自密实混凝土的制备及浇筑施工技术

自密实混凝土的制备及浇筑施工技术

豆义伟

中国电建市政建设集团有限公司

摘要：自密实混凝土主要通过自重填充，无须振捣即可快速完成浇筑，牢牢包覆钢筋，不仅能够减轻作业压力，也可以减少施工成本、缩短施工工期，具有非常显著的优势。在自密实混凝土施工建设中要严格按照结构施工的特点、现场施工情况加强施工管理，优化施工条件，确保自密实混凝土施工水平全面提升。本文对自密实混凝土制备以及浇筑施工技术进行详细介绍，能够为自密实混凝土的应用提供重要支持。

关键词：自密实混凝土；制备；浇筑；施工技术

引言

自密实混凝土与普通混凝土相比较而言不需人工额外振捣就能实现自动充填、密实，而且有效避免振捣缺陷。在自密实混凝土硬化之后能够有效抵抗外部环境侵蚀的压力，通过外界作用使自密实混凝土快速填充混凝土模板，具有更好的流动性和稳定性。要想增强自密实混凝土的流动性，可以掺入超细物料减少颗粒表面的张力和摩擦阻力。要加强对自密实混凝土的制备水平，提高自密实混凝土的整体施工效果。

1自密实混凝土的制备方法

1.1自密实混凝土原材料选择

自密实混凝土之所以具有较好的高流动性、高填充性和抗离析性，主要是采用各种高性能胶凝材料。自密实混凝土浆体总量较大，为了有效控制水泥用量，可以适当增加优质矿物掺和料，通常采用惰性细粉材料，与硅酸盐水泥、活性矿物掺和料、惰性掺和料等共同组成复合浆体，有效减少混凝土水化放热量以及需水量，提高拌合物的工作性能。自密实混凝土的集料如果含泥量大、针片颗粒状含量高，会导致自密实性能受到干扰，也会降低自密实混凝土的耐久性和强度。要严格控制集料品质。粗集料粒径不应超过25mm。如果选用细砂，比面积过大会导致拌合物需水量增加，如果选用粗砂会造成拌合物黏性下降，所以自密实混凝土应该选用中砂。为了确保自密实混凝土的减水率、塌落度和保水性符合要求，因此要优先选择聚氢酸系高性能减水剂，同时可以在自密实混凝土中加入定量的增粘剂。在自密实混凝土中水胶比、水粉比是设计中的一个重要指标，水泥水胶比例取决于混凝土的设计强度和自密实特性。在采用强度设计方法所确定的水胶比例与由自密实特性所决定的水胶比例存在差异时，应以强度为标准。混合料的抗离析性能和自充性受单位用量和水粉比的影响，按粉料成分、骨料质量、要求的自密实性及强度等级，选取单位用量、水粉比及单位粉体体积。每平方的耗水量通常在155-180kg/m的范围内。适宜的水粉比为0.80~1.15。每一种粉体的质量要求是0.16~0.23。自密实度混凝土的含沙量高达50%以上。外加剂的用量要按要求的自密实混凝土的性质来确定。

1.2自密实混凝土的设计方法

在自密实混凝土设计中需要充分提高自密实混凝土的流动性能，采用自密实混凝土原形模型法，基于自密实混凝土拌合物的变形特点、间隙通过性以及抗离析性等理论为依据，并按照实验室的研究结果，共同建立拌合物变形性、抗离析性以及间隙通过性的实验方法，总结各参数之间的关系。基于自密实混凝土拌合物工作性贡献理论，分析自密实混凝土的设计。例如，可压缩密实模型、耐久性和经济性的最小浆体体积设计方案。在自密实混凝土设计中需要充分总结实验数据，构建原材料配比参数，但此方法需要计算海量的数据信息，可以利用现代信息数据库，确保数据模型的普适性。根据理论配合比配制不同强度等级的自密实混凝土，检测混凝土的相关性能。试验用理论配合比见表1。

表1试验用理论配合比 kg/m3

2自密实混凝土的施工技术

2.1自密实混凝土工程

以珠三角水资源配置工程为例，针对建筑工程的特点，结合工程现场条件，对自密实混凝土拌制和浇筑进行了现场试验。珠三角水资源配置工程为双线输水隧洞，均为盾构隧洞，采用标准的盾构隧洞尺寸，内径5.4m，隧洞内设置内衬钢管，内径4.8m，内衬钢管与盾构管片之间填充高性能自密实混凝土，混凝土强度等级为C30。以某工程为例针对建筑工程的特点，结合工程现场条件，对虹吸井消泡孔板进行了现场试验。消泡孔面板与外墙、中隔墙的连接点应预留竖向施工缝，虹吸井中设有1、2两个消泡孔，在消泡孔上共有2706个直径250mm的圆孔，各孔中埋入φ250*6.2的 UPVC管材。在每个消泡孔板的顶端安装了直径为110*3.2的 UPVC管材，并沿着孔板的纵向间隔2m。该工程采混凝土浇筑为自密实混凝土，其水平施工缝设在 UPVC管区，一般沿高程方向间隔不能超过1.5m，2.5 m以上的地方不可超过2m，溢流堰的水平施工缝应按现场施工条件设置。在自密实混凝土施工中要充分考虑现场的实际情况，利用消泡孔板可以在虹吸井外侧、周边墙体及隔墙施工，施工垂直缝需要设置在外墙和中隔墙交界处。

2.2混凝土的施工条件

施工现场布置1座拌合站，自密实混凝土由拌合站自拌。混凝土采用8m³混凝土搅拌车从拌合站运输至工作井，通过缓降溜管输送至井底，隧道内通过8m³定制双向驾驶混凝土运输罐车运输至工作面，再通过混凝土泵泵送至仓号在自密实混凝土施工中因为预埋大量的UPVC管，为了减少UPVC管被破坏的情况，可以利用气压水冲毛的方式加以处理。在冲毛作业之前可以对混凝土初凝状况用手检验，按下后留有痕迹便可以施工。冲毛标准以混凝土表面石子均匀外露，并且施工缝处的浮浆及时铲除。

2.3混凝土分层浇筑

根据自密实混凝土浇筑以钢管自重和浮力相平衡为原则，同时考虑凝结后的混凝土与钢衬存在粘结力，进行内衬钢管承受浮力计算分析，当内衬钢管所承受的浮力等于钢管自重时，计算此时混凝土浇筑临界高度，作为自密实混凝土分层浇筑高度。自密实混凝土具有良好的流动性，可以省略振捣这一步骤，根据施工现场的条件所有混凝土的布料厚度应该控制在375mm，必要时可以设置标高控制杆，充分保障混凝土的厚度。当条件不满足施工要求时可以采用串筒溜槽或者其他的引导方式进行辅助下料，避免混凝土因为自由落度过高而产生大量空气。在混凝土下料时为了避免对UPVC管造成的冲击，可以在管与管之间设置变径料斗，通过将变径料斗绑在施工缝水平钢筋上，不得直接预埋UPVC管。

通过浇注过程钢管受力分析计算可知，当内衬钢管外包自密实混凝土浇注高度上升至73cm时，混凝土浮力接近于钢管自重，如继续浇注上升，则浮力将超过钢管自重，将可能会造成钢管浮起破坏，此时应暂停浇注、待凝一段时间后方可继续浇注上升。

但因混凝土分仓封堵快易收口网较为柔性，为避免一次浇筑高度过高，而无法承受侧向压力至胀模，导致混凝土外溢。考虑到混凝土浮力和快易收口网的影响，拟分四次浇筑，自下而上浇筑高度依次为70cm、200cm、270cm。

2.4模板施工

在钢管安装固定后，每隔24m采用预制环形快易收口网模板进行全环分仓封堵和固定（可免除施工缝凿毛），单环快易收口网免拆模板事先加工成单片预制构件，采用钢筋作为支架，各分段内衬钢管安装就位后将快易收口网预制构件钢筋焊接固定于钢管端口处。虹吸井消泡孔板处安装大量的UPVC管，为了确保模板加固的整体效果在消泡孔模板施工中，可以采用椎体+高强螺杆的方式，在模板外侧设置可调顶撑和拉节倒链，利用模板连接件与相邻模板之间连接调节对拉螺栓及螺母松紧，适当增强模板垂直度，直至水平度和垂直度都符合标准。消泡孔模板不规则部位可以采用自配模板，其余均采用定型模板。

2.5混凝土养护

在自密实混凝土浇筑完成后需要做好后期的养护工作，因为自密实混凝土自身的水胶比小，浇筑完成后泌水量更少，如果没有及时养护会造成混凝土表面水分大量蒸发，产生收缩的问题严重会造成收缩裂缝，影响混凝土耐久性和强度。高性能混凝土胶凝材料用量比较大，水化温度明显升高，会造成大量的自收缩和温度应力。流动性很大的高性能混凝土会导致混凝土表面浆体所占比例发生变化，而混凝土耐久性与近表层性能密切关联，所以必须加强对致密实混凝土的表层养护。在混凝土浇筑完成后出现消泡墙及溢流堰，要进行及时养护，对于垂直墙面等无法覆盖土工布的结构可以涂刷一层保护剂，在水平面可以覆盖土工布进行撒水养护，连续养护应该在14天以上，并且指派专人负责。

2.65混凝土质量检查自密实砼浇筑脱空检测

因为自密实混凝土具有较高的流动性塌落度明显，外模板必须具备较强抗变形能力和强度，可以适当增加拆模时间。对混凝土入模到拆模期间的温度进行全程监控，减少水化热反应采用冲击回波法，阵列超声横波反射成像等方法相结合的综合检测技术进行检测，并且通过顶部浇筑孔钻芯相互验证。根据《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》SL62，每延米脱空面积小于0.5㎡，按此进行换算，要求脱空高度2cm。

2.76试块要求

自密实混凝土具有免振捣的特性，所以试块制作应该与普通混凝土相区别。混凝土强度试块需要将混凝土搅拌均匀后直接倒入试模内，避免振捣成型模块。要注意从一侧开始浇灌，确保试块混凝土的密实性，避免出现缺棱少角的问题。试块的检验和留置数量必须严格按照混凝土相关标准执行。

3 结语

综上所述，在混凝土快速发展的背景下，自密实混凝土具有高流动性、高填充性和高抗离心性，在施工中被广泛应用，能够有效解决普通混凝土出现漏振、过振以及钢筋密集难以振捣等问题，保障钢筋和预埋件不因振捣而发生位移等情况。受到混凝土制品多样化、生产成本升高、生产环境改善的要求影响，在自密实混凝土施工中必须高度重视对混凝土制备方法的研究，并加强自密实混凝土的施工控制，全面提高自密实混凝土的施工质量和水平。

参考文献

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