自密實混凝土的制備及澆筑施工技術

自密實混凝土的制備及澆筑施工技術

摘要：自密實混凝土主要通過自重填充，無須振搗即可快速完成澆筑，牢牢

包覆鋼筋，不僅能夠減輕作業(yè)壓力，也可以減少施工成本、縮短施工工期，具有

非常顯著的優(yōu)勢。在自密實混凝土施工建設中要嚴格按照結構施工的特點、現場

施工情況加強施工管理，優(yōu)化施工條件，確保自密實混凝土施工水平全面提升。

本文對自密實混凝土制備以及澆筑施工技術進行詳細介紹，能夠為自密實混凝土

的應用提供重要支持。

關鍵詞：自密實混凝土；制備；澆筑；施工技術

引言

自密實混凝土與普通混凝土相比較而言不需人工額外振搗就能實現自動充填、

密實，而且有效避免振搗缺陷。在自密實混凝土硬化之后能夠有效抵抗外部環(huán)境

侵蝕的壓力，通過外界作用使自密實混凝土快速填充混凝土模板，具有更好的流

動性和穩(wěn)定性。要想增強自密實混凝土的流動性，可以摻入超細物料減少顆粒表

面的張力和摩擦阻力。要加強對自密實混凝土的制備水平，提高自密實混凝土的

整體施工效果。

1自密實混凝土的制備方法

1.1自密實混凝土原材料選擇

自密實混凝土之所以具有較好的高流動性、高填充性和抗離析性，主要是采

用各種高性能膠凝材料。自密實混凝土漿體總量較大，為了有效控制水泥用量，

可以適當增加優(yōu)質礦物摻和料，通常采用惰性細粉材料，與硅酸鹽水泥、活性礦

物摻和料、惰性摻和料等共同組成復合漿體，有效減少混凝土水化放熱量以及需

水量，提高拌合物的工作性能。自密實混凝土的集料如果含泥量大、針片顆粒狀

含量高，會導致自密實性能受到干擾，也會降低自密實混凝土的耐久性和強度。

要嚴格控制集料品質。粗集料粒徑不應超過25mm。如果選用細砂，比面積過大會

導致拌合物需水量增加，如果選用粗砂會造成拌合物黏性下降，所以自密實混凝

土應該選用中砂。為了確保自密實混凝土的減水率、塌落度和保水性符合要求，

因此要優(yōu)先選擇聚氫酸系高性能減水劑，同時可以在自密實混凝土中加入定量的

增粘劑。在自密實混凝土中水膠比、水粉比是設計中的一個重要指標，水泥水膠

比例取決于混凝土的設計強度和自密實特性。在采用強度設計方法所確定的水膠

比例與由自密實特性所決定的水膠比例存在差異時，應以強度為標準。混合料的

抗離析性能和自充性受單位用量和水粉比的影響，按粉料成分、骨料質量、要求

的自密實性及強度等級，選取單位用量、水粉比及單位粉體體積。每平方的耗水

量通常在155-180kg/m的范圍內。適宜的水粉比為0.80~1.15。每一種粉體的質

量要求是0.16~0.23。自密實度混凝土的含沙量高達50%以上。外加劑的用量要

按要求的自密實混凝土的性質來確定。

1.2自密實混凝土的設計方法

在自密實混凝土設計中需要充分提高自密實混凝土的流動性能，采用自密實

混凝土原形模型法，基于自密實混凝土拌合物的變形特點、間隙通過性以及抗離

析性等理論為依據，并按照實驗室的研究結果，共同建立拌合物變形性、抗離析

性以及間隙通過性的實驗方法，總結各參數之間的關系。基于自密實混凝土拌合

物工作性貢獻理論，分析自密實混凝土的設計。例如，可壓縮密實模型、耐久性

和經濟性的最小漿體體積設計方案。在自密實混凝土設計中需要充分總結實驗數

據，構建原材料配比參數，但此方法需要計算海量的數據信息，可以利用現代信

息數據庫，確保數據模型的普適性。根據理論配合比配制不同強度等級的自密實

混凝土，檢測混凝土的相關性能。試驗用理論配合比見表1。

表1試驗用理論配合比 kg/m

3

強度等水粉煤礦天然碎

級泥灰粉砂石

水外加劑

C301358205.4

2981

2505090

C401257906.0

2181

50253090

C501107606.0

2181

75651090

2自密實混凝土的施工技術

2.1自密實混凝土工程

以珠三角水資源配置工程為例，針對建筑工程的特點，結合工程現場條件，對

自密實

混凝土雙線輸水隧洞均為盾構

拌制和澆筑進行了現場試驗。珠三角水資源配置工程為，

隧洞，采用標準的盾構隧洞尺寸，內徑5.4m，內襯鋼管內徑4.8m，

隧洞內設置，

內襯鋼管與盾構管片之間填充高性能自密實混凝土，混凝土強度等級為C30。

以

某工程為例針對建筑工程的特點，結合工程現場條件，對虹吸井消泡孔板進行了現場試驗。

消泡孔面板與外墻、中隔墻的連接點應預留豎向施工縫，虹吸井中設有1、2兩個消泡孔，

在消泡孔上共有2706個直徑250mm的圓孔，各孔中埋入φ250*6.2的 UPVC管材。在每個消

泡孔板的頂端安裝了直徑為110*3.2的 UPVC管材，并沿著孔板的縱向間隔2m。該工程采混

凝土澆筑為自密實混凝土，其水平施工縫設在 UPVC管區(qū)，一般沿高程方向間隔不能超過

1.5m，2.5 m以上的地方不可超過2m，溢流堰的水平施工縫應按現場施工條件設置。在自密

實混凝土施工中要充分考慮現場的實際情況，利用消泡孔板可以在虹吸井外側、周邊墻體及

隔墻施工，施工垂直縫需要設置在外墻和中隔墻交界處。

2.2混凝土的施工條件

施工現場布置1座拌合站，自密實混凝土由拌合站自拌。混凝土采用8m3混

凝土攪拌車從拌合站運輸至工作井，通過緩降溜管輸送至井底，隧道內通過8m3

定制雙向駕駛混凝土運輸罐車運輸至工作面，再通過混凝土泵泵送至倉號在自密

實混凝土施工中因為預埋大量的UPVC管，為了減少UPVC管被破壞的情況，可以

利用氣壓水沖毛的方式加以處理。在沖毛作業(yè)之前可以對混凝土初凝狀況用手檢

驗，按下后留有痕跡便可以施工。沖毛標準以混凝土表面石子均勻外露，并且施

工縫處的浮漿及時鏟除。

2.3混凝土分層澆筑

根據自密實混凝土澆筑以鋼管自重和浮力相平衡為原則，同時考慮凝結后的

混凝土與鋼襯存在粘結力，進行內襯鋼管承受浮力計算分析，當內襯鋼管所承受

的浮力等于鋼管自重時，計算此時混凝土澆筑臨界高度，作為自密實混凝土分層

澆筑高度。

自密實混凝土具有良好的流動性，可以省略振搗這一步驟，根據施工現場的條

件所有混凝土的布料厚度應該控制在375mm，必要時可以設置標高控制桿，充分保障混凝土

的厚度。當條件不滿足施工要求時可以采用串筒溜槽或者其他的引導方式進行輔助下料，避

免混凝土因為自由落度過高而產生大量空氣。在混凝土下料時為了避免對UPVC管造成的沖

擊，可以在管與管之間設置變徑料斗，通過將變徑料斗綁在施工縫水平鋼筋上，不得直接預

埋UPVC管。

通過澆注過程鋼管受力分析計算可知，當內襯鋼管外包自密實混凝土澆注高

度上升至73cm時，混凝土浮力接近于鋼管自重，如繼續(xù)澆注上升，則浮力將超

過鋼管自重，將可能會造成鋼管浮起破壞，此時應暫停澆注、待凝一段時間后方

可繼續(xù)澆注上升。

但因混凝土分倉封堵快易收口網較為柔性，為避免一次澆筑高度過高，而無

法承受側向壓力至脹模，導致混凝土外溢。考慮到混凝土浮力和快易收口網的影

響，擬分四次澆筑，自下而上澆筑高度依次為70cm、200cm、270cm。

2.4模板施工

在鋼管安裝固定后，每隔24m采用預制環(huán)形快易收口網模板進行全環(huán)分倉封

堵和固定（可免除施工縫鑿毛），單環(huán)快易收口網免拆模板事先加工成單片預制

構件，采用鋼筋作為支架，各分段內襯鋼管安裝就位后將快易收口網預制構件鋼

筋焊接固定于鋼管端口處。

虹吸井消泡孔板處安裝大量的UPVC管，為了確保模板加固的

整體效果在消泡孔模板施工中，可以采用椎體+高強螺桿的方式，在模板外側設置可調頂撐

和拉節(jié)倒鏈，利用模板連接件與相鄰模板之間連接調節(jié)對拉螺栓及螺母松緊，適當增強模板

垂直度，直至水平度和垂直度都符合標準。消泡孔模板不規(guī)則部位可以采用自配模板，其余

均采用定型模板。

2.5混凝土養(yǎng)護

在自密實混凝土澆筑完成后需要做好后期的養(yǎng)護工作，因為自密實混凝土自

身的水膠比小，澆筑完成后泌水量更少，如果沒有及時養(yǎng)護會造成混凝土表面水

分大量蒸發(fā)，產生收縮的問題嚴重會造成收縮裂縫，影響混凝土耐久性和強度。

高性能混凝土膠凝材料用量比較大，水化溫度明顯升高，會造成大量的自收縮和

溫度應力。流動性很大的高性能混凝土會導致混凝土表面漿體所占比例發(fā)生變化，

而混凝土耐久性與近表層性能密切關聯，所以必須加強對致密實混凝土的表層養(yǎng)

護。在混凝土澆筑完成后出現消泡墻及溢流堰，要進行及時養(yǎng)護，對于垂直墻面

等無法覆蓋土工布的結構可以涂刷一層保護劑，在水平面可以覆蓋土工布進行撒

水養(yǎng)護，連續(xù)養(yǎng)護應該在14天以上，并且指派專人負責。

2.65混凝土質量檢查自密實砼澆筑脫空檢測

因為自密實混凝土具有較高的流動性塌落度明顯，外模板必須具備較強抗變

形能力和強度，可以適當增加拆模時間。對混凝土入模到拆模期間的溫度進行全

程監(jiān)控，減少水化熱反應采用沖擊回波法，陣列超聲橫波反射成像等方法相結合

的綜合檢測技術進行檢測，并且通過頂部澆筑孔鉆芯相互驗證。根據《水工建筑

物水泥灌漿施工技術規(guī)范》SL62，每延米脫空面積小于0.5㎡，按此進行換算，

要求脫空高度2cm。

2.76試塊要求

自密實混凝土具有免振搗的特性，所以試塊制作應該與普通混凝土相區(qū)別。

混凝土強度試塊需要將混凝土攪拌均勻后直接倒入試模內，避免振搗成型模塊。

要注意從一側開始澆灌，確保試塊混凝土的密實性，避免出現缺棱少角的問題。

試塊的檢驗和留置數量必須嚴格按照混凝土相關標準執(zhí)行。

3 結語

綜上所述，在混凝土快速發(fā)展的背景下，自密實混凝土具有高流動性、高填

充性和高抗離心性，在施工中被廣泛應用，能夠有效解決普通混凝土出現漏振、

過振以及鋼筋密集難以振搗等問題，保障鋼筋和預埋件不因振搗而發(fā)生位移等情

況。受到混凝土制品多樣化、生產成本升高、生產環(huán)境改善的要求影響，在自密

實混凝土施工中必須高度重視對混凝土制備方法的研究，并加強自密實混凝土的

施工控制，全面提高自密實混凝土的施工質量和水平。

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