自密實混凝土應(yīng)用于CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)需要注意的問題

黃 睿

（中鐵物資集團有限公司，北京 100143）

1 緒論

近些年，山東，河北等北方地區(qū)開始將住宅的保溫體系整體設(shè)計成CL建筑體系，該體系的CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)要求使用現(xiàn)澆自密實混凝土完成施工。CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)是將攜帶鋼絲網(wǎng)片的保溫板內(nèi)置于墻體中，并在保溫板兩側(cè)同時澆筑自密實混凝土形成的永久保溫墻體結(jié)構(gòu)，兼具結(jié)構(gòu)受力和保溫功能，保溫板內(nèi)側(cè)混凝土層厚度200-250mm，外側(cè)混凝土層厚度50-60mm，保溫板厚度一般在100-200mm。由于保溫板外側(cè)空間有限，混凝土澆筑難度大，對自密實混凝土性能要求較高，為了降低澆筑施工難度，本文通過主材的選擇對自密實混凝土配合比進行優(yōu)化，找出關(guān)鍵原因改善自密實混凝土工作性能提高CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。同時討論了CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)在混凝土澆筑施工中比較常見的問題，并以試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)提出相應(yīng)的解決方法，保證CL 建筑體系的保溫節(jié)能的功能達到預(yù)期效果。

2 原材料及試驗方法

2.1 原材料

水泥：德州中聯(lián)大壩水泥P·O 42.5；

粉煤灰：元寶山電廠Ⅰ級粉煤灰，天津軍糧城電廠Ⅱ粉煤灰；

礦粉：唐龍S95 級；

細骨料：秦皇島天然河砂細度模數(shù)2.4～2.6，含泥量2.1%

粗骨料：5-16 連續(xù)級配碎石，5-10 單級配碎石

外加劑：聚羧酸高性能減水劑

2.2 試驗方法

使用不同粒徑的粗骨料和不同品質(zhì)的粉煤灰配制標號為C35 和C40 的自密實混凝土，并對新拌混凝土分別測定如下指標：擴展度、V 漏斗通過時間、和易性等。同時，制作100mm×100mm×100mm 的混凝土試塊在標準環(huán)境下養(yǎng)護，測定3d，7d，28d 抗壓強度。

2.3 混凝土配合比

試驗用不同標號自密實混凝土配合比如表1 所示，并微調(diào)砂率盡量保證自密實混凝土和易性良好。

表1 試驗用不同標號自密實混凝土配合比(kg/m3)

3 試驗結(jié)果及分析

從表3 可以看出，雖然不同配合比的自密實混凝土各齡期抗壓強度都滿足設(shè)計要求，但使用5-10mm 單級配粗骨料的C40-3，C40-4，C35-3，C35-4的28d 抗壓強度略低于使用5-16mm 連續(xù)級配的C40-1，C40-2 和C35-1，C35-2。

表2 各配比自密實混凝土工作性能

表3 各配比混凝土各齡期抗壓強度

從表2 可以看出，各組試驗的自密實混凝土工作性能差別巨大。使用Ⅰ級粉煤灰和5-16mm 連續(xù)級配粗骨料的C40-1 和C35-1 各時間段的工作性能最好，特別是3h 的擴展度還能保持在700mm 以上，且和易性良好，黏度理想；C40-2 和C35-2 的擴展度較C40-1 和C35-1 略小，3h 的擴展度也能保持在接近700mm 的水平，從試驗情況可知，C40-2 和C35-2 的和易性和流動性可以通過調(diào)整外加劑的摻量或者調(diào)整外加劑的配方得到改善，但是C40-2和C35-2 的黏度明顯高于C40-1 和C35-1，這是粉煤灰品質(zhì)差別導(dǎo)致的；C40-3，C40-4 和C35-3，C35-4 無論從擴展度還是和易性方面都與其對照組有巨大差異，這是因為5-10mm 單級配粗骨料粒徑大小相似，且顆粒間的空間阻力較大，無法在漿體推動下形成緊密堆積的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致漿體與粗骨料分離，粗骨料堆積在中間不能隨漿體分散，因此初始擴展度僅能達到650mm 左右的水平，也是28d 抗壓強度略低于對照組的原因之一。

4 施工中需要注意的問題

根據(jù)以上試驗數(shù)據(jù)并結(jié)合現(xiàn)場施工經(jīng)驗，為了使CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)在自密實混凝土澆筑時順利完工，接下來簡單介紹一下其中比較重要的環(huán)節(jié)。

1、選擇級配合理的粗骨料：自密實混凝土配合比設(shè)計中必須選擇5-16mm 連續(xù)級配的粗骨料，而不能選擇粒徑更小的5-10mm 單級配的粗骨料。由于CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)保溫板外側(cè)澆筑自密實混凝土的空間只有50-60mm，很多混凝土技術(shù)人員認為選擇更小粒徑的粗骨料配置自密實混凝土能夠更加順利的完成保溫板外側(cè)小空間的澆筑，通過以上試驗數(shù)據(jù)可知，5-10mm 粗骨料級配單一不連續(xù)，顆粒之間阻力巨大，漿體對粗骨料的潤滑效果不足，因此，使用5-10mm 單級配粗骨料配置的自密實混凝土擴展度只能做到600mm-650mm 之間，而且和易性差，跑漿，裸露和堆積石子情況嚴重，遠遠達不到750mm×750mm 的理想狀態(tài)，嚴重影響自密實混凝土流動度，更影響澆筑后CL 復(fù)合剪力墻體的密實度。而使用5-16mm 連續(xù)級配的粗骨料配制自密實混凝土，粗骨料之間摩擦阻力小，砂漿可以充分潤滑和推動粗骨料，形成緊密堆積的結(jié)構(gòu)，自密實混凝土擴展度可以達到750mm×750mm比較理想的狀態(tài)，和易性良好，也有良好的各齡期抗壓強度。同時，粗骨料5-16mm 的粒徑能夠順利穿過保溫板外側(cè)空間，不受空間限制。

2、自密實混凝土擴展度的要求：各地的《CL 建筑體系技術(shù)規(guī)程》對自密實混凝土的擴展度有明確的要求，但并不一致。在實際施工中，如果混凝土和易性良好，漿體飽滿，且耐久性滿足要求，擴展度在700mm-790mm 之間都能夠順利的澆筑到CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)中，如果要求自密實混凝土擴展度大于800mm 會大幅度增加混凝土主材成本，導(dǎo)致不必要的建筑成本的增加，擴展度小于700mm 時混凝土黏度增大不利于施工。

3、延長自密實混凝土的工作時間：從CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計情況可知，該結(jié)構(gòu)中混凝土的澆筑速度較慢，在同時考慮到施工中存在的不確定因素以及難以避免的自密實混凝土流動性能泵送損失的情況下，必須配制自密實混凝土在和易性良好的前提下，保持擴展度大于等于700mm×700mm 的工作狀態(tài)不低于3 小時。從表2 的試驗數(shù)據(jù)可知，擴展度小于700mm×700mm時自密實混凝土流動性能下降，黏度明顯增加，在澆筑保溫板外側(cè)空間時阻力增加，導(dǎo)致施工難度加大，容易出現(xiàn)外側(cè)混凝土層填充不密實的情況，影響整個體系的施工質(zhì)量。

如果施工地點與混凝土公司距離很近且調(diào)度得力的情況下可以考慮使用Ⅱ級粉煤灰配制自密實混凝土，即C40-2 和C35-2 兩組配合比所示，這樣可以節(jié)約大量優(yōu)質(zhì)主材。但是，當(dāng)混凝土擴展度小于700mm×700mm 時不宜澆筑到CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)中。

4、降低自密實混凝土的黏度：嚴格控制骨料中含泥量和泥塊兒含量；使用優(yōu)質(zhì)的Ⅰ級粉煤灰取代水泥，而不是被磨細至Ⅰ級的粉煤灰。使用降黏型外加劑也可以在一定程度上降低自密實混凝土的黏度但需要進一步試驗進行支撐?；炷翝仓皩⒒炷凉捃嚦浞址崔D(zhuǎn)，這樣有利于保持自密實混凝土漿體松軟的狀態(tài)。

5、充分固定及保護保溫板：嚴格按照《CL 建筑體系技術(shù)規(guī)程》固定保溫板，有必要時在技術(shù)規(guī)程的基礎(chǔ)上增加焊接點，連接點和拉筋的數(shù)量做到充分固定保溫板。澆筑過程中泵送混凝土沖擊力巨大，禁止泵送混凝土直接沖擊保溫板及鋼筋焊接點，并使用在保溫板兩側(cè)空間交替澆筑的方法保持混凝土液面一致降低壓力差。如果混凝土流動性變差，下落困難時可以用振搗棒輕振主筋或者輕振外側(cè)模板，不宜將振搗棒插入混凝土中反復(fù)振搗或者猛振模板。這樣操作可以避免保溫板在受到泵送混凝土連續(xù)沖擊的情況下?lián)p壞、脫落或被擠出墻體的情況發(fā)生，也能減少在流體狀態(tài)下的混凝土產(chǎn)生的壓力差造成保溫板出現(xiàn)位移，撕裂以及偏離設(shè)計位置等情況，可以確保整個保溫體系的完整性。施工現(xiàn)場經(jīng)常發(fā)現(xiàn)為了提高施工效率，降低施工成本而減少固定保溫板工序的情況，保溫板損壞，脫落，偏移等情況時有發(fā)生，導(dǎo)致CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫功能遭到破壞。

6、避免低溫環(huán)境下施工：CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)中，保溫板外側(cè)混凝土層厚度僅50-60mm，局部屬于超長薄壁結(jié)構(gòu)，自身水化熱有限，而且很難采取保溫措施，如果在低溫環(huán)境下澆筑，容易出現(xiàn)混凝土受凍后出現(xiàn)開裂，脫落后出現(xiàn)裸露保溫板等情況。因此，日平均溫度低于5℃的情況下不應(yīng)進行混凝土澆筑施工，而且混凝土必須達到臨界強度后脫模。

5 結(jié)論

CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的理論設(shè)計本不復(fù)雜，關(guān)鍵的技術(shù)要點是如何利用自密實混凝土的免振搗的特性將保溫板外側(cè)空間完整填充。設(shè)計使用自密實混凝土的目的是更傾向于實現(xiàn)CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫功能，使整個結(jié)構(gòu)同時具備受力和節(jié)能保溫的功能，即節(jié)省工期又降低成本。根據(jù)設(shè)計要求，有針對性的選擇主材，控制好自密實混凝土質(zhì)量并處理好澆筑前后保溫板的安裝和保護工作可以實現(xiàn)CL 復(fù)合剪力墻結(jié)構(gòu)的節(jié)能保溫功能。