C35自密實(shí)混凝土在 CL 建筑工程中的應(yīng)用

吳合志，張廣峰，吳炎炎，王心愿，吳合建

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東　臨沂　276000）

C35自密實(shí)混凝土在 CL 建筑工程中的應(yīng)用

吳合志，張廣峰，吳炎炎，王心愿，吳合建

（臨沂市金泰混凝土有限公司，山東臨沂276000）

自密實(shí)混凝土（SCC）是一種受自重的影響達(dá)到免振搗自流平，排除空氣且能完全填充模板或鋼筋焊接網(wǎng)架的混凝土。針對 CL 建筑體系工程中的核心構(gòu)件-CL網(wǎng)架板為空間主體鋼筋焊接網(wǎng)架，且網(wǎng)架鋼筋細(xì)而密、截面尺寸小，故 CL 墻板自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)要點(diǎn)應(yīng)是：適宜的膠凝材料，較高的砂率，較小的粗骨料粒徑（最大粒徑小于 10mm），拌合物的高流動性與高抗離析性的有效平衡與制約，達(dá)到高抗離析性略大于高流動性，從而確保 CL 建筑體系工程的施工技術(shù)要求。本文以工程實(shí)例對此研究并闡述。

自密實(shí)混凝土；CL建筑體系；CL墻板；鋼筋焊接網(wǎng)架；泵送分層澆筑法

0　前言

自密實(shí)混凝土（selfcompacting concrete 簡稱 SCC）是在自重力作用下，能夠自由流動密實(shí)，即使存在致密鋼筋也能完全填充模板，同時(shí)獲得很好勻質(zhì)性、抗離析性，并且不需要附加振動的混凝土。而 CL 建筑體系（composite-light）則是屬于剪力墻結(jié)構(gòu)，是由 CL 結(jié)構(gòu)墻體、現(xiàn)澆樓（屋）蓋、現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件組合而成的整體現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。其核心構(gòu)件——鋼筋焊接網(wǎng)架簡稱“CL 網(wǎng)架板”由兩層或兩層以上受力或構(gòu)造作用的鋼筋焊網(wǎng)，中間夾以保溫板用三維斜插鋼筋焊接形成的鋼筋網(wǎng)架。建筑物實(shí)體 CL 墻板則是 CL 網(wǎng)架板兩側(cè)澆筑混凝土后構(gòu)成的鋼筋焊接網(wǎng)架混凝土復(fù)合墻。

CL 墻板符合墻體改革及建筑綠色節(jié)能環(huán)保政策需要，以其自重輕、抗震性能好，保溫、隔熱、隔音性能良好，在建筑市場領(lǐng)域備受青睞。其諸多的性能優(yōu)勢將注定未來的市場前景值得期待，也因此會逐漸普及應(yīng)用。由于 CL 墻板的骨架——CL 網(wǎng)架板為空間主體鋼筋焊接網(wǎng)架，如果采用普通混凝土澆筑、振搗過程中會對網(wǎng)架的焊接產(chǎn)生不利影響，而且網(wǎng)架鋼筋細(xì)而密，混凝土層較薄，通常以振搗方式難以實(shí)現(xiàn)，這也就是選擇使用自密實(shí)混凝土而無法以普通混凝土來替代的原因。本文以臨沂市怡景錦河苑 CL 建筑體系工程為例研究并闡述 C35 自密實(shí)混凝土如何能滿足的實(shí)體結(jié)構(gòu)施工過程中工作性能及力學(xué)性等指標(biāo)。

1　工程概況

臨沂市怡景錦河苑坐落于臨沂市南坊新區(qū)，主體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆自密實(shí) C35 和自密實(shí) C30 CL 剪力墻結(jié)構(gòu)。剪力墻內(nèi)植保溫板，其板厚為 50mm，保溫板距內(nèi)模板 50mm，保溫板距外模板 200mm，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 層，其中 4 層及 4 層以下為 C35自密實(shí) CL 剪力墻，4 層以上為 C30 自密實(shí) CL 剪力墻體，總自密實(shí) CL 墻體混凝土方量約 5700m3。

2　自密實(shí) CL 剪力墻體混凝土配制的技術(shù)研究

2.1自密實(shí) CL 剪力墻混凝土設(shè)計(jì)與技術(shù)要求

該工程使用 C35 自密實(shí) CL 墻體和 C30 自密實(shí) CL 墻體，采用泵送環(huán)繞式分層澆筑法。由于 CL 墻體內(nèi)植不同規(guī)格的鋼筋與鋼筋焊網(wǎng)以及厚度達(dá) 50mm 的保溫板材，澆筑截面尺寸小，而且 CL 網(wǎng)架板中的鋼筋分布很密集，大于 1cm 的粒徑的粗骨料無法使用，從而使設(shè)計(jì)使用的骨料必須具備較大的比表面積，達(dá)到高抗離析性能的工作性能如：粘聚性、保水性、流動性良好的條件下，漿體用量就較大。而從耐久性能如：收縮變形、體積穩(wěn)定性等因素考慮，宜選用較小的設(shè)計(jì)用水量，那么聚羧酸高性能減水劑則為該設(shè)計(jì)配合比的首選。而由于聚羧酸外加劑對含泥量的敏感性，為充分發(fā)揮聚羧酸外加劑的性能優(yōu)勢，本次配合比設(shè)計(jì)優(yōu)選含泥量較小、粒形、級配較好的骨料，膠凝材料也優(yōu)先選擇需水量較小、與外加劑適應(yīng)性良好的膠凝材料，從而確保了混凝土工作性完全滿足 CL 墻 體及現(xiàn)場施工性能的需要。

自密實(shí) C L 墻體混凝土工作性能要求：擴(kuò)展度600～750mm，倒置坍落度筒（5s）不小于 260mm，目視無泌水、離析現(xiàn)象，且和易性良好。

2.2原材料選用

（1）水泥 ：選用 P?O42.5 水泥，具體指標(biāo)見表 1。

表1　水泥技術(shù)指標(biāo)

（2）礦粉：S95 級礦粉，比表面積 400m2/kg，7d 抗壓強(qiáng)度比 84%，28d 為 99%。

（3）粉煤灰：優(yōu)質(zhì) F 類Ι級粉煤灰，密度2.40g/cm3，需水量比 93%，燒失量為 1.4%，45μm 方孔篩余7.8%。

（4）粗、細(xì)骨：由于該 CL 墻體內(nèi)植保溫板材與多層不同規(guī)格鋼筋及鋼筋網(wǎng)架，因此選用粒徑為 5～10mm 石灰?guī)r人工碎石。壓碎值指標(biāo) 6.2%，表觀密度 2.75g/cm3，含泥量0.3%，泥塊含量為 0% ；選用河砂，細(xì)度模數(shù) 3.0，表觀密度2.85g/cm3，含泥量 0.95%，泥塊含量 0.5%。

（5）化學(xué)外加劑 ： LH-03 高性能聚羧酸減水劑。經(jīng)混凝土配合比試拌驗(yàn)證：滿足實(shí)際運(yùn)距與澆筑工藝和施工進(jìn)度要求，需達(dá)到 2.5h 擴(kuò)展度 600mm 以上，自配泵送劑 2.0% 摻量膠砂，減水率為 29.5% 較適宜，同步驗(yàn)證負(fù)溫 -5℃～-10℃（臨沂地區(qū)冬期施工期間負(fù)溫極限值一般為 -5℃～-10℃），復(fù)合摻加防凍劑乙二醇 4.0‰，引氣劑 0.3‰ 滿足抗凍要求。且混凝土在負(fù)溫條件下，工程規(guī)定齡期內(nèi)或以成熟度法推測均能滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度值的要求。而優(yōu)質(zhì)原材料的優(yōu)異性能使該設(shè)計(jì)配合比具備了低用水量、低水膠比的條件，同時(shí)化學(xué)外加劑復(fù)配摻加了 1.5‰ 的纖維素。纖維素的應(yīng)用及其他材料優(yōu)異性能的疊加，使新拌混凝土的流變性能符合高填充性的要求，這一良好的填充區(qū)間表現(xiàn)為高抗離析性略大于高流動性，解決了配制預(yù)拌 CL 墻體自密實(shí)混凝土的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)：拌合物的高流動性與高抗離析性的平衡與制約。

采用絕對體積法，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程的步驟計(jì)算，經(jīng)試配優(yōu)化后，根據(jù)山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn) DBJ/T 14-043-2012《CL 建筑體系技術(shù)規(guī)程》的要求，在工程施工前，應(yīng)用最終確定的自密實(shí)混凝土配合比進(jìn)行 CL 墻板樣本的澆筑?，F(xiàn)場施工的工作性能及硬化后的外觀感觀、力學(xué)耐久性能指標(biāo)完全符合設(shè)計(jì)要求。業(yè)主、監(jiān)理同意采用此配合比進(jìn)行施工，配合比詳見表 2。

表2　C35 自密實(shí) CL 剪力墻體配合比　　　kg/m3

CL 墻板樣本澆筑及后來的現(xiàn)場施工混凝土拌合物工作性能及其抗壓強(qiáng)度見表 3。

表3　現(xiàn)場施工拌合物的工作性能表

3　配合比生產(chǎn)環(huán)節(jié)的注意事項(xiàng)

（1）投入生產(chǎn)使用的河砂應(yīng)篩除 5mm 以上的卵石顆粒。

（2）攪拌時(shí)間較普通混凝土應(yīng)適當(dāng)延長。

（3）攪拌運(yùn)輸車在裝料前應(yīng)洗罐，避免粘結(jié)的普通混凝土的大粒徑石子混入該混凝土中。

4　混凝土拌合物入場澆筑與施工養(yǎng)護(hù)應(yīng)注意事項(xiàng)

（1）為確保混凝土可泵性、勻質(zhì)性良好，混凝土運(yùn)輸車進(jìn)場待料期間不得停罐。每車澆筑過程中由于施工的需要，有時(shí)會有短時(shí)的間歇停頓，當(dāng)再次放料前應(yīng)高速正轉(zhuǎn) 2 分鐘以上方可放料，且泵車斗內(nèi)的攪拌葉片不可停止轉(zhuǎn)動，這是確保混凝土勻質(zhì)性的最后一道工序。

（2）由于混凝土拌合物 2.5h 幾乎無坍損，且拌合物工作性能完全滿足現(xiàn)場施工要求，不存在擅自加水的現(xiàn)象，但每車混凝土澆筑完畢沖洗放料斗的洗車水嚴(yán)禁直接排入泵車料斗內(nèi)。因?yàn)樵撆浜媳仍O(shè)計(jì)用水量和化學(xué)外加劑摻量在較為科學(xué)合理的使用區(qū)間，在達(dá)到高抗離析性能的前提下，粘聚性、保水性能良好，同時(shí)流動性能也已接近極限值，此時(shí)排入泵車料斗內(nèi)的洗車水將使高性能聚羧酸減水劑的性能呈現(xiàn)質(zhì)的變化，會因此導(dǎo)致泵斗內(nèi)的拌合物呈現(xiàn)嚴(yán)重的分層離析現(xiàn)象，不但影響混凝土力學(xué)耐久性能，而且實(shí)體硬化后因分層離析導(dǎo)致的漿體上浮、流失，會出現(xiàn)清晰可見的粗細(xì)骨料裸露現(xiàn)象，嚴(yán)重影響自密實(shí)混凝土的外觀感觀效果。

（3）泵車斗內(nèi)應(yīng)保留三分之二的混凝土防止空氣吸入。

（4）澆筑過程中應(yīng)及時(shí)觀測保溫板內(nèi)外兩側(cè)混凝土漿面高度差，并應(yīng)控制在 400mm 以內(nèi)，以確保保溫板不產(chǎn)生相對的位移。

（5）確定的施工工藝應(yīng)確保 CL 網(wǎng)架板不能經(jīng)受較大的震動，以免焊點(diǎn)開焊。同時(shí)還應(yīng)確保鋼筋網(wǎng)架不變形。

（6）為達(dá)到表面光潔的效果，可以實(shí)行模板外的輔助振動。一般采用小皮錘、小型平板振動器或振搗棒隨著混凝土的澆筑從下往上模外震動。

（7）CL 復(fù)合剪力墻中的混凝土層面較薄，為了防止產(chǎn)生干縮裂縫，同時(shí)也為了增加混凝土的密實(shí)度與抗碳化性，應(yīng)適當(dāng)延長拆模時(shí)間。待拆模后立即涂刷養(yǎng)護(hù)劑，非冬期施工期間可覆蓋澆水養(yǎng)護(hù)。

5　結(jié)論

（1）CL 剪力墻體的結(jié)構(gòu)耐久性應(yīng)遠(yuǎn)高于普通剪力墻結(jié)構(gòu)。首先國內(nèi)外大量試驗(yàn)和工程實(shí)踐均表明：CL 墻板的復(fù)合材料——自密實(shí)混凝土屬于高性能混凝土，其后期耐久性比普通混凝土有明顯的提高。其次，CL 剪力墻體中細(xì)而密的鋼筋焊網(wǎng)不僅可以增加鋼筋與混凝土的接觸面積，提高構(gòu)件的承載能力，而且與內(nèi)植的聚苯乙烯泡沫塑料保溫板硬化形成整體后，能夠有效的抑制各種變形收縮從而能極大地緩解混凝土因收縮變形產(chǎn)生的微觀裂縫，加上其自重輕等，對于能完全滿足設(shè)計(jì)抗震及使用壽命年限起到至關(guān)重要的作用。

（2）采用高砂率、低水膠比，復(fù)合使用優(yōu)質(zhì)礦物摻合料是設(shè)計(jì)該自密實(shí)混凝土的基本手段。高性能聚羧酸減水劑配制出較適宜的減水率參數(shù)，不僅可以有效提高拌合物的工作性能，聚羧酸高減水率、高摻量在含泥及泥塊含量小的優(yōu)質(zhì)骨料中又極易導(dǎo)致拌合物扒底、離析，流漿現(xiàn)象也能因適宜的減水率得以改善。輔以復(fù)合使用適宜摻量的纖維素，最終確保了拌合物的各種工作性能，并成功解決了配制該自密實(shí)混凝土的技術(shù)難題：拌合物高流動性與高抗離析性的有效平衡與制約。

［通訊地址］山東省臨沂市高新區(qū)解放路與高升路交匯處金泰混凝土有限公司（276000）

吳合志 （1966-） 男，技術(shù)總工，工程師，主要從事高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)研究。