C60 自密實(shí)高性能混凝土質(zhì)量控制要點(diǎn)

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(shí)高性能混凝土質(zhì)量控制要點(diǎn)

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(biāo)性建筑，主體核心筒結(jié)構(gòu)鋼管內(nèi)采用 C60 自密實(shí)混凝土的應(yīng)用及質(zhì)量控制進(jìn)行了技術(shù)性總結(jié)。

C60 自密實(shí)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(shí)高性能泵送混凝土以高強(qiáng)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(yán)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(shí)高性能泵送混凝土，并在實(shí)際工程中大量應(yīng)用。

1 工程概況

C60 自密實(shí)混凝土應(yīng)用工程為某地產(chǎn)集團(tuán)有限公司在山西省太原市某項(xiàng)目的 1#、2#樓/北區(qū)裙房/北區(qū)地下車庫項(xiàng)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(shí)高性能混凝土。建成后將成為太原市標(biāo)志性建筑。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(xiàng)準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)要求

強(qiáng)度等級：C60；澆筑方式：自密實(shí)（不振搗）；

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

坍落度及擴(kuò)展度：出機(jī)坍落度≥260mm，擴(kuò)展度≥700mm、3 小時(shí)坍落度損失≤10mm，擴(kuò)展度損失≤100mm；

凝結(jié)時(shí)間：初凝≥12 小時(shí)，終凝時(shí)間≤18 小時(shí)。

2.2 配合比設(shè)計(jì)原則

（1）設(shè)計(jì)依據(jù)，主要依據(jù)JGJT 385—2015《高性能混凝土評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》、JGJT 283—2012《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》和 JGJ T328—2014《預(yù)拌混凝土綠色生產(chǎn)及管理技術(shù)規(guī)程》三個(gè)規(guī)范要求。

（2）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)，強(qiáng)度和混凝土拌合物工作性能。

（3）設(shè)計(jì)思路確定，結(jié)合太原市地材實(shí)際就地取材，參考國內(nèi)高性能應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)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(yàn)基礎(chǔ)上，綜合確定的配合比設(shè)計(jì)思路是：利用高性能的外加劑復(fù)摻輔之以雙摻優(yōu)質(zhì)摻合料，并選用潔凈的粗細(xì)骨料，再經(jīng)過試配調(diào)整，從而達(dá)到設(shè)計(jì)及施工要求。

（4）設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵特征，根據(jù)規(guī)范和材料情況實(shí)際確定了設(shè)計(jì)意圖實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：即拌合物要具有大流動(dòng)度、低黏度、不易離析幾個(gè)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(diǎn)考慮，一是我司大量使用該水泥，質(zhì)量穩(wěn)定，試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)齊全，與外加劑適應(yīng)性強(qiáng)；二是其富余強(qiáng)度高，可以適當(dāng)減少總膠凝材料用量。其性能如表1。

表1 水泥性能指標(biāo)

（2）粉煤灰（F）。粉煤灰是拌合物流動(dòng)性決定因素，尤其“滾珠效應(yīng)”的發(fā)揮對流動(dòng)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(biāo)

（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(biāo)見表3。

表3 礦粉性能指標(biāo)

（4）細(xì)骨料（S）。出于顆粒形狀對流動(dòng)性的影響，選用天然砂，經(jīng)過實(shí)地勘察，試驗(yàn)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(shí)際檢測數(shù)據(jù)如表4。

表4 細(xì)骨料性能指標(biāo)

（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(dòng)度不能保證。經(jīng)過分析和原材料逐項(xiàng)檢測，發(fā)現(xiàn)石子針片狀含量偏高，保證泵送還行，自密實(shí)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(dòng)性。所以最終采用了兩個(gè)級配的石子。其經(jīng)試驗(yàn)后摻合的性能表5。

表5 粗骨料性能指標(biāo)

（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(fù)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(dòng)性。同時(shí)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(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)》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(gè)月時(shí)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(yàn)，在接到任務(wù)后，我公司試驗(yàn)室立即在普通 C60 基礎(chǔ)上，對照規(guī)范進(jìn)行兩重混凝土的性能對比，找出不同點(diǎn)，有針對性地對 C60 自密實(shí)高性能混凝土進(jìn)行了再設(shè)計(jì)和調(diào)整，并且邀請一些國內(nèi)有應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的專家進(jìn)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(shí)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(shí)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(xiàng)檢測性能符合混凝土施工性能和設(shè)計(jì)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(diǎn)控制原則，安排專人全過程監(jiān)控落實(shí)。混凝土質(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(qiáng)管理控制，確保到達(dá)施工現(xiàn)場的混凝土的坍落擴(kuò)展度≥700mm。

4.1 C60 自密實(shí)混凝土的生產(chǎn)攪拌質(zhì)量控制要點(diǎn)

（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(jì)量必須準(zhǔn)確無誤，尤其是用水量。

（3）攪拌投料順序?yàn)橄韧都?xì)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?jǐn)嚢杈鶆?，攪拌時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)確定為 90s，實(shí)際生產(chǎn)必須嚴(yán)格保證混凝土的攪拌時(shí)間。

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

4.2 水的控制管理要點(diǎn)

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

（1）每次生產(chǎn)前必須實(shí)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(jìn)行水稱砝碼校定和歸零，并做記錄。

（3）生產(chǎn)時(shí)裝入混凝土前必須仔細(xì)檢查并提醒司機(jī)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(jìn)入攪拌車內(nèi)，對無法避免水進(jìn)入攪拌車內(nèi)的部位不得用水沖刷；運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁往罐車筒內(nèi)加水。

4.3 調(diào)度運(yùn)輸過程中的主要注意事項(xiàng)

（1）生產(chǎn)調(diào)度要確?；炷良皶r(shí)澆筑與供應(yīng)：派車要選擇最佳路線盡快將混凝土運(yùn)送到工地，對超過 120min 的混凝土，調(diào)度必須及時(shí)將情況反饋給技術(shù)人員對混凝土進(jìn)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(shí)，嚴(yán)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(diǎn)

（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(hù)的手段保證混凝土后期性能。

5.1 施工準(zhǔn)備要點(diǎn)

（1）由于自密實(shí)混凝土的大流動(dòng)性，所以要求模板要有足夠的強(qiáng)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(yàn)?zāi)０逯Я?、鋼筋及保護(hù)層厚度等情況，對影響混凝土澆筑的問題及時(shí)進(jìn)行處理。

（2）考慮到實(shí)際狀況變化以及混凝土的粘聚性大，在澆筑柱子過程中，擔(dān)心純粹靠混凝土的自流不能完全密實(shí)，為確實(shí)保證混凝土的密實(shí)，要準(zhǔn)備部分膠木錘。在澆筑柱體時(shí)，可在柱模具、鋼管外側(cè)用木錘適當(dāng)敲擊以確保混凝土密實(shí)。

5.2 泵送澆注控制要點(diǎn)

（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(shí)根據(jù)施工的實(shí)際情況，考慮到 C60 自密實(shí)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(zhǔn)備備用泵。防止機(jī)械故障或其它因素影響混凝土施工的及時(shí)性和連續(xù)性。

（2）混凝土在卸車前應(yīng)進(jìn)行二次攪拌，攪拌時(shí)間不少于2min，以保證混凝土的均勻性，同時(shí)對混凝土的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要進(jìn)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(jìn)行澆筑。

（3）澆筑時(shí)下料口應(yīng)盡可能的低，盡量減少混凝土澆筑落差，同時(shí)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(dá)到初凝前進(jìn)行第二層的澆筑。

（4）自密實(shí)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(zhǔn)備適當(dāng)量的外加劑，預(yù)備調(diào)整混凝土使用。

5.3 養(yǎng)護(hù)

（1）加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)減少溫差和干縮裂縫。本次自密實(shí)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(jìn)行了包裹。拆模后在混凝土表面涂刷養(yǎng)護(hù)劑進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，結(jié)構(gòu)四周進(jìn)行了封閉措施。

（2）適當(dāng)延長了拆模時(shí)間。

6 C60 自密實(shí)高性能混凝土施工效果及經(jīng)驗(yàn)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(yàn)塔吊澆筑第一批混凝土順利進(jìn)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(jì) C60 自密實(shí)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(qiáng)度分別達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 105%、102%；標(biāo)養(yǎng) 28 天試件的強(qiáng)度均在設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 114%、117%。依據(jù) GB/T 50107—2010《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》按非統(tǒng)計(jì)方法評定，該批混凝土強(qiáng)度完全合格。

6.2 幾點(diǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)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(jì)性的考量也是重點(diǎn)。

（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(jì)、應(yīng)用來自于大量的基礎(chǔ)試驗(yàn)、數(shù)據(jù)積累以及對規(guī)范的深刻理解和把握。

（3）在實(shí)際應(yīng)用中，初始出機(jī)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(dāng)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(shí)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(dòng)速度小于泵送速度，容易在入模口堆積，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(dòng)速度，提高效率。

[1] 劉剛．C60 鋼管自密實(shí)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(shí)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。