自密实混凝土施工质量控制要点

廖德祥

摘要：文章从自密实混凝土的施工工艺、新拌混凝土的工作性和硬化后混凝土的性能等三个方面探讨了自密实混凝土施工质量控制要点。在以后的研究和应用中，应加强自密实混凝土生产与施工的规范化，这对确保工程质量至关重要。

关键词：自密实混凝土；施工工艺；施工质量控制；工作性；耐久性

中图分类号：TU528

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)04-0032-02

自密实混凝土是第四代混凝土——高性能混凝土的一个重要组成部分和发展方向，20世纪80年代日本东京大学罔村甫教授研究室率先提出自密实混凝土的概念并研制成功。它具有优良的变形能力和抗离析性，在浇灌过程中能够完全依靠自重作用自由流淌，穿越钢筋间隙填充模板空间，同时具有足够的黏聚性防止离析泌水，拌合物均匀密实，硬化后具有良好的力学和耐久性能。本文探讨了自密实混凝土施工质量控制要点。

一、自密实混凝土施工工艺

自密实混凝土具有特殊的工作性能，这使得它在原材料上比普通振捣混凝土要求更为细致严格，其中最显著的特点是必须掺用高效减水剂和矿物质掺合料。减水剂的掺量以及与水泥、矿物掺合料的相容性应经试验确定。矿物掺合料可采用各种母岩的磨细石粉、粉煤灰、磨细矿渣、硅灰等，配制自密实混凝土通常将两种矿物掺合料复合使用。

因为自密实混凝土中含有大量超细粉掺合料，因此加料顺序很重要；搅拌时间要适当延长；更为重要的是要严格控制加水量。生产自密实混凝土的投料顺序分两步进行。第一步，用水泥、适当地掺合料、砂、水与高效减水剂配制出具有良好流动性的砂浆；第二步，在上述砂浆中加入粗集料，充分搅拌，视拌合物流动情况适当增加高效减水剂用量，若仍不能满足要求则需调整配合比。

若泵送浇筑自密实混凝土，为减少截留空气，应从模板底部开始进行浇筑。泵送时采用几个软管输出口同时操作，以便减少浇筑时间避免混凝土凝固。普通混凝土浇筑层间的冷接缝可通过振捣消除，自密实混凝土则不能，因此，浇筑过程要连续进行，尽量避免中断防止冷接缝。自密实混凝土由于粉体系数大，砂率高，缺乏更多的抵抗收缩的粗集料组分，施工浇注后很容易产生塑性收缩。若得不到及时有效的养护，混凝土固化后还极易产生干燥收缩以致开裂。因此，自密实混凝土浇筑完毕后，应及时加以覆盖防止水分散失，并在终凝后立即洒水养护，洒水养护时间不得少于7d，以防止混凝土出现干缩裂缝。

二、新拌混凝土的工作性

(一)新拌混凝土的工作性评价

自密实混凝土的最大优点在于其良好的工作性能。与普通混凝土和一般大流动性混凝土相比。自密实混凝土的工作性内涵有所扩大，具体体现在以下四个方面：

1．高流动性：保证混凝土能够在自重作用下克服内部阻力(包括胶凝材料的黏滞性与内聚力以及骨料颗粒间的摩擦力)和与模板、钢筋间的黏附性，产生流动并填充模板与钢筋周围。

2．高稳定性：保证混凝土质量均匀一致，在浇筑过程中砂浆与骨料不会离析，浇筑后不会泌水与沉降分层。

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．填充密实性：保证混凝土填充模板，并自行排出浇灌过程中带入的气泡达到成型密实，是流动性、稳定性和间隙通过性的综合表现。

有关自密实混凝土工作性评价方法，都是围绕上述四个方面展开试验的。如坍落扩展度试验反映了拌合物的流动性，扩展度主要由屈服值决定，屈服值越大，扩展度越小。而倒坍落度筒试验中的流动时间主要反映拌合物的塑性黏度，同时也部分反映了屈服值的大小。扩展度则量化了混凝土在自重作用下克服屈服应力、黏度和摩擦后的流动状态；扩散越接近圆形表明混凝土匀质变形能力良好，直径大则表明间隙通过能力强。中边差反映了石子在砂浆中的悬浮流动能力和抗离析性，其值越小表明这些性能越好。

除此以外，还发展了一些新试验方法，如L型仪、U型槽、J环、牵引球黏度计、密配筋模型填充试验等。在文献中有相关详细介绍。

(二)新拌混凝土的工作性控制

日本土木工程协会(JSCE)对新拌自密实混凝土的性能有详细的规定，国内目前尚未形成统一的自密实混凝土工作性检测方法的规定。笔者认为，对此应该力求简单实用性原则，尤其是在现场施工中，例如可以同时采用倒坍落度筒和L型仪或U型槽试验综合评价实际工程中自密实混凝土的工作性能。西卡建筑材料天津分公司就是采用该方法向客户展示其自密实混凝土产品性能的。

新拌自密实混凝土的工作性控制除了严格执行上述工作性评价外，还应严密控制施工浇筑过程。在施工过程中，浇筑速度不应过快或过慢，过快容易卷入空气，影响混凝土的外观质量，而过慢容易丧失其高工作性。为了防止自密实混凝土在垂直浇筑中因高度过大产生离析现象，或被钢筋打散使混凝土不连续，应对自密实混凝土的自由下落高度进行限制。在非密集配筋情况下，混凝土垂直自由落下高度不宜超过5m，从下料点水平流动距离不宜超过10m。对配筋密集的混凝土构件，垂直自由落下高度不宜超过2.5m。

三、硬化后混凝土的力学及耐久性能

(一)影响自密实混凝土力学及耐久性能的因素

混凝土硬化后的性能包括机械性能和耐久性能两个方面。自密实混凝土的强度范围从中、低强度等级直到超高强混凝土，因此，强度对于自密实混凝土而言并不是主要问题。

自密实混凝土的耐久性主要与各种矿物掺合料有关。掺入硅灰能明显降低硬化水泥浆的孔隙，以及骨料与水泥浆之间过渡区的孔隙，能降低混凝土的干缩与渗透系数。硅灰还能与铝酸盐反应，明显地降低水泥浆中与硫酸盐反应生成膨胀性复盐如钙矾石的铝酸盐成分。此外，硅灰还能抑制碱——氧化硅反应，一方面是由于它降低渗透性从而有效阻止水分的渗透；另一方面是它能迅速降低孔缝溶液中碱离子浓度，这样就使得碱活性骨料无法与碱反应。

高炉矿渣具有改善硫酸盐的特性，含磨细矿渣的混凝土，具有良好的不透水性和抗冻性，且C1-的渗透深度比硅酸盐水泥混凝土的小。粉煤灰在混凝土中，使大孔和小孔都有增多，总的孔隙体积高于对比的空白混凝土，但粉煤灰水泥浆的C1-扩散系数低；粉煤灰的抗硫酸盐性能与其化学成分有关。粉煤灰中CaO与Fe₂O₃比例越低，抗硫酸盐侵蚀的性能越高；高体积含量的粉煤灰混凝土抗冻融试验差。

(二)硬化混凝土的质量检验

硬化混凝土的力学性能应按现行国家标准GB／T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行检验，并按现行国家标准GBJ107-1987《混凝土强度检验评定标准》进行合格评定。硬化混凝土的长期性能和耐久性应按GBJ82—1985《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》进行检验。试块制作方法与普通混凝土相同，在试块制作过程中，成型时无需振捣。分两次装入，中间间隔30s，每层装入试模高度的1／2，装满后抹平静置24h，转入标准养护室养护到规定龄期即可。

当施工过程中抽检的试件强度或耐久性不合格时，应按有关规范要求对实体混凝土的质量及耐久性进行检测。如依据TB 10426-2004对钻芯取样的具体要求，在现浇混凝土实体结构上随机钻芯抽取混凝土芯样，测定实体混凝土的含气量、气泡间距系数和氯离子渗透电量。

四、结语

自密实混凝土具有许多振动密实混凝土所不具备的优点，有良好的发展前景。但其对施工技术高求较高，对自密实混凝土的质量控制也很严格，涉及原材料选择、配合比设计、工作性评价以及施工工艺各个方面。在以后的研究和应用中，应加强自密实混凝土生产与施工的规范化，这对确保工程质量至关重要。