自密实混凝土在南京青奥公园步行桥工程中的应用

王 成

（江苏交通规划设计院股份有限公司，江苏 南京210014）

0 引言

随着各类工程应用的不断进步，混凝土施工技术也不断提高。自密实混凝土具有流动性大、填充性强、无需振捣的优点，应用在很多浇筑形状复杂、薄壁和密集配筋结构中。20 世纪80 年代自密实混凝土在日本得到快速发展和应用，随后在我国也开始尝试使用，并逐渐在很多重大工程项目中得到应用，如：润扬长江公路大桥、镇江苏宁广场（高度341m）、福建万松关隧道等工程。

1 工程概况

南京青奥公园步行桥（“南京眼”）在浇筑结构复杂的塔柱T0 节段使用了自密实混凝土工艺。塔柱T0 段即下横梁下方设置钢混结合段，钢塔柱与混凝土塔柱之间通过焊钉、开孔板、承压板及预应力筋连接，腹板上开有Φ80mm 圆孔，穿过直径25mm 的钢筋与进入该孔的混凝土一起形成开孔板连接件。圆孔的水平向间距基本为250mm，竖向间距为200mm。在节段壁板上设置了焊钉连接件，与开孔板连接件共同承担钢塔柱与混凝土塔柱间力的传递。为保证塔柱T0 段格栅间混凝土的整体性，特在节段下半段的腹板上开有宽200mm、高1 100mm 的长方孔以便自密实混凝土流动。塔柱T0 节段采用如下方式安装：承压板下留有2.6～3m 厚混凝土暂不浇筑，待塔柱T0节段精确定位后，在承压板浇筑孔中注入自密实无收缩混凝土。

2 原材料、配合比的控制

自密实混凝土首先要保证强度达到设计要求，其次满足大流动度和均匀性的性能要求。因此需要对各种原材料进行严格控制，除满足相关混凝土规范的要求外，还应符合《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T 283—2012）的相关要求，对碎石的针片状颗粒含量应从严控制，来保证混凝土的流动性和自密实性。

为确保施工质量，通过借鉴学习自密实混凝土在以往工程实体的应用资料，在原材料、配合比、生产浇筑等环节做了重点控制。

2.1 原材料的选用

由于自密实混凝土对原材料的要求高，为确保混凝土质量，参照《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T 283—2012），自密实混凝土的原材料应符合以下要求。

（1）水泥：采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）的技术要求。

（2）粉煤灰：选用的粉煤灰应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2005）的技术要求。

（3）粒化高炉矿渣粉：选用的粒化高炉矿渣粉应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T 18046—2008）的技术要求。

（4）粗骨料：选用的粗骨料，应采用连续级配或2个以上单粒径级配搭配使用，最大公称粒径不易大于20mm，针片状颗粒含量≤8%，含泥量≤1.0%，泥块含量≤0.5%，其他性能应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011） 的相关规定。

（5）细骨料：选用的细骨料，应采用级配Ⅱ区的中砂，含泥量≤3.0%，泥块含量≤1.0%，其他性能应符合《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）的相关规定。

（6）外加剂：选用的外加剂应符合国家标准《混凝土外加剂》（GB 8076—2008）和《混凝土外加剂应用技术规范》（GB 50119—2003）的有关规定。减水剂应采用减水率大、坍落度损失小的高性能减水剂，聚羧酸系外加剂为首选，为补偿混凝土硬化产生的收缩，宜掺加少量的膨胀剂。

（7）拌和用水：拌和用水和养护用水应符合《混凝土用水标准》（JGJ 63—2006）的有关规定。

鉴于自密实混凝土对以上各种原材料的质量要求，本项目的C50自密实混凝土所用的原材料如表1所示。

表1 C50自密实混凝土用原材料

2.2 配合比的设计要求

《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T—283-2012）要求自密实混凝土的水胶比宜小于0.45，胶凝材料用量宜控制在400～550kg/m3之间，自密实混凝土宜通过增加粉体材料的方法适当增加浆体体积，也可以通过添加外加剂的方法来改善浆体的黏聚性和流动性。

对照设计要求及结构特点，本项目的自密实混凝土的自密实性能等级为填充性自密实混凝土，坍落度扩展度性能等级为SF2，扩展时间（T500）性能等级为VS1，参照以往实体工程项目的成熟试配数据，并结合本项目的具体特点和原材料的性能指标设计了初步配合比，胶凝材料总量取440 kg/m3，水胶比取0.36，符合《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T 283—2012）规定的配合比要求。根据各原材料的性能及要求，计算了初步试配配合比1，如表2所示。

表2 自密实混凝土试配配合比1

采用60L搅拌机进行试拌，并按照《自密实混凝土应用技术规程》（JGJ/T283—2012）检测拌和物的填充性自密实性能必控指标坍落度扩展度和扩展时间（T500）；并参照《自密实混凝土应用技术规程》（CECS 203—2006）检测拌和物的V 形漏斗通过时间指标，来确定拌和物的抗离析流动性。试验结果如表3所示。

表3 自密实配合比1性能检测结果

拌和物坍落扩展度为610mm，未达到SF2 等级，拓展时间满足要求，但拓展时间过长，流动性不满意，不利于混凝土自密实和对内部结构的填充效果，V形漏斗通过时间满足要求，拌和物无明显泌水现象，抗离析性能良好，配合比需要调整。

对配合比1进行改进调整，通过增大用水量来调节拌和物的流动性，试配配合比2，如表4所示。

表4 自密实混凝土试配配合比2

用水量增加5kg 后，采用60L 搅拌机进行试拌，拌和物坍落扩展度为740mm，达到SF2 等级，拓展时间满足要求，V形漏斗通过时间短，抗离析性能效果不佳，有轻微离析现象，现场浇筑时混凝土结构表面易产生浮浆，配合比仍需调整。自密实配合比2性能检测结果如表5所示。

表5 自密实配合比2性能检测结果

综合配合比1 和配合比2 的试配经验，用水量仍采用150kg/m3，可以通过减少拌和物的黏稠性来增加流动性，所以调节粉煤灰和矿粉的比例可以达到目的。调整后试配配合比3如表6所示。

表6 自密实混凝土试配配合比3

采用60L搅拌机进行试拌，拌和物坍落扩展度为680mm，达到SF2 等级，拓展时间满足要求，V形漏斗通过时间满足要求，抗离析性能效果良好，抗压强度指标满足设计要求，做为施工配合比，现场浇筑施工是应加强对原材料质量控制，并可根据拌和物的物落度扩展度等关键指标进行调整。自密实配合比3性能检测结果如表7所示。

表7 自密实配合比3性能检测结果

3 施工质量控制

3.1 生产控制

自密实混凝土生产时应严格控制各原材料的质量和配合比用量，混凝土拌和时间不应小于60s，生产过程中应测定骨料含水率，并根据检测结果及时调整材料用量，本项目的四个塔柱自密实混凝土用量约800m3，由南京嘉盛商品混凝土有限公司按照设计的配合比负责生产，现场所有原材料均在储存罐或室内存放，原材料质量稳定，且温度能有效控制。

3.2 浇筑控制

自密实混凝土不易在高温期和低温期施工，但由于青奥公园会工期节点要求，该项目的自密实混凝土浇筑时间为7月份，温度较高，在原材料温度入机温度做了控制，运输到浇筑现场后，对自密实混凝土的坍落度拓展度指标进行复测（见图1、图2），确保满足设计要求后实施浇筑施工，当坍落拓展度不满足要求时，现场加入适量与原配合比相同成分的外加剂来调节。混凝土自拌和厂到施工现场的运输时间为40min，满足规定不大于120min 的要求，现场浇筑采用连续施工，每个塔柱T0阶段连续浇筑8h。

图1 现场坍落度拓展度检测准备

图2 现场坍落度拓展度检测

3.3 养护控制

本项目是夏季施工的自密实混凝土结构，更应注意养护措施。由于塔柱T0 钢混结合段结构的局限性，浇筑完成后采取浇水、覆盖的养护方式，养护时间为14d。

4 结语

自密实混凝土的试验试配是混凝土结构浇筑施工前最重要的技术准备工作。在参考以往实体工程项目配合比经验的同时，要结合自身工程项目的特点和原材料的变化，对原材料质量进行严格控制，并对混凝土配合比进行充分的试配验证，确保各项指标均能满足结构的设计要求后方可进行现场浇筑施工。

[1] JGJ/T 283—2012，自密实混凝土应用技术规程[S]．

[2] CECS 203：2006，自密实混凝土应用技术规程[S]．

[3] CECS 02—2004，自密实混凝土设计与施工指南[S].

[4] 陈春珍.自密实混凝土性能及工程应用研究[D]. 北京：北京工业大学，2010.

[5] 朱敏涛，张雄.自密实混凝土的优化设计[J]. 混凝土.2006（8）：56-60.

[6]] 梅世龙，蒋正武，孙振平.骨料对自密实混凝土性能的影响[J].建筑技术，2007（1）：53-55.