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摘要：本文对自密实钢管混凝土新的认识及其研究应用情况进行了简要阐述，主要结合巴州地区原材料情况，为目前华凌国际一期商业楼项目C40钢管自密实混凝土的自主研发及质量控制情况为例，说明了在本地区原材料性能及施工工艺水平下，自密实钢管混凝土的研究应用及质量控制方面的关键点。研究发现：当混凝土坍落度S1p≥240mm，坍落扩展度Lsf≥600mm。T50控制在2s-15s时，可使混凝土具有优良的保水性、粘聚性和自密实所需的流动性；自密实混凝土砂率宜控制在45%～50%之间为最佳，多采用高性能聚羧酸减水剂实现自密实混凝土的高减水和良好的拌合物性能。
关键词：钢管混凝土；自密实混凝土；研究应用；质量控制
前言
自密实混凝土是用高性能减水剂、优质的矿物掺合料以及级配较好的粗细骨料，经过反复的试配验证确定配合比使混凝土因具有较好的塑形粘度而使骨料能够悬浮在水泥浆体中，同时使混凝土拌合物的屈服应力维持在一个较小的区间范围内的高性能混凝土[1]。其能在自重作用下能自行填充钢管孔隙和模板空间并形成自密实的混凝土结构，其不但具有良好的力学性能和耐久性能，而且能够免除因振捣所产生的噪音，减轻对周围环境造成的影响[2]。由于在施工过程中免除了振捣密实这个环节，不仅能减少施工作业中的步骤，降低施工过程中的噪声污染，且能防止钢筋、埋件、预应力孔道因为施工振捣而产生位移。
1工程概况
由新疆九州建设集团承建的华凌国际一期商业楼是目前巴州地区最主要的商业交易中心之一，地下1层地上3层主体为钢管混凝土结构，其中基础底板以上的钢管柱内为自密实混凝土，混凝土强度等级为C40，施工中钢管柱的安装段一次性为三个楼层，因此管内混凝土一次性浇注在12米左右，为了满足这种混凝土特殊施工工艺我们采取了许多技术手段。
2混凝土技术路线及方案要求
在钢管自密实混凝土的配合比设计过程中着重要考虑的两个问题；首先是考虑混凝土与钢管的紧密结合性不能产生收缩缝隙，其次就是混凝土的密实性。基于这两点要求对混凝土拌和物性能指标要求比较苛刻，要求以自密实混凝土坍落度S1p≥240mm，坍落扩展度Lsf≥650mm，T50在2s-15s以内。为了达到这种混凝土拌和物的性能指标以便于施工，我们本着以下四点要求进行混凝土原材料的选型和配合比的设计。
2.1选用高性能聚羧酸减水剂，在提高混凝土流动性的同时降低其单位用水量；降低混凝土的收缩率的同时较大幅度减少新拌混凝土的粘度系数和屈服应力。
2.2优选骨料，降低混凝土的总需水量。
2.3优化组合多种矿物掺合料以改善胶凝材料的颗粒级配，并利用胶凝材料颗粒之间的形貌效应提高混凝土的耐久性能和变形性能，并降低混凝土的屈服应力和粘度系数。
2.4通过实验优化确定使混凝土获得最佳性能的合理配合比，包括浆体体积，水胶比，砂率，外加剂掺量，胶凝材料成份等。
3自密实混凝土材料准备
水泥：巴州青松绿原建材有限公司生产的P.O42.5普通硅酸盐水泥，各项性能指标符合标准要求。
掺和料：新疆巴州美克化工厂II级FA；库尔勒西海矿粉厂S75级磨细矿渣粉。
砂子：巴州地区的天然洗砂，含泥量小于1.0%，泥块含量为0.5%，细度模数为2.6。
石子：方顺石场5-20mm连续级配碎石，含泥量在0.5%以内，质地坚硬，压碎值不超过8%。
外加剂：江苏苏博特新材料股份有限公司生产的PCA-Ⅰ型聚羧酸高强高效减水剂，减水率25%以上且具有增强、保塑、增稠、减缩和降低混凝土拌和物剪应力等综合效应。
4免振捣自密实混凝土配制
试配拟选了三个水灰比（0.30，0.32，0.34），三个砂率（43%，46%，49%）和三个外加剂掺量（2.2%，2.3%，2.4%）来进行混凝土拌和物的坍落度、扩展度、经时损失及3天，7天，28天强度的试验。
经过我们实验室的多次试配情况下，及中心实验室的复核，我们确定选用0.32的水灰比，砂率选用46%，49%，外加剂掺量2.3%，2.4%的进行进一步的配合比试验。
下面是0.32水灰比对应不同砂率及外加剂掺量情况的试拌结果：
5模拟试验
模拟试验在我们厂区内进行，试验采用直径300mm，高1000mm的油筒，筒内光洁以模拟现场的钢管柱内部情况，用试配好的配合比生产了一盘混凝土，混凝土从筒口以上1m高度一次性浇注完成，轻敲筒壁以让气泡顺利排出，筒口加盖草帘养护。浇注模拟试件的同时取样做坍落度及扩展度试验，测得坍落度平均值260mm、扩展度平均值680mm，扩展度达到500mm所需时间为3.6S，从该混凝土表象看施工和易性较好，无明显离析现象，坍落度经时1小时无明显损失。
同时留置3天、7天、28天标养试块；试块3天强度38MPa达到95%，7天强度42MPa达到105%；28天强度46.8MPa达到117%；模拟试件经后期观察，混凝土与筒壁黏结紧密没发现有明显收缩现象，拆模后的试块外观表面非常光洁，无蜂窝麻面，混凝土成型密室且质量优良。
6结论
（1）当混凝土坍落度S1p≥240mm，坍落扩展度Lsf≥600mm。扩展度达到500mm时所需时间控制在2s-15s时，可使混凝土具有优良的保水性、粘聚性和自密实所需的流动性，这是其满足免振捣混凝土的基本条件。
（2）免振自密实混凝土具有很高的流动性和良好的密实性，对混凝土减水剂性能要求较高，一般要求使用具有增强、保塑、增稠、减缩并能降低混凝土拌和物剪应力等综合效应且减水率达到25%以上的减水剂。骨料级配优良，砂率较大，经实验证明，砂率应保持在45%～50%之间为最佳。
（3）以高性能聚羧酸减水剂做支持降低水胶比并提高胶体含量是提高自密实混凝土的拌和物性能及力学性能的关键。
参考文献
[1]小泽一雅，冈村甫.自己填充コンクリトの配合の考え方.コンクリト工学，1994，32（7）.
[2]松冈康训.超流动コンクリ—ト.コンクリト工学，1993.31（3）.