李志軍，蔣瑞武，牛庚鑫

（山西中旺偉業(yè)建材科技有限公司，山西 太原 030032）

C60 自密實高性能混凝土質(zhì)量控制要點

李志軍，蔣瑞武，牛庚鑫

（山西中旺偉業(yè)建材科技有限公司，山西 太原 030032）

本文是對山西省太原市建設(shè)中的一地標性建筑，主體核心筒結(jié)構(gòu)鋼管內(nèi)采用 C60 自密實混凝土的應(yīng)用及質(zhì)量控制進行了技術(shù)性總結(jié)。

C60 自密實高性能泵送混凝土；現(xiàn)場施工管理的配合；混凝土質(zhì)量評述

0 引言

C60 自密實高性能泵送混凝土以高強度、高流態(tài)、高耐久性受到建筑行業(yè)的廣泛關(guān)注，主要應(yīng)用于各種大體量、超高層建筑，但在內(nèi)陸省份工程中大量應(yīng)用并不多見，這也成為內(nèi)地高性能商品混凝土應(yīng)用推廣的緊迫課題。我公司采用生產(chǎn)配比優(yōu)化，嚴控生產(chǎn)、澆筑流程工藝，就地優(yōu)選原材，成功地生產(chǎn)出綠色環(huán)保的 C60 自密實高性能泵送混凝土，并在實際工程中大量應(yīng)用。

1 工程概況

C60 自密實混凝土應(yīng)用工程為某地產(chǎn)集團有限公司在山西省太原市某項目的 1#、2#樓/北區(qū)裙房/北區(qū)地下車庫項目。該工程位于太原市萬柏林區(qū)，地下五層，地上五十三層。建筑高度 228.9m，建筑面積約 280000m2。其結(jié)構(gòu)形式：地下為框架結(jié)構(gòu)，地上為剪力墻＋鋼結(jié)構(gòu)。主體核心筒結(jié)構(gòu)鋼管內(nèi)的混凝土采用 C60 的自密實高性能混凝土。建成后將成為太原市標志性建筑。

結(jié)構(gòu)特點：此次澆筑的無縫鋼管柱，圓形截面直徑為800mm，內(nèi)壁焊鋼隔板，柱高按層高 3.6～4.2m 不等，每層16 根，每根柱用混凝土約 4.5m3。

2 混凝土試配各項準備

2.1 技術(shù)要求

強度等級：C60；澆筑方式：自密實（不振搗）；

混凝土拌合物工作性能：不離析、不泌水、不分層、流動性、均質(zhì)性、穩(wěn)定性好；

坍落度及擴展度：出機坍落度≥260mm，擴展度≥700mm、3 小時坍落度損失≤10mm，擴展度損失≤100mm；

凝結(jié)時間：初凝≥12 小時，終凝時間≤18 小時。

2.2 配合比設(shè)計原則

（1）設(shè)計依據(jù)，主要依據(jù)JGJT 385—2015《高性能混凝土評價標準》、JGJT 283—2012《自密實混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》和 JGJ T328—2014《預拌混凝土綠色生產(chǎn)及管理技術(shù)規(guī)程》三個規(guī)范要求。

（2）設(shè)計實現(xiàn)要點，強度和混凝土拌合物工作性能。

（3）設(shè)計思路確定，結(jié)合太原市地材實際就地取材，參考國內(nèi)高性能應(yīng)用經(jīng)驗以及專家的咨詢建議，在我公司前期已大量生產(chǎn)應(yīng)用常規(guī) C60 混凝土的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，綜合確定的配合比設(shè)計思路是：利用高性能的外加劑復摻輔之以雙摻優(yōu)質(zhì)摻合料，并選用潔凈的粗細骨料，再經(jīng)過試配調(diào)整，從而達到設(shè)計及施工要求。

（4）設(shè)計實現(xiàn)的關(guān)鍵特征，根據(jù)規(guī)范和材料情況實際確定了設(shè)計意圖實現(xiàn)的幾個關(guān)鍵點：即拌合物要具有大流動度、低黏度、不易離析幾個特征。

2.3 原材料選擇

（1）水泥（C）。選用冀東普硅 52.5 水泥，基于兩點考慮，一是我司大量使用該水泥，質(zhì)量穩(wěn)定，試驗檢測數(shù)據(jù)齊全，與外加劑適應(yīng)性強；二是其富余強度高，可以適當減少總膠凝材料用量。其性能如表1。

表1 水泥性能指標

（2）粉煤灰（F）。粉煤灰是拌合物流動性決定因素，尤其“滾珠效應(yīng)”的發(fā)揮對流動性改善作用明顯。經(jīng)過多家對比，綜合選用榆社Ⅱ級粉煤灰，性能如表2。

表2 粉煤灰性能指標

（3）礦粉（K）。礦粉采用長期使用、質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定的山西太鋼不銹鋼有限公司生產(chǎn)的 S95 級礦粉，其性能指標見表3。

表3 礦粉性能指標

（4）細骨料（S）。出于顆粒形狀對流動性的影響，選用天然砂，經(jīng)過實地勘察，試驗檢測篩選，最終選用文水開柵砂石廠生產(chǎn)的天然水洗中砂，要求級配屬Ⅱ區(qū)，含泥量≤2%，泥塊含量≤0.5%，實際檢測數(shù)據(jù)如表4。

表4 細骨料性能指標

（5）粗骨料。石子的選擇有些周折，在初期還是采用了普通 C60 所用的選用 5～20mm 連續(xù)級配石子（G1），但是試配結(jié)果出來，流動度不能保證。經(jīng)過分析和原材料逐項檢測，發(fā)現(xiàn)石子針片狀含量偏高，保證泵送還行，自密實混凝土就難以保證，為此又通過摻加一部分 5～16mm 的連續(xù)級配石子（G2）降低針片狀總含量，改善拌合物流動性。所以最終采用了兩個級配的石子。其經(jīng)試驗后摻合的性能表5。

表5 粗骨料性能指標

（6）外加劑（SC-2）。采用了在聚羧酸保坍、減水、緩凝基礎(chǔ)上自主現(xiàn)場復合摻加適量具有分散性能的減膠組分以確保拌合物的流動性。同時考慮聚羧酸為降低敏感性，采用相對降低純度，提高摻量。

1）選用慶遠公司生產(chǎn)的聚羧酸外加劑，固含量 20%，密度 1.033g/mL，減水率 25%，pH 值 6.5。

2）選用的具有分散功能減膠組分的泵送減膠劑，減水率3.9%，含氣量 2.9%，pH 值 9.6，密度 1.009g/mL。

（7）飲用水。經(jīng)檢測符合 JGJ 63—2006《混凝土用水標準》要求。

3 混凝土配合比試配、調(diào)整及確定

本工程從最早的了解到現(xiàn)在施工不到四個月時間，好在我公司 2015 年有大量生產(chǎn)供應(yīng) C60 混凝土的經(jīng)驗，在接到任務(wù)后，我公司試驗室立即在普通 C60 基礎(chǔ)上，對照規(guī)范進行兩重混凝土的性能對比，找出不同點，有針對性地對 C60 自密實高性能混凝土進行了再設(shè)計和調(diào)整，并且邀請一些國內(nèi)有應(yīng)用經(jīng)驗的專家進行了配合比論證、修正，經(jīng)過三輪大的試配調(diào)整、近 20 次的試配，并經(jīng)過實際生產(chǎn)線小型試生產(chǎn)工地應(yīng)用，最終確定了的配合比如表6。

表6 實際生產(chǎn)配合比 kg/m3

混凝土拌合物性能如表7。由表7 可以看出，初步確定配合比的各項檢測性能符合混凝土施工性能和設(shè)計要求，且具有可操作性。

表7 混凝土性能

4 混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制

混凝土生產(chǎn)質(zhì)量控制尤為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為此確定如下節(jié)點控制原則，安排專人全過程監(jiān)控落實?；炷临|(zhì)量，針對混凝土坍落度的保持、混凝土拌合物離析等質(zhì)量問題加強管理控制，確保到達施工現(xiàn)場的混凝土的坍落擴展度≥700mm。

4.1 C60 自密實混凝土的生產(chǎn)攪拌質(zhì)量控制要點

（1）注意聚羧酸系外加劑與萘系外加劑不得混用。

（2）原材料的計量必須準確無誤，尤其是用水量。

（3）攪拌投料順序為先投細骨料、水泥及摻合料、然后加水、外加劑及粗骨料。

（4）應(yīng)保證混凝土拌合物充分攪拌均勻，攪拌時間根據(jù)試驗確定為 90s，實際生產(chǎn)必須嚴格保證混凝土的攪拌時間。

（5）混凝土開盤鑒定，需進行規(guī)定的各項性能試驗，對其余每盤的混凝土均需進行目測并確認其性能滿足要求。

4.2 水的控制管理要點

由于自密實混凝土的水膠比一般較小且相對觀感粘稠，同時聚羧酸對水的敏感性，所以要求無論在生產(chǎn)中還是運輸過程中都要嚴格控制非混凝土配合比用水進入混凝土拌合物中。

（1）每次生產(chǎn)前必須實測砂含水率，配合比確定經(jīng) ERP輸入生產(chǎn)攪拌系統(tǒng)后，非質(zhì)量人員不得調(diào)整用水量，質(zhì)量人員每次調(diào)整要作好對應(yīng)記錄。

（2）生產(chǎn)前必須進行水稱砝碼校定和歸零，并做記錄。

（3）生產(chǎn)時裝入混凝土前必須仔細檢查并提醒司機排除攪拌車內(nèi)殘存的刷車水；沖刷攪拌車料口用水不得進入攪拌車內(nèi)，對無法避免水進入攪拌車內(nèi)的部位不得用水沖刷；運輸過程中嚴禁往罐車筒內(nèi)加水。

4.3 調(diào)度運輸過程中的主要注意事項

（1）生產(chǎn)調(diào)度要確?；炷良皶r澆筑與供應(yīng)：派車要選擇最佳路線盡快將混凝土運送到工地，對超過 120min 的混凝土，調(diào)度必須及時將情況反饋給技術(shù)人員對混凝土進行檢查；工地現(xiàn)場要合理安排車輛，避免壓車。

（2）混凝土在現(xiàn)場卸灰完畢時，嚴禁將沖洗尾部料斗水沖入泵車斗內(nèi)。

4.4 質(zhì)量檢查要點

（1）對生產(chǎn)全過程的質(zhì)量檢查由質(zhì)檢員完成，要求出廠、到現(xiàn)場澆注前每車必檢。

（2）質(zhì)檢員檢查的內(nèi)容如表8。

表8 質(zhì)檢內(nèi)容

5 現(xiàn)場管理和施工配合

在施工過程中，混凝土廠家和施工方密切才能配合保證混凝土的澆筑質(zhì)量。澆筑的連續(xù)性和減少漏漿是重中之重。另外，要通過精心養(yǎng)護的手段保證混凝土后期性能。

5.1 施工準備要點

（1）由于自密實混凝土的大流動性，所以要求模板要有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性來滿足流態(tài)混凝土所產(chǎn)生的側(cè)壓力，不得有低于最高澆筑表面的開放部分或缺口，模板間的縫隙不得大于 2mm。施工前施工單位技術(shù)人員檢驗?zāi)０逯Я?、鋼筋及保護層厚度等情況，對影響混凝土澆筑的問題及時進行處理。

（2）考慮到實際狀況變化以及混凝土的粘聚性大，在澆筑柱子過程中，擔心純粹靠混凝土的自流不能完全密實，為確實保證混凝土的密實，要準備部分膠木錘。在澆筑柱體時，可在柱模具、鋼管外側(cè)用木錘適當敲擊以確?；炷撩軐崱?/p>

5.2 泵送澆注控制要點

（1）施工前，要根據(jù)現(xiàn)場情況合理布置混凝土足夠泵送設(shè)備，保證混凝土澆筑順利和均勻布料的需要。同時根據(jù)施工的實際情況，考慮到 C60 自密實高性能混凝土的泵送的連續(xù)性和質(zhì)量保證，現(xiàn)場要準備備用泵。防止機械故障或其它因素影響混凝土施工的及時性和連續(xù)性。

（2）混凝土在卸車前應(yīng)進行二次攪拌，攪拌時間不少于2min，以保證混凝土的均勻性，同時對混凝土的相關(guān)技術(shù)指標要進行現(xiàn)場測定，對不符合質(zhì)量技術(shù)要求的混凝土不得進行澆筑。

（3）澆筑時下料口應(yīng)盡可能的低，盡量減少混凝土澆筑落差，同時采取分層澆筑。在澆筑完第一層后，應(yīng)確保下層混凝土未達到初凝前進行第二層的澆筑。

（4）自密實混凝土應(yīng)在 120min 內(nèi)澆筑完成，確保其高工作性能狀態(tài)消失前完成泵送和澆筑。

（5）現(xiàn)場準備適當量的外加劑，預備調(diào)整混凝土使用。

5.3 養(yǎng)護

（1）加強養(yǎng)護減少溫差和干縮裂縫。本次自密實混凝土的澆筑正趕上太原市溫度的較高階段，日平均氣溫均在 26℃左右，在混凝土澆筑完畢后，模板外側(cè)進行了包裹。拆模后在混凝土表面涂刷養(yǎng)護劑進行養(yǎng)護，結(jié)構(gòu)四周進行了封閉措施。

（2）適當延長了拆模時間。

6 C60 自密實高性能混凝土施工效果及經(jīng)驗總結(jié)

6.1 混凝土施工效果

從 2016年5月9日和 5月10 試驗塔吊澆筑第一批混凝土順利進行，又于 5月12日轉(zhuǎn)入泵送澆筑 80m3，澆筑圓滿完成。截止到 7 月份已完成全部地下結(jié)構(gòu)中鋼管柱澆筑總計 C60 自密實高性能混凝土 600 余方。前 2 次澆筑混凝土的同條件 28 天試件其抗壓強度分別達到設(shè)計強度的 105%、102%；標養(yǎng) 28 天試件的強度均在設(shè)計強度的 114%、117%。依據(jù) GB/T 50107—2010《混凝土強度檢驗評定標準》按非統(tǒng)計方法評定，該批混凝土強度完全合格。

6.2 幾點應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)

（1）對于高性能混凝土，原材料的優(yōu)選優(yōu)用是關(guān)鍵，沒有好材料，高性能只是空談，但作為商品混凝土的“商品”屬性，其經(jīng)濟性的考量也是重點。

（2）對于質(zhì)量技術(shù)人員來說，高性能混凝土的成功設(shè)計、應(yīng)用來自于大量的基礎(chǔ)試驗、數(shù)據(jù)積累以及對規(guī)范的深刻理解和把握。

（3）在實際應(yīng)用中，初始出機混凝土析出粉煤灰，通過調(diào)整降低了混凝土粉煤灰摻量并適當降低外加劑摻量，現(xiàn)場澆筑混凝土未有粉煤灰析出。

（4）在實際澆筑過程中發(fā)現(xiàn)隱蔽結(jié)構(gòu)和澆筑面小的結(jié)構(gòu)，混凝土流動速度小于泵送速度，容易在入?？诙逊e，泵送可降低排量，巧妙利用泵送的沖擊力加快混凝土的入模速度和流動速度，提高效率。

[1] 劉剛．C60 鋼管自密實混凝土的研究及應(yīng)用[J]．商品混凝土，2009(12): 63+40．

[2] 蔡亞寧，袁富平．泵送 C60 自密實混凝土在工程中的應(yīng)用[J]．混凝土，2005(5): 57-59．

［通訊地址］山西省太原市小店區(qū)黃陵鄉(xiāng)馬練營村北山西中旺偉業(yè)公司（030032）

李志軍（1975—），男，碩士，山西中旺偉業(yè)建材科技有限公司總工，主要從事混凝土企業(yè)管理和混凝土質(zhì)量技術(shù)研究工作。