低强度自密实混凝土在复杂结构中的配置与应用

低强度自密实混凝土在复杂结构中的配置与应用

包冬蕾包小进

江苏大晟砼业有限公司江苏省靖江214500

摘要：应用于一般的普通钢筋混凝土结构的自密实混凝土比较常见，本篇对钢筋间距较小的竖向紧密结构中所用的高填充性自密实混凝土的配置应用进行了一些试验和分析。

关键词：自密实混凝土、流动性、坍落扩展度、紧密结构

0引言

自密实混凝土（self-compactingconcrete）是指混凝土拌合物具有很高的流动性、均匀性和稳定性，浇筑时无需外力振捣，能够在自重作用下流动并充满模板空间和包裹钢筋的混凝土。

在传统的坍落度试验中，自密实混凝土在260mm以上坍落度、600mm以上扩展度的同时，不能有离析和泌水现象。自密实混凝土的几个主要性能特点：（1）高流动性：保证混凝土能够绕过障碍物，充分填充模型的每个角落；（2）高稳定性：保证混凝土质量均匀一致，即不泌水，骨料不离析；（3）通过钢筋间隙能力：保证混凝土穿越钢筋间隙时不发生阻塞；（4）自填充性：是流动性、稳定性和间隙通过性的最终结果。

1工程概况

本项目为江苏省靖江市文化中心，设计单位为北京市建筑设计研究院有限公司，由中建钢构有限公司和江苏广宇建设集团有限公司联合体承建。

从建筑功能上可分为高层文化区及商业剧场区。高层文化区由图书馆（文化传媒中心）、文化馆、规划博物馆三栋高层及裙房组成，商业剧场区由支撑大跨桁架层的四个巨型核心筒及剧场部分组成，主要建筑结构形式为钢筋混凝土、钢结构。地下最深14.1米，土方约40万方，地下尺寸364.2米x128.7米，最大高度49.5米，最大跨度101.3米，最大悬挑18.5米，最重单件约130吨。

本工程含有大量的劲性结构型钢柱梁，钢筋节点复杂，钢筋间距在30mm左右，属复杂形状的竖向紧密结构，只能使用自密实混凝土。设计要求自密实混凝土性能指标如下表1：

表1：自密实混凝土性能指标

（5）外加剂：淮安宝润化工有限公司，YF-10型聚羧酸高性能减水剂。本工程自密实混凝土预计7月份开始施工，气温高，运距较远，外加剂厂家根据原材料和气温等情况随时调整。

2.2配合比设计及验证

依据JGJ/T283-2012《自密实混凝土应用技术规程》和CECS203-2006《自密实混凝土应用技术规程》要求设计配合比。经过前期水泥和外加剂适应性调整、混凝土强度和工作性能等试验后，选取几组基准配合比进行比对。比对试验基准配合比见表10。水泥和外加剂经调整后适应性良好，保持不变，以不同级配的砂、碎石和不同品质的粉煤灰互相搭配进行试验，搭配方案见表11。各种组合方案自密实混凝土性能试验结果见表12。

表10：比对试验基准配合比

根据以上试验情况分析影响自密实混凝土性能的几个主要影响因素：

（1）选择性能相对稳定的水泥厂家，有利于水泥与外加剂的适应性调整。找到外加剂的最佳掺量范围，掺量过小会影响自密实混凝土的扩展度和流速，掺量过大则容易离析。通过用水量和外加剂掺量调整，调节外加剂的不同组分来平衡自密实混凝土的粘稠度和流动性。

（2）碎石粒形、最大粒径和砂石级配对自密实混凝土的扩展度影响较大。其他条件相同的情况下，5～16mm比5～10mm配置的自密实混凝土更容易出现石子堆积现象，部分卵石取代碎石的3.1粗砂配置的自密实混凝土扩展度和流速明显优于2.6中砂。

（3）分选粉煤灰颗粒以规则的球形颗粒为主，外表致密圆滑，相比之下，磨细粉煤灰经过粉磨后破坏了原有结构，表面缺陷增多，较为粗糙。经过试验对比，分选粉煤灰配置的自密实混凝土在扩展度和流速优于磨细粉煤灰。

（4）掺入矿渣粉对外加剂的掺量和用水量稍有影响，经调整后对自密实混凝土的性能并无显著影响，可根据供应情况和需要选用。

3工程应用及总结

本工程供应周期较长，砂石一次性采购足够用量存于堆场，基于材料供应情况，矿渣粉和分选粉煤灰无连续稳定货源，选用1#-5和1#-6配合比进行样板浇筑，两者施工性能和外观质量均达到了预期效果，1#-6配合比的工作性能优于1#-5，优先选用分选粉煤灰。

复杂紧密结构中应用的自密实混凝土对原材料有更高的要求，特别是砂石的级配、碎石的规格和粒形。在资源日益紧张的今天，很难有连续稳定的令人满意的砂石材料。在砂石材料受限的情况下，需要增加胶凝材料用量和砂体积分数来获得更大的扩展度和流动性能，同时混凝土的收缩也会明显增加，加入高性能微膨胀剂和抗裂纤维，应该是一种有效减少收缩裂缝产生的方法。

参考文献

（1）自密实混凝土应用技术规程，JGJ/T283-2012；

（2）自密实混凝土应用技术规程，CECS203-2006；

（3）混凝土生产工艺与质量控制，中国建材工业出版社，赵志强，朱效荣，陆总兵；

（4）自密实混凝土技术讲座，天津市市政工程研究院，闻宝联。