高抛自密实混凝土的试配及应用

□文/程 坤

1 工程概况

天津梅江会展中心工程核心建筑由A、B、C、D 4个大展厅，E、F2个小展厅，东登录大厅，西多功能厅和中厅9个钢结构单体以及附属钢筋混凝土框架梁板柱结构M区设备用房、N区厨房组成。

钢结构主体中，钢柱为1 m×1 m和1m×2 m的方形柱；柱高16～36 m，设计要求浇筑强度等级为C40的免振捣自密实混凝土。

2 施工难点

钢管柱设计为矩形，边角处混凝土更加不易密实，所以在依靠混凝土自重作用落下并充满钢管时，对混凝土和易性、流动性和自密实性要求会更高,通常使用的混凝土配合比无法满足施工要求。

针对此难点，筛选最优配合比，在实际施工前进行了大量的试验工作，以确保混凝土达到工程质量要求。

3 试验

3.1 内容

相同配合比下，在同条件养护和标准养护的情况下进行试验，对聚羧酸系混凝土的工作性能、强度、限制膨胀率、抗裂性能进行分析，摸索混凝土性能的增长规律。研究合理的高抛免振混凝土配合比和与其相适应的生产工序。

3.2 原材料

1）水泥。采用P.O42.5作为试验用水泥，细度1.1%，抗折强度3 d4.9 MPa、28 d9.6 MPa，抗压强度 3 d25.4 MPa、28 d50.9 MPa。

2）砂子。细度模数2.7，II区级配，含泥量0.5%，泥块含量0.3%。

3）石子。粒径 5～26.5mm，针片状，颗粒含量 5%，含泥量0.5%，泥块含量0.1%。

4）粉煤灰。细度23.2%，需水量比101%，烧失量2.9%。

5）矿粉。比表面积431 m2/kg，流动度比101%，活性指数 7 d79%、28 d100%。

6）外加剂。JTD-特聚羧酸系防冻减水剂，减水率26.5%，抗压强度比7 d达22%、28 d达122%；DJZ-1萘系防冻减水剂，减水率19.8%，抗压强度比7 d达14%，28 d达 111%。

7）膨胀剂。限制膨胀率水泥中7 d0.026%，水中28 d0.034%，空气中 21 d-0.018%。

3.3 配合比

按照JGJ 55—2000《普通混凝土配合比设计规程》，对复合掺合料、外加剂、水的用量进行了配合比试验，结果见表1。

表1 混凝土配合比 kg

3.4 试配

投料顺序为细骨料→水泥→掺合料（搅拌20 s）→2/3的水和粗骨料→剩余的水和外加剂（搅拌60 s），至混凝土搅拌均匀为止。

1）该配合比所做的试配混凝土工作性能见表2。

表2 混凝土工作性能 mm

从表2可以看出，掺用JTD-特外加剂混凝土出机坍落度较好，60 min经时损失为10mm，基本符合设计要求。而掺用DJZ-1外加剂混凝土出机坍落度较小，60 min经时损失为25mm。两者相比，掺用JTD-特外加剂混凝土的出机坍落度更大，1 h损失更小。

2）混凝土自密实性能见表3。

表3 混凝土自密实性能

从表3可以看出，掺用JTD-特外加剂的混凝土T50、V型漏斗通过时间、扩展度、U型箱填充高度均达到设计要求。与掺用DJZ-1外加剂混凝土相比JTD-特混凝土的T50、V型漏斗通过时间、扩展度、U型箱填充高度性能更好。

3）混凝土力学性能见表4。

表4 混凝土力学性能 MPa

从表4可以看出，掺用JTD-特外加剂的混凝土前期强度较好，后期增长稳定，达到设计要求。与掺用DJZ-1外加剂的混凝土相比掺用JTD-特外加剂的混凝土在强度方面更好。

4）混凝土的限制膨胀率见表5。

表5 混凝土的限制膨胀率

从表5可以看出，掺用DJZ-特外加剂的混凝土收缩值较小。由此证明，此配合比能有效控制混凝土的收缩，提高混凝土的抗收缩性。

5）抗裂性能。将试配的混凝土制成600mm×600mm×63mm的平面薄板。模具边框用63mm×40mm×6.3mm的槽钢制作，边框内设φ6mm间距60mm双排栓钉，栓钉长度分别为50、100mm，间隔布置，底板采用≮20mm的密度板。用塑料薄膜覆盖养护2 h后取下塑料薄膜，每组试件各用一台电风扇吹试件表面风向平行试件表面，成型后24 h观察裂缝数量、宽度和长度。

掺JTD-特外加剂的混凝土出现裂纹较少，符合要求。由此证明，此JTD-特外加剂的混凝土配合比在冬季施工中也能有效控制混凝土裂缝的产生，提高混凝土的抗裂性。

4 试验结论

1）最终确定了掺用JTD-特聚羧酸系防冻减水剂的配合比作为高抛自密实混凝土配合比。

2）高抛自密实混凝土出机坍落度较大，1 h损失小；扩展度及流动较大，符合技术要求。其强度前期增长良好，后期增长稳定。此配合比提高了混凝土的耐久性及流动性，能达到免振捣的设计要求。

5 施工现场使用情况

此混凝土浇筑完成后，抽检42根钢管混凝土柱，混凝土其与钢管壁胶结情况良好，钢管内混凝土均匀、密实，符合设计要求，满足了工程的需要。