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摘要：随着社会经济的快速发展，高层、超高层建筑日益增加，钢结构-混凝土组合结构越来越多，而钢柱内浇筑的高强砼却因配合比不成熟、难振捣、高空作业、砼标号大等原因，质量及密实度一直是难以控制的内容。结合某大型实体工程施工经验，从原料选取，配合比确定，施工等方面对柱内自密实砼施工进行介绍。
关键词：自密实混凝土、箱型（圆管）柱、高抛、免振捣
【分类号】：TU755
一、概况简述：
某超高層建筑，每层有矩形钢柱32根，裙楼圆柱17根，由于钢柱长度大于振捣棒的长度，振捣棒难以有效的对钢柱内砼进行振捣，由于自密实砼具有很高的流动性且不离析、不泌水、砼抛落后不产生离析现象，采用高抛自密实砼施工技术能不经振捣或少振捣而通过浇筑过程中在高处下抛时的动能来实现自流平并充满钢柱，可有效解决此问题。
二、主要材料要求：
自密实砼在当地首次使用，无经验借鉴，在砼施工前会同各有关单位对配比和浇筑方案进行多次讨论和试验，配合比设计均由当地质量监督机构见证。
1、水泥
采用P·O 42.5R级普通硅酸盐水泥，水泥具有合格证及检验合格报告，使用前进行复试，对水泥的凝结时间和安定性进行复验。
2、砼骨料
骨料是确保砼强度的关键之一，细骨料采用中砂，细度模数2.6～2.8，含泥量<3%，保证自密实砼良好的粘聚性。粗骨料选用压碎指标≤10%，含泥量<1%的粒径5-25mm的连续级配碎石以减小骨料空隙率，骨料要求清洁，没有掺杂。同时掺入适量硅灰，对于C40等级的砼采用增稠剂的办法降低浇筑过程中的离析率。
3、砼外加剂
外加剂是砼性能的关键之一，自密实砼外加剂要有优质的流化性能，保持拌合物的流动性、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性、与水泥良好的相容性，对硬化混凝土的力学性质、干缩和徐变无不良影响，耐久性好。因此要保证砼较低的水胶比下能有良好的流动性、泌水性、填充性、泵送性、粘聚性、体积安定性和良好的扩展度，确定采用SMD-1聚羧酸外加剂，同时为避免钢管与砼的微小空隙，在砼中加入适量微膨胀剂。
4、掺合料：掺合料采用Ⅰ级粉煤灰、矿粉。
三、配合比试配、调整和确定：
砼配合比为砼性能好坏的关键指标，直接影响到自密实砼浇筑质量和密实度，因此配合比的确定必须非常严格和慎重。
1、试配强度的确定
高抛免振捣自密实砼与相同强度等级的普通砼相比，它具有较大的浆骨比，砂率较大，细掺料用量多。为保证耐水性，遵循水胶比不大于0.4，塌落扩展度宜控制在700以内，2h塌损小于30mm的原则，总包与商混站在监理见证的情况采用绝对体积法进行配合比试配。
2、配合比调整原则
① 在每盘砼的最小搅拌量不小于50L、水胶比不变、胶凝材料用量与外加剂用量合理的原则下调整浆集比、砂率等参数，使得砼性能达到塌落扩展度的要求后确定试配配合比。
② 自密实砼在进行强度检验时，采用三个不同的配合比。其中一个为计算的试拌配合比，另两个的水胶比较试拌配合比增加和减少0.05用水量。
③ 确定设计配合比和施工配合比前，测定砼拌合物的表观密度，并计算配合比校正系数。
④ 当砼表观密度实测值与计算值之差的绝对值超过计算值的2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数，作为确定的设计配合比。
④ 配合比调整后，测定拌合物水溶性氯离子含量，并对砼耐久性进行试验，确定符合要求的氯离子含量和耐久性能的配合比。
3、配合比最终确定
在完成配合比的试配和调整后，在各方见证情况下进行配合比试验以及强度各项指标的检测。可在施工现场固定与结构设计相似的箱型柱进行浇筑试验，对砼各项指标进行现场检验，同时待具有资质的实验室完成了砼强度试验后，最终确定高抛免振自密实砼的配合比。
六、高抛免振捣自密实砼的施工方法：
1、施工顺序
箱型（圆管）柱安装完成并经检测合格→砼浇筑施工准备→砼进场性能检测检测→砼浇筑→对砼浇筑进行监控→砼养护。
2、操作要点
① 施工前挑选具有施工经验的工人，进行交底和培训，将质量要求管理贯穿原材、砼拌合、运输、试验、浇筑、振捣、养护整个施工过程。
② 设置专人监督原材选用、砼拌置运输，专人现场试验检测和记录，作好塌落扩展度检测，对有和易性、扩展度不达标等现象的砼坚决不准使用。
③ 浇筑时先浇筑一层 100～200mm 厚与砼强度等级相同的水泥砂浆。
④ 控制抛落高度在3m～12m，当个别抛落的高度不足3m 时，用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣，当抛落高度大于12m时辅以串筒、溜槽。
⑤每节钢柱浇筑完，清除掉表面浮浆，砼只浇筑到离柱顶500mm处，防止焊接高温影响砼的质量。待砼初凝后灌水养护，用塑料布将管口封住，并防止异物掉入，安装下一节钢柱前将管内的积水、浮浆、松动的石子及杂物清除。最后一节浇筑完毕，喷涂砼养护液，用塑料布将管口封住，待管内砼强度达到要求后，用与砼强度相等的水泥砂浆抹平，盖上端板并焊好。
⑥ 试块的制作：制作专用的下料架，架上放置漏斗作为集料装置，下料口距地50cm，试模擦好隔离剂后，放置在集料装置下口，在集料装置内盛入自密实砼，打开装置下口，使砼落入试模内，将试模填满并高出上缘2-3毫米，约半小时后，砼气泡基本上不在溢出，刮去高出试模的浆液，抹平即可，制作过程中不必振捣。
⑦ 砼现场检测方法：采用倒置坍落度筒底部加盖固定于支架，底部距地50cm，筒内装满砼抹平，迅速滑开底盖，用秒表计量流空时间，结合测坍落度时测得砼流动直径（坍落度扩展度），以及中间与边缘的高差值（中边差）。控制坍落度扩展度在650±50mm范围，流动时间在8～10S，中边差小于或等于30mm，说明砼工作性能优良。
3、浇筑后的检测
主要采用敲击法检测，同时辅以超声波法抽检30%，即通过声音来分析柱内砼是否密实。敲击法用质检专用3号钢锤进行敲击法检查，每根钢管柱进行全检，7天、28天共两次（敲击时间不宜过早，以免影响砼与钢管壁的粘结）。检查方法为沿柱周边取等距离若干个点，从柱底敲至柱顶。正常情况下，由于钢管砼柱由于两端固定的弦，因振幅不同，柱中间与柱两端的敲击声响不一致。如出现第三种声音，则视为异常，若发现异常则应立即采取进行高压注浆补强处理，并及时进行复检，直至合格为止。
八、结论：
由于钢柱安装单节长度11m，钢柱内砼施工采用高抛自密实法辅以人工振捣，可有效减轻工人的劳动强度，避免人为影响砼质量的因素，节约了人工机械、有效地控制砼的质量、加快施工进度、取得了良好的应用效果。同时，高抛免振捣砼施工技术在当地首次应用，吸引了当地政府部门和建筑企业、专家等多次前来观摩，新闻媒体对本工程新技术的使用进行了专题报道，受到了监理、业主和同行单位的一致好评，为公司赢得了良好的社会效益。
参考文献：
1、廖德祥，自密实砼施工质量控制要点。《中国高新技术企业》2009年04期。
2、吴玉杰 姜国庆，实用型自密实高性能混凝土配制技术。《混凝土与水泥制品》 2000年05期。
3、冯敏 侯景鹏，自密实砼技术及应用。《山西建筑》第18期。
4、中国建筑科学研究院，超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02，中国建筑工业出版社2005。
5、中国工程建设标准化协会，高强混凝土结构技术规程CECS104：99
关键词：自密实混凝土、箱型（圆管）柱、高抛、免振捣
【分类号】：TU755
一、概况简述：
某超高層建筑，每层有矩形钢柱32根，裙楼圆柱17根，由于钢柱长度大于振捣棒的长度，振捣棒难以有效的对钢柱内砼进行振捣，由于自密实砼具有很高的流动性且不离析、不泌水、砼抛落后不产生离析现象，采用高抛自密实砼施工技术能不经振捣或少振捣而通过浇筑过程中在高处下抛时的动能来实现自流平并充满钢柱，可有效解决此问题。
二、主要材料要求：
自密实砼在当地首次使用，无经验借鉴，在砼施工前会同各有关单位对配比和浇筑方案进行多次讨论和试验，配合比设计均由当地质量监督机构见证。
1、水泥
采用P·O 42.5R级普通硅酸盐水泥，水泥具有合格证及检验合格报告，使用前进行复试，对水泥的凝结时间和安定性进行复验。
2、砼骨料
骨料是确保砼强度的关键之一，细骨料采用中砂，细度模数2.6～2.8，含泥量<3%，保证自密实砼良好的粘聚性。粗骨料选用压碎指标≤10%，含泥量<1%的粒径5-25mm的连续级配碎石以减小骨料空隙率，骨料要求清洁，没有掺杂。同时掺入适量硅灰，对于C40等级的砼采用增稠剂的办法降低浇筑过程中的离析率。
3、砼外加剂
外加剂是砼性能的关键之一，自密实砼外加剂要有优质的流化性能，保持拌合物的流动性、合适的凝结时间与泌水率、良好的泵送性、与水泥良好的相容性，对硬化混凝土的力学性质、干缩和徐变无不良影响，耐久性好。因此要保证砼较低的水胶比下能有良好的流动性、泌水性、填充性、泵送性、粘聚性、体积安定性和良好的扩展度，确定采用SMD-1聚羧酸外加剂，同时为避免钢管与砼的微小空隙，在砼中加入适量微膨胀剂。
4、掺合料：掺合料采用Ⅰ级粉煤灰、矿粉。
三、配合比试配、调整和确定：
砼配合比为砼性能好坏的关键指标，直接影响到自密实砼浇筑质量和密实度，因此配合比的确定必须非常严格和慎重。
1、试配强度的确定
高抛免振捣自密实砼与相同强度等级的普通砼相比，它具有较大的浆骨比，砂率较大，细掺料用量多。为保证耐水性，遵循水胶比不大于0.4，塌落扩展度宜控制在700以内，2h塌损小于30mm的原则，总包与商混站在监理见证的情况采用绝对体积法进行配合比试配。
2、配合比调整原则
① 在每盘砼的最小搅拌量不小于50L、水胶比不变、胶凝材料用量与外加剂用量合理的原则下调整浆集比、砂率等参数，使得砼性能达到塌落扩展度的要求后确定试配配合比。
② 自密实砼在进行强度检验时，采用三个不同的配合比。其中一个为计算的试拌配合比，另两个的水胶比较试拌配合比增加和减少0.05用水量。
③ 确定设计配合比和施工配合比前，测定砼拌合物的表观密度，并计算配合比校正系数。
④ 当砼表观密度实测值与计算值之差的绝对值超过计算值的2%时，应将配合比中每项材料用量均乘以校正系数，作为确定的设计配合比。
④ 配合比调整后，测定拌合物水溶性氯离子含量，并对砼耐久性进行试验，确定符合要求的氯离子含量和耐久性能的配合比。
3、配合比最终确定
在完成配合比的试配和调整后，在各方见证情况下进行配合比试验以及强度各项指标的检测。可在施工现场固定与结构设计相似的箱型柱进行浇筑试验，对砼各项指标进行现场检验，同时待具有资质的实验室完成了砼强度试验后，最终确定高抛免振自密实砼的配合比。
六、高抛免振捣自密实砼的施工方法：
1、施工顺序
箱型（圆管）柱安装完成并经检测合格→砼浇筑施工准备→砼进场性能检测检测→砼浇筑→对砼浇筑进行监控→砼养护。
2、操作要点
① 施工前挑选具有施工经验的工人，进行交底和培训，将质量要求管理贯穿原材、砼拌合、运输、试验、浇筑、振捣、养护整个施工过程。
② 设置专人监督原材选用、砼拌置运输，专人现场试验检测和记录，作好塌落扩展度检测，对有和易性、扩展度不达标等现象的砼坚决不准使用。
③ 浇筑时先浇筑一层 100～200mm 厚与砼强度等级相同的水泥砂浆。
④ 控制抛落高度在3m～12m，当个别抛落的高度不足3m 时，用插入式振捣棒密插短振，逐层振捣，当抛落高度大于12m时辅以串筒、溜槽。
⑤每节钢柱浇筑完，清除掉表面浮浆，砼只浇筑到离柱顶500mm处，防止焊接高温影响砼的质量。待砼初凝后灌水养护，用塑料布将管口封住，并防止异物掉入，安装下一节钢柱前将管内的积水、浮浆、松动的石子及杂物清除。最后一节浇筑完毕，喷涂砼养护液，用塑料布将管口封住，待管内砼强度达到要求后，用与砼强度相等的水泥砂浆抹平，盖上端板并焊好。
⑥ 试块的制作：制作专用的下料架，架上放置漏斗作为集料装置，下料口距地50cm，试模擦好隔离剂后，放置在集料装置下口，在集料装置内盛入自密实砼，打开装置下口，使砼落入试模内，将试模填满并高出上缘2-3毫米，约半小时后，砼气泡基本上不在溢出，刮去高出试模的浆液，抹平即可，制作过程中不必振捣。
⑦ 砼现场检测方法：采用倒置坍落度筒底部加盖固定于支架，底部距地50cm，筒内装满砼抹平，迅速滑开底盖，用秒表计量流空时间，结合测坍落度时测得砼流动直径（坍落度扩展度），以及中间与边缘的高差值（中边差）。控制坍落度扩展度在650±50mm范围，流动时间在8～10S，中边差小于或等于30mm，说明砼工作性能优良。
3、浇筑后的检测
主要采用敲击法检测，同时辅以超声波法抽检30%，即通过声音来分析柱内砼是否密实。敲击法用质检专用3号钢锤进行敲击法检查，每根钢管柱进行全检，7天、28天共两次（敲击时间不宜过早，以免影响砼与钢管壁的粘结）。检查方法为沿柱周边取等距离若干个点，从柱底敲至柱顶。正常情况下，由于钢管砼柱由于两端固定的弦，因振幅不同，柱中间与柱两端的敲击声响不一致。如出现第三种声音，则视为异常，若发现异常则应立即采取进行高压注浆补强处理，并及时进行复检，直至合格为止。
八、结论：
由于钢柱安装单节长度11m，钢柱内砼施工采用高抛自密实法辅以人工振捣，可有效减轻工人的劳动强度，避免人为影响砼质量的因素，节约了人工机械、有效地控制砼的质量、加快施工进度、取得了良好的应用效果。同时，高抛免振捣砼施工技术在当地首次应用，吸引了当地政府部门和建筑企业、专家等多次前来观摩，新闻媒体对本工程新技术的使用进行了专题报道，受到了监理、业主和同行单位的一致好评，为公司赢得了良好的社会效益。
参考文献：
1、廖德祥，自密实砼施工质量控制要点。《中国高新技术企业》2009年04期。
2、吴玉杰 姜国庆，实用型自密实高性能混凝土配制技术。《混凝土与水泥制品》 2000年05期。
3、冯敏 侯景鹏，自密实砼技术及应用。《山西建筑》第18期。
4、中国建筑科学研究院，超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02，中国建筑工业出版社2005。
5、中国工程建设标准化协会，高强混凝土结构技术规程CECS104：99