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摘要：在高層建筑的鋼管混凝土柱施工中，采用高位拋落法澆注自密實混凝土，不僅提高了施工效率，降低了噪音。而且提高了工程質(zhì)量。經(jīng)檢測不僅混凝土試件強度(含柱頂部浮漿)達到了設(shè)計要求，且在鋼管壁上檢查表明所澆筑的混凝土密實、飽滿，質(zhì)量優(yōu)良。...

高強度自密實鋼管混凝土的配制與應(yīng)用

權(quán)桂俠1  王福川1  張保3吳占寶4  吳志明5

(1．陜西長城建筑制品有限公司  710021  西安；2．西安建筑科技大學(xué)710055  西安；

3．西北電建四公司；4．陜西海匯房地產(chǎn)開發(fā)公司；5．中天建設(shè)集團第五建設(shè)公司)

1、工程概況及特點

    位于西安市興慶路的“西部機電商務(wù)中心”是一幢地上二十六層，地下兩層，總建筑面積31464平方米的高層建筑。該工程結(jié)構(gòu)體系為：矩形鋼管混凝土柱，H型鋼梁及矩形鋼管混凝土支撐的組合結(jié)構(gòu)，樓板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板。矩形鋼管柱每層39根，規(guī)格有500x500mm、600x600mm及700x700mm三種，五層以下矩形鋼管柱采用C50混凝土，五層以上采用C40混凝土。在鋼管內(nèi)部根據(jù)結(jié)構(gòu)需要不等距設(shè)置中間開有φ200或φ300孔的水平工藝鋼板(水平鋼板四角設(shè)φ20排氣孔)。水平工藝板之間的最大間距為2m，最小間距僅有0.18m。每次澆注鋼管混凝土高度為10~12m。

    該工程由深圳市藝恒建筑設(shè)計有限公司設(shè)計，由浙江中天建設(shè)集團第五建設(shè)公司承建，陜西長城建筑制品有限公司供應(yīng)免振搗自密實混凝土。

2、自密實混凝土的配制

    2.1自密實混凝土的主要優(yōu)點

    日本東京大學(xué)岡村甫教授在上世紀(jì)80年代末即研制成功免振搗自密實混凝土。我國于上世紀(jì)90年代末開始應(yīng)用于工程。所謂免振搗自密實混凝土是指在混凝土自重作用下無需振搗(或輕微振搗)即能密實成型的現(xiàn)代混凝土。它既能顯著降低混凝土施工中的噪音，減輕工人勞動強度，也解決了傳統(tǒng)混凝土澆注中極易產(chǎn)生的由于漏振、過振等人為因素而造成的工程缺陷，為快速施工創(chuàng)造了條件。它的配制可摻用大量礦物摻合料，有利于資源利用和生態(tài)環(huán)境保護。所以說在工程中推廣應(yīng)用免振搗自密實混凝土可同時達到：節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟、高效的目的。它不僅適應(yīng)了當(dāng)代混凝土工程向高層大跨度發(fā)展的要求，也為配制勻質(zhì)且耐久的高性能混凝土提供了技術(shù)保障，實屬混凝土技術(shù)發(fā)展歷程中的一個新里程碑。

    2.2 C50自密實混凝土的配制

    自密實混凝土配制的難點在于高流態(tài)化與泌水離析的矛盾，對于采用高位拋落法施工高強度自密實混凝土這一矛盾將更為突出，為了解決高強度、大流動度、易泌水(尤其是高位拋落)者之間的矛盾，我們采取了以下主要技術(shù)措施：

    (1)精選砂石骨料。砂子細度模數(shù)控制在2.3以上，含泥量小于1.O％，粗骨料采取混合級配，即5～16mm潔凈卵石和5～31.5mm碎石摻配使用，如此既降低了空隙率，也有利于提高混凝土拌合物的和易性。

    (2)選用大型水泥企業(yè)采用旋窯工藝生產(chǎn)，富余強度高的P042.5R普通水泥。

    (3)摻用專門配制的減水率達30％、保塌落度時間2h且兼具增粘組分的復(fù)合泵送劑。

    (4)摻用符合GBl596--1991標(biāo)準(zhǔn)要求的I級粉煤灰。

    (5)為確�；炷�土與鋼管之間不產(chǎn)生因混凝土收縮而出現(xiàn)縫隙，摻用高效膨脹劑，其摻量按上限控制。

    (6)適當(dāng)增大膠凝材料總用量并提高砂率，減少骨漿比。

    2.3高強度自密實混凝土質(zhì)量控制

    2.3.1混凝土拌合物的質(zhì)量控制

    混凝土拌合物的性能指標(biāo)是混凝土配合比優(yōu)劣的直觀檢驗，也是實現(xiàn)免振搗、自密實的關(guān)鍵因素。其控制指標(biāo)為：

    (1)塌落度：220~250mm；

    (2)塌落擴展度：600~700mm；

    (3)90min經(jīng)時：塌落度≮220mm，塌落擴展度≮600mm。

    2.3.2混凝土強度的質(zhì)量控制

    由于自密實混凝土骨漿比低、砂率大，為高流態(tài)拌合物，加上每次澆筑高度在10m以上，因此，即使拌合物完全沒有離析泌水現(xiàn)象，澆筑后由于粗骨料不同程度下沉，柱頂形成較厚的浮漿層在所難免(一般浮漿層厚度在150mm以上)，為確保鋼管混凝土的力學(xué)性能均勻可靠，通過優(yōu)化混凝土配合比，我們擬定的指標(biāo)為：

    (1)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護及同條件養(yǎng)護試件強度l00％達到 C50設(shè)計要求；

    (2)柱頂層浮漿強度100％達到C50要求；

    (3)浮漿下邊粗骨料含量較高的拌合物強度100％達到C50要求。

    我們在試驗室反復(fù)作了模擬試驗：(1)首先將拌合好的混凝土拌合物裝入試模，不振搗成型試件，其7d和28d強度分別為41.7MPa和60.1MPa；(2)將拌合物裝入試模，按規(guī)定插搗，成型試件，其7d和28d強度分別為43.6MPa和63.4MPa；(3)將拌合物裝入一較大鐵桶內(nèi)靜置90min后，放在振動臺上振動至充分泛漿，用上浮漿成型試件，其7d和28d強度分別為44.OMPa和60.2MPa；(4)在取完上部浮漿后，用下部粗骨料含量較高而漿體較少的拌合物成型試件(插搗)，其7d和28d強度分別為45.6Mpa和60.8Mpa。

3、工程應(yīng)用

    于2004年9月中旬一次澆筑了該工程地下兩層和地上一層的鋼管混凝土柱39根，澆筑高度ll.5m。現(xiàn)場檢查混凝土拌合物的塌落度和塌落擴展度均符合要求，和易性良好，無離析泌水現(xiàn)象，澆筑十分順利。

    3.1該次所澆混凝土的試件強度

    3.1.1施工現(xiàn)場留詈試件的強度標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試件：其7d強度38.3MPa和28d強度58.2MPa：

    同條件養(yǎng)護(600℃.d)試件：其7d強度35.4MPa和28d強度55.4MPa；

    3.1.2陜西長城建筑制品有限公司留置的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護試件共l0組，其平均強度7d為39.4Mpa和28d為60.3MPa；

    3.2混凝土質(zhì)量檢測

    用敲擊法檢查柱內(nèi)水平工藝板密集部位及工藝板下部時，根據(jù)聲頻判斷，絕大多數(shù)處無空鼓感。

    為了更確切驗證免振條件下混凝土澆筑的密實情況，在澆筑完7d后，對少許有空鼓感的地方及水平工藝板下部共計九根柱表面開φ20孔洞檢查，證明所澆筑混凝土是完全密實的。分析之所以有空鼓感的原因是鋼管內(nèi)壁銹層所致。

4、結(jié)束語

    4.1作為陜西省第一個高強度自密實混凝土在鋼管混凝土實際工程應(yīng)用，實踐證明取得了成功。

    4.2配制高強度自密實混凝土的技術(shù)關(guān)鍵是解決好拌合物高流態(tài)與易離析泌水的矛盾，即拌合物應(yīng)具有較低的屈服剪切應(yīng)力和一定的塑性粘度，這兩點體現(xiàn)在混凝土拌合物的粗骨料體積含量較低而漿體粘度較高的組成特點上。另外，摻用高減水率且具緩凝、保塑、增粘等多種功能的復(fù)合泵送劑也是成功的關(guān)鍵因素。

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)

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