C35自密实混凝土在 CL 建筑工程中的应用

吴合志，张广峰，吴炎炎，王心愿，吴合建

（临沂市金泰混凝土有限公司，山东　临沂　276000）

C35自密实混凝土在 CL 建筑工程中的应用

吴合志，张广峰，吴炎炎，王心愿，吴合建

（临沂市金泰混凝土有限公司，山东临沂276000）

自密实混凝土（SCC）是一种受自重的影响达到免振捣自流平，排除空气且能完全填充模板或钢筋焊接网架的混凝土。针对 CL 建筑体系工程中的核心构件-CL网架板为空间主体钢筋焊接网架，且网架钢筋细而密、截面尺寸小，故 CL 墙板自密实混凝土设计要点应是：适宜的胶凝材料，较高的砂率，较小的粗骨料粒径（最大粒径小于 10mm），拌合物的高流动性与高抗离析性的有效平衡与制约，达到高抗离析性略大于高流动性，从而确保 CL 建筑体系工程的施工技术要求。本文以工程实例对此研究并阐述。

自密实混凝土；CL建筑体系；CL墙板；钢筋焊接网架；泵送分层浇筑法

0　前言

自密实混凝土（selfcompacting concrete 简称 SCC）是在自重力作用下，能够自由流动密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好匀质性、抗离析性，并且不需要附加振动的混凝土。而 CL 建筑体系（composite-light）则是属于剪力墙结构，是由 CL 结构墙体、现浇楼（屋）盖、现浇边缘构件组合而成的整体现浇混凝土结构。其核心构件——钢筋焊接网架简称“CL 网架板”由两层或两层以上受力或构造作用的钢筋焊网，中间夹以保温板用三维斜插钢筋焊接形成的钢筋网架。建筑物实体 CL 墙板则是 CL 网架板两侧浇筑混凝土后构成的钢筋焊接网架混凝土复合墙。

CL 墙板符合墙体改革及建筑绿色节能环保政策需要，以其自重轻、抗震性能好，保温、隔热、隔音性能良好，在建筑市场领域备受青睐。其诸多的性能优势将注定未来的市场前景值得期待，也因此会逐渐普及应用。由于 CL 墙板的骨架——CL 网架板为空间主体钢筋焊接网架，如果采用普通混凝土浇筑、振捣过程中会对网架的焊接产生不利影响，而且网架钢筋细而密，混凝土层较薄，通常以振捣方式难以实现，这也就是选择使用自密实混凝土而无法以普通混凝土来替代的原因。本文以临沂市怡景锦河苑 CL 建筑体系工程为例研究并阐述 C35 自密实混凝土如何能满足的实体结构施工过程中工作性能及力学性等指标。

1　工程概况

临沂市怡景锦河苑坐落于临沂市南坊新区，主体结构为现浇自密实 C35 和自密实 C30 CL 剪力墙结构。剪力墙内植保温板，其板厚为 50mm，保温板距内模板 50mm，保温板距外模板 200mm，结构设计 23 层，其中 4 层及 4 层以下为 C35自密实 CL 剪力墙，4 层以上为 C30 自密实 CL 剪力墙体，总自密实 CL 墙体混凝土方量约 5700m³。

2　自密实 CL 剪力墙体混凝土配制的技术研究

2.1自密实 CL 剪力墙混凝土设计与技术要求

该工程使用 C35 自密实 CL 墙体和 C30 自密实 CL 墙体，采用泵送环绕式分层浇筑法。由于 CL 墙体内植不同规格的钢筋与钢筋焊网以及厚度达 50mm 的保温板材，浇筑截面尺寸小，而且 CL 网架板中的钢筋分布很密集，大于 1cm 的粒径的粗骨料无法使用，从而使设计使用的骨料必须具备较大的比表面积，达到高抗离析性能的工作性能如：粘聚性、保水性、流动性良好的条件下，浆体用量就较大。而从耐久性能如：收缩变形、体积稳定性等因素考虑，宜选用较小的设计用水量，那么聚羧酸高性能减水剂则为该设计配合比的首选。而由于聚羧酸外加剂对含泥量的敏感性，为充分发挥聚羧酸外加剂的性能优势，本次配合比设计优选含泥量较小、粒形、级配较好的骨料，胶凝材料也优先选择需水量较小、与外加剂适应性良好的胶凝材料，从而确保了混凝土工作性完全满足 CL 墙 体及现场施工性能的需要。

自密实 C L 墙体混凝土工作性能要求：扩展度600～750mm，倒置坍落度筒（5s）不小于 260mm，目视无泌水、离析现象，且和易性良好。

2.2原材料选用

（1）水泥 ：选用 P•O42.5 水泥，具体指标见表 1。

表1　水泥技术指标

（2）矿粉：S95 级矿粉，比表面积 400m2/kg，7d 抗压强度比 84%，28d 为 99%。

（3）粉煤灰：优质 F 类Ι级粉煤灰，密度2.40g/cm³，需水量比 93%，烧失量为 1.4%，45μm 方孔筛余7.8%。

（4）粗、细骨：由于该 CL 墙体内植保温板材与多层不同规格钢筋及钢筋网架，因此选用粒径为 5～10mm 石灰岩人工碎石。压碎值指标 6.2%，表观密度 2.75g/cm3，含泥量0.3%，泥块含量为 0% ；选用河砂，细度模数 3.0，表观密度2.85g/cm³，含泥量 0.95%，泥块含量 0.5%。

（5）化学外加剂 ： LH-03 高性能聚羧酸减水剂。经混凝土配合比试拌验证：满足实际运距与浇筑工艺和施工进度要求，需达到 2.5h 扩展度 600mm 以上，自配泵送剂 2.0% 掺量胶砂，减水率为 29.5% 较适宜，同步验证负温 -5℃～-10℃（临沂地区冬期施工期间负温极限值一般为 -5℃～-10℃），复合掺加防冻剂乙二醇 4.0‰，引气剂 0.3‰ 满足抗冻要求。且混凝土在负温条件下，工程规定龄期内或以成熟度法推测均能满足结构强度值的要求。而优质原材料的优异性能使该设计配合比具备了低用水量、低水胶比的条件，同时化学外加剂复配掺加了 1.5‰ 的纤维素。纤维素的应用及其他材料优异性能的叠加，使新拌混凝土的流变性能符合高填充性的要求，这一良好的填充区间表现为高抗离析性略大于高流动性，解决了配制预拌 CL 墙体自密实混凝土的关键技术难点：拌合物的高流动性与高抗离析性的平衡与制约。

采用绝对体积法，按照有关设计规程的步骤计算，经试配优化后，根据山东省工程建设标准 DBJ/T 14-043-2012《CL 建筑体系技术规程》的要求，在工程施工前，应用最终确定的自密实混凝土配合比进行 CL 墙板样本的浇筑。现场施工的工作性能及硬化后的外观感观、力学耐久性能指标完全符合设计要求。业主、监理同意采用此配合比进行施工，配合比详见表 2。

表2　C35 自密实 CL 剪力墙体配合比　　　kg/m3

CL 墙板样本浇筑及后来的现场施工混凝土拌合物工作性能及其抗压强度见表 3。

表3　现场施工拌合物的工作性能表

3　配合比生产环节的注意事项

（1）投入生产使用的河砂应筛除 5mm 以上的卵石颗粒。

（2）搅拌时间较普通混凝土应适当延长。

（3）搅拌运输车在装料前应洗罐，避免粘结的普通混凝土的大粒径石子混入该混凝土中。

4　混凝土拌合物入场浇筑与施工养护应注意事项

（1）为确保混凝土可泵性、匀质性良好，混凝土运输车进场待料期间不得停罐。每车浇筑过程中由于施工的需要，有时会有短时的间歇停顿，当再次放料前应高速正转 2 分钟以上方可放料，且泵车斗内的搅拌叶片不可停止转动，这是确保混凝土匀质性的最后一道工序。

（2）由于混凝土拌合物 2.5h 几乎无坍损，且拌合物工作性能完全满足现场施工要求，不存在擅自加水的现象，但每车混凝土浇筑完毕冲洗放料斗的洗车水严禁直接排入泵车料斗内。因为该配合比设计用水量和化学外加剂掺量在较为科学合理的使用区间，在达到高抗离析性能的前提下，粘聚性、保水性能良好，同时流动性能也已接近极限值，此时排入泵车料斗内的洗车水将使高性能聚羧酸减水剂的性能呈现质的变化，会因此导致泵斗内的拌合物呈现严重的分层离析现象，不但影响混凝土力学耐久性能，而且实体硬化后因分层离析导致的浆体上浮、流失，会出现清晰可见的粗细骨料裸露现象，严重影响自密实混凝土的外观感观效果。

（3）泵车斗内应保留三分之二的混凝土防止空气吸入。

（4）浇筑过程中应及时观测保温板内外两侧混凝土浆面高度差，并应控制在 400mm 以内，以确保保温板不产生相对的位移。

（5）确定的施工工艺应确保 CL 网架板不能经受较大的震动，以免焊点开焊。同时还应确保钢筋网架不变形。

（6）为达到表面光洁的效果，可以实行模板外的辅助振动。一般采用小皮锤、小型平板振动器或振捣棒随着混凝土的浇筑从下往上模外震动。

（7）CL 复合剪力墙中的混凝土层面较薄，为了防止产生干缩裂缝，同时也为了增加混凝土的密实度与抗碳化性，应适当延长拆模时间。待拆模后立即涂刷养护剂，非冬期施工期间可覆盖浇水养护。

5　结论

（1）CL 剪力墙体的结构耐久性应远高于普通剪力墙结构。首先国内外大量试验和工程实践均表明：CL 墙板的复合材料——自密实混凝土属于高性能混凝土，其后期耐久性比普通混凝土有明显的提高。其次，CL 剪力墙体中细而密的钢筋焊网不仅可以增加钢筋与混凝土的接触面积，提高构件的承载能力，而且与内植的聚苯乙烯泡沫塑料保温板硬化形成整体后，能够有效的抑制各种变形收缩从而能极大地缓解混凝土因收缩变形产生的微观裂缝，加上其自重轻等，对于能完全满足设计抗震及使用寿命年限起到至关重要的作用。

（2）采用高砂率、低水胶比，复合使用优质矿物掺合料是设计该自密实混凝土的基本手段。高性能聚羧酸减水剂配制出较适宜的减水率参数，不仅可以有效提高拌合物的工作性能，聚羧酸高减水率、高掺量在含泥及泥块含量小的优质骨料中又极易导致拌合物扒底、离析，流浆现象也能因适宜的减水率得以改善。辅以复合使用适宜掺量的纤维素，最终确保了拌合物的各种工作性能，并成功解决了配制该自密实混凝土的技术难题：拌合物高流动性与高抗离析性的有效平衡与制约。

［通讯地址］山东省临沂市高新区解放路与高升路交汇处金泰混凝土有限公司（276000）

吴合志 （1966-） 男，技术总工，工程师，主要从事高强高性能混凝土技术研究。