抗離析性較差，導(dǎo)致出現(xiàn)蜂窩麻面，應(yīng)及時檢查原材料質(zhì)量和配合比，調(diào)整外加劑摻量或骨料級配。

4 結(jié)語

自密實混凝土技術(shù)在建筑施工中展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢，其配合比設(shè)計與現(xiàn)場澆筑要點緊密關(guān)聯(lián)，共同決定了混凝土的施工質(zhì)量與結(jié)構(gòu)性能。通過深入理解自密實混凝土的技術(shù)特性與工作原理，精心選擇原材料并精準(zhǔn)設(shè)計配合比，在現(xiàn)場澆筑過程中嚴(yán)格遵循操作要點并強化質(zhì)量控制，能夠充分發(fā)揮自密實混凝土的優(yōu)勢，從而有效解決建筑施工中復(fù)雜結(jié)構(gòu)部位的混凝土澆筑難題。然而，自密實混凝土技術(shù)仍面臨著原材料成本較高、施工環(huán)境要求嚴(yán)格等挑戰(zhàn)，需要建筑科研人員持續(xù)探索與創(chuàng)新，不斷優(yōu)化原材料選擇與配合比設(shè)計方法，完善現(xiàn)場澆筑工藝與質(zhì)量控制體系。

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[作者簡介]王勇峰（1976—），男，山東鄒平人，工程師，研究方向：建筑工程。