1、自密實免振混凝土試配生產技術混凝土分公司 孟愛民 張曉剛 馮天運摘 要 本文以自密免振混凝土的生產施工實踐為基礎，具體介紹了自密免振混凝土開發和生產控制的全過程，并從生產實踐中取得了工作方法和經驗。最后，提出目前尚需解決的問題，供大家參考。關鍵詞 自密免振 工作性 物理性能 鋼管混凝土 現代工程結構設計理念日趨前衛，使鋼筋混凝土結構工程的施工布局和構件形式更加豐富復雜。為了適應這種現代建筑業的發展趨勢，具有優異性能的混凝土和配套施工工藝正在不斷的被開發和應用。自密免振混凝土就是其中一例。自密免振混凝土（Self-Compacting Concrete,簡稱SCC）定義是：具有極好的流動性、填充

2、性、穩定性，能夠在不需要振搗或只需少許振搗的前提下，依靠重力，密實地填充模板每一個角落并擁有優異物理性能的混凝土。自密免振混凝土是根據它的自動流平密實，無須振搗的施工特性命名的。混凝土高流動性、高填充性、高穩定性的自身性能是達到自動密實，免振搗施工效果的前提。自密免振混凝土主要應用在以下情況下：（1） 由于配筋密集，無法常規施工澆搗（2） 由于構件形式、尺寸或其它限制因素而不能進行振搗（3） 形狀復雜，普通混凝土難以密實填充模板（4） 由于施工地點環境噪音限制而無法進行常規振搗施工（5） 特殊預制構件生產1 應用工程簡介 中關村金融中心位于北京中關村核心地帶，由北京中鐵建設有限公司總承包施工，

3、是中關村標志性建筑。塔樓高150米， 主體鋼結構。其中，箱形框架柱采用鋼管混凝土，鋼柱外斷面尺寸為600mm×600mm，用80 mm厚鋼板焊接而成，鋼柱內在梁柱結合處布置加強板。柱內腔澆注C60高強混凝土。根據本工程鋼管柱的實際情況，混凝土采用自密實免振混凝土技術。自密實免振混凝土由中鐵建設有限公司中心試驗室、中鐵建設有限公司混凝土分公司和中鐵建設第21項目部互相配和，共同開發。開發過程以鋼管自密混凝土為重點，兼顧自密免振混凝土對其它構件和情況的適應性。2 試驗過程簡介原材匹配試驗選擇原材料查閱資料、咨詢專家配比選配及優化模擬驗證確定配比驗方法及性能參數圖12.1原材選擇方法和參考

4、因素2.1.1 通過水泥全項檢測、水泥與外加劑適應性檢測試驗來篩選性能好，與外加劑適應性好的水泥。同時考察生產廠家質量控制能力和生產規模，以保證水泥品質的穩定性。2.1.2 細骨料要求進行 細度模數、含泥量、泥塊含量、容重、堆積密度試驗。將指標控制在：細度模數2.52.8 含泥量1% 泥塊含量0.5%。2.1.3 由于除鋼管混凝土之外，自密免振混凝土還用于解決布筋密的構件施工問題，粗骨料粒徑受鋼筋間距限制。另外，粗骨料粒徑太大，不利于粗骨料在混凝土“漿-骨”體系中的分散。所以將粗骨料的最大料徑取為16mm并要求找到最大容重時的各級配比例。含泥量要求0.5% 泥塊含量要求0.1%。通過正交級配比

5、例試驗和混凝土試拌試驗對比，用北京偉達砂石廠生產的516mm 連續級配石子和用510mm/1016mm石子按最大堆積密度比例6:4人工級配而成的石子拌制的混凝土工作性表現差別很小，且該廠骨料質量穩定。所以，選擇骨料廠家直接供應的516mm連續級配碎石。2.1.4 根椐水泥與外加劑適應性試驗結果選擇外加劑。要求外加劑具有高減水、高保坍性能，對水泥的細微波動不敏感。外加劑、水泥確定后，通過外加劑不同摻量時的適應性試驗，結合配合比，確定外加劑的最佳摻量。通過配合比試拌，外加劑摻量3.5%時，混凝土各項工作性指標在2.5小時內基本保持不變。2.1.5 摻和料：在自密砼中，摻和料應具有改善砼性能的作用，

6、同時還應具有適當的稠化作用，增加砼漿體對骨料的托浮能力。由于FA產量大，應用廣泛，使用經驗多，且混凝土中粉煤灰的二次反應對混凝土的物理性能極為有利。所以選用級FA為摻和料。通過試驗，我們確定滿足以上要求原材料見表1。表1名稱項目水泥砂石粉煤灰外加劑規格P.O42.5中砂5-16連續級配碎石(顆粒規則)級粉煤灰(來源:元寶山)QY-5高效減水劑廠家北京拉法基水泥廠北京西新杰北京偉達北京華正源公司北京綠色千葉科技公司2.2 確定自密免振砼檢驗方法和性能指標總的來說，“自密實，免振搗”是混凝土的施工效果，這種施工效果是依靠混凝土高流動、高填充、高均勻、高穩定的自身性能來實現的。目前，國外用來評定以上

7、混凝土自身性能的試驗方法較多，如：坍落擴展度、L型箱法、U型箱法、V型漏斗法、J環法等。我們針對鋼管混凝土的構件特點，選擇坍落度結合擴展度（以下簡稱坍落度與擴展度）來評價流動性，用“U”型儀法來評價填充性，用“U”型儀抗離析性試驗結合目測砼坍落度后表觀狀況來評價穩定性。其中： 坍落度與擴展度試驗方法執行混凝土拌和物性能試驗方法GB/T50080-2002。 U型儀測量填充性、抗離析性試驗方法： 儀器：U型儀如圖2所示。 圖2“U”型儀測量抗離析性試驗方法：將“U”型儀放于水平地面，一側裝滿混凝土，用抹刀抹平，然后迅速提起隔板，2min后在隔板同一部位測量隔板兩側混凝土表面高差,用“H”表示。填

8、充性試驗完畢后，將“U”型儀隔板兩側混凝土分別倒入兩容器中，用清水沖洗，同時用5mm的篩子把5mm的粗骨料截留，測兩側骨料干重差值做為抗離析性指標，用百分比表示。各項具體指標要求預定見表2。表2試驗項目代表符號要求指標備 注坍落、擴展度SLp、LsfSLp255mmLsf600mm目測均勻性良好，骨料無堆壘填充性H2min內H5mm/抗離析性GG7%/2.3 配合比選配、確定配合比選配工作較復雜，我們要必須使砂率與用水量達到最佳匹配，使骨料的體積百分數達到最優，使外加劑摻量恰到好處，從而盡量做到混凝土流動性、填充性、穩定性、密實性的兼顧和統一，同時還必須使混凝土滿足表2的要求。經過模擬試驗及現

9、場實體模擬驗證，用預定工作性指標（見表2）控制的初稿配和比混凝土性施工效果良好。物理性能滿足要求。這說明：混凝土配比設計成功；工作性檢測方法及指標選定恰當；配合比與質量控制檢測方法及指標搭配合理。由此，配合比和質量控制方法及指標得以確定。主要指標見表3。水膠比砂率外加劑摻量工作性坍落度擴展度填充性抗離析性0.2947%3.5%275mm720mm(30s)H=1mm2%表33 自密免振混凝土的生產自密免振混凝土的開發生產已經超出普通混凝土范疇，原材料或生產控制的很小波動都會引起混凝土性變質，所以生產控制要求更加嚴格。我們制定了自密混凝土生產控制規程，一方面使自密免振混凝土生產控制有據可依，另一

10、方面該“規程”可以作為鑒定驗收資料的一部分。在該“規程”的引導下，我們完成了中關村金融中心工程自密免振混凝土的生產和供應，具體內容如下。3.1 前期準備對前期技術開發工作提出的原材料、混凝土的性能指標進行可行性分析，然后做前期生產準備，包括：聯系原材料，準備相應的材料容器和場地（水泥、砂、石、粉煤灰、外加劑等）。準備相關檢測儀器。對生產進行計劃安排，確保自密免振混凝土供應時不與其它任務沖突。在供灰前召開協調會議，公布生產過程安排，明確各部門的職責及任務。3.2 生產控制原材檢測（1） 水泥：水泥按100t為單位批量進貨，并抽取樣品，做外加劑適應性試驗及水泥各項指標的檢測。并做好詳細記錄。（2）

11、 粉煤灰：按100t為單位批量進貨并取樣檢測。（3） 外加劑：每車進廠的用于自密免振混凝土的外加劑均需做于水泥適應性試驗，并按10噸/批做全檢。（4） 砂.石：以試配時骨料的技術指標為基準，骨料進場后，按500t為一驗收批取樣檢測。骨料的均勻性及生產所需指標的檢測均勻性：砂石骨料必須在生產前混合均勻，級配一致，含水率一致。骨料目測無局部粗細集中現象。含水率、砂含石量樣品應在即將料倉中對稱距離大于1.5m的四點進行取樣。每項試驗平行進行兩次，結果取平均值。相關生產人員的技術交底人員包括：調度、試驗員、質檢員、攪拌機司機、裝載機司機、攪拌車司機及其它參與生產人員。明確各崗位職責和任務。生產程序及具

12、體步驟生產程序及具體步驟如圖3所示。圖3（1） 試驗室接到自密實混凝土任務單后，立即簽發配合比并打印存檔資料，交往攪拌樓。同時,攪拌樓做生產準備。（2） 試驗員到料場進行骨料驗證（按原材均勻性及生產指標嚴格要求）（3） 試驗員對砂石原材料驗證通過后，按砂石含水率、砂篩分結果計算出施工配合比。（4） 試生產時,攪拌機必須先清洗。然后，將攪拌機控制程序中砂石含水率探測值歸零， 按計算出的施工配合比由攪拌機司機輸入數據。（5） 先攪拌0.5m3同配比砂漿浸潤攪拌機，然后攪拌1盤混凝土，在攪拌機泄料時對混凝土進行取樣檢測（在卸料1/4到3/4之間進行取樣），并根據測試情況進行調整。工作度調整時注意：用

13、水量不得超過施工配合比最大值。如試生產出的混凝土不符合要求，則降級使用或報廢。然后重新上料攪拌生產。（6） 在混凝土正常生產過后，嚴密監視混凝土原材料和出機混凝土情況。生產質量控制檢驗（1） 在供應自密免振混凝土時，應連續生產，中途不得中斷。攪拌時間在混凝土強度等級不低于C45時取300s，其它取240s。特殊情況下需經試驗確定（注：當所有原材全部下料到攪拌機攪拌室后開始計攪拌時間）（2） 生產過程質量追蹤檢驗檢驗項目及指標.工作性： 坍落度：在供灰過程開始、中間和結束前分別做一次。擴展度： 同上 填充性： 同上 抗離析性、保塑性： 每次開盤一次 .物理性能：混凝土正常供應過程中雙倍取樣制作試

14、件。 .其它相關指標：單方堿含量、單方Cl-含量、原材的放射性等由原材廠家提供有效參數,必要時可以送檢國家法定檢測部門檢測。（3） c.交貨檢驗.工作性：由本站派往工地的技術調度同甲方技術人員共同試驗，數據共享。試驗頻率以滿足甲方要求為準。.其它指標由甲方按免振自密實混凝土質量標準取樣。4 自密免振混凝土生產結果匯總第一階段自密免振混凝土共生產212m3，鋼管混凝土施工時正值夏季氣溫最高的8、9月份，加之混凝土強度等級較高，水膠比小，這對混凝土的工作性保持是一個嚴峻的考驗。從實際生產施工情況來看，在以上環境條件下，混凝土各項工作性與試配和試生產時保持一致。生產結果匯總見表4。表4序號工作性強度

15、（28d）強度（56d）探傷坍落度擴展度填充性抗離析性12857900.5268.275.5無明顯缺陷，密實效果較好22607401269.572.932657501267.077.542707501269.978.152757451266.077.562607401265.879.072607401265.677.9826574511.868.181.792707501264.078.5102757551267.075.9統計結果工作性 坍落度平均值：268.5 擴展度平均值：750.5物理性能 抗壓強度平均值：R28：67.1 =1.75 R56：77.5 =2.21 5 總結自密免振混凝

16、土的技術參與和生產實踐為我們在今后生產和技術保障中遇到無標準和經驗可依的 新技術任務提供了解決方法和經驗。自密免振混凝土的部分生產控制方法在常規混凝土生產中得到沿用，使砼分公司的生產控制水平得到進一步提高。同時，在自密免振混凝土生產中所遇到的問題我們總結如下：（1） 目前我們所掌握的自密混凝土技術有待拓展和完善。由于關鍵材料混凝土減水劑的性能限制，目前生產的自密混凝土“變形”能力不足，應用到薄壁且布筋較密的構件施工有困難。增加水膠比可以增加混凝土的“變形”能力，但對物理性能和混凝土穩定性不利。所以，要解決上述問題，必須使混凝土變得更“軟”。我們準備從材料（活性摻和料、外加劑）和配比方面來解決。

17、近期，聚羧酸鹽系高效減水劑在北京市得到迅速推廣，憑借該減水劑的高適應性、高減水性能及通過相對容易的調配即可達到控制混凝土性能的性質，業內已經開始用聚羧酸鹽系減水劑解決混凝土生產中遇到的棘手問題。這也為我們解決上述問題提供了一種方法。（2） 在鋼管中，混凝土受到鋼管的永久封閉，水分幾乎不散失且無須拆模。但推廣應用到其它構件如：板件時，自密混凝土由于低水膠比和相對高的膠凝材料用量造成的早期和后期的體積安定性控制還需要解決。 參考文獻曹文達，曹棟新型混凝土及其應用金盾出版社2001.9 2004年6月通過建設部科技發展促進中心評審的北京秦天科技發展有限公司的FTC自調溫相變蓄能材料,通過中國建筑裝飾

18、裝修材料協會頒發的<<無毒害(綠色)墻體保溫材料>>證書。（編號：2004-0222）該產品引入了相變蓄能機理，潛熱值較大。通過材料相變，熔化吸熱、凝結放熱使室內溫度相對平衡，達到建筑節能的效果。FTC自調溫相變蓄能材料已獲得國家發明專利（ZL031X3207），已在北京市建委材料管理備案（NO:63377865-600330090），該項產品已通過熱工性能、環保、防火等專項檢測，達到國標標準要求。在88J2-10公共建筑節能構造附錄12中有相關說明。FTC自調溫相變蓄能節能保溫材料，呈白色粉狀，17kg/袋,它是將優秀的傳統保溫材料與經高科技臨界萃取、蒸餾、皂化合成的

19、相變材料，通過新工藝符合生產的具有潛熱蓄能，既根據不同溫度相變點調節室溫的純天然原創新材料。該材料突破傳統保溫材料單一熱阻性能，具有熱熔性和熱阻性兩大絕熱性。通過二元相變原理，相變潛熱值大，具有較高蓄熱密度，蓄放、熱過程近似等溫的特點，節能效果明顯，經國家建材測試中心檢測厚度38mmFTC相變材料，傳熱系數為0.59W/（·k）。該材料綜合優勢為：潛熱節能、抗裂防潮、吸音降噪、滅菌防毒、防火不燃、安全可靠、施工方便、綠色環保。優勢分析：1、潛熱節能：利用相變調溫機理，通過蓄能介質的相態變化實現對熱能儲存，改善室內熱循環質量。當環境溫度低于一定值時，相變材料由液態凝結為固態，釋放熱量；

20、當環境溫度高于一定值時，相變材料由固態熔化為液態，吸收熱量。使室溫相對平衡。經國家權威部門檢測38mm厚FTC自調溫相變蓄能材料優于50mm厚擠塑板保溫性能，達到節能65要求。相變材料可收集多余熱量，適時平穩釋放，梯度變化小，有效降低損耗量，室溫可趨于穩定。利用相變調節原理，可使電負荷“削峰平谷”，充分利用低谷電價，降低住戶用能成本，減少能源浪費，具有可觀的社會效益和經濟效益。利用相變調溫機理，對建筑分戶采暖，具有廣泛作用，特別是對首層、頂層、邊角處居住環境的室溫，夏季隔熱、冬季保溫均可起到平衡作用。在新樓裝飾和舊樓改造中，克服墻面裂縫、結露、發霉、起皮等先天不足弊病。2、安全可靠 與基底整體

21、粘結，隨意性好，無空腔，避免負風壓撕裂和脫落。有效克服板材拼接后邊肋、陽角外翹變形、面磚脫落等問題。材料中有機物與主墻基底存在游離酸反應形成化合物，滲入主墻微孔隙中，形成共同體，確保干態粘結性，并改善濕態粘結保值率，具有極好粘結性。選用漂珠、水鎂石纖維等原材料，其結構中形成數個封閉的憎水性微孔隙空腔結構，作為相變材料的載體，可確保相變材料長期實用性。本材料的硅氧四面體組織結構，干燥成型后在水浸泡不松散、不回性、不粉化、不變形，可確保其耐久的使用壽命。3、抗裂防潮料體呈纖維網狀結構，拉力強，整體性牢固，有效防止裂縫產生。具有濕呼吸性，可有效防止外墻基底因冷熱溫差產生的結凝水夏季向外釋放，并防止外

22、飾層表面裂縫產生；冬季防止外飾面冰脹產生裂縫，同時克服因基底潮濕而產生的空鼓、脫落現象。4、吸聲降噪料體中存在的眾多層次的不相貫穿的中空結構，有效減緩小震動源、撞擊聲波傳遞，降低噪聲分貝數。在分戶隔墻、頂棚、地板等部位使用，具有隔聲效果，減少城市噪音對人體的危害。5、滅菌防毒相變材料中含有純天然香萜和香醇物質，具有驅蟲、滅菌、除臭作用，同時具有防析堿功能，可提高居住環境衛生要求。6、綠色環保相變蓄能節能材料經嚴格檢測，系無腐蝕、無污染、無放射、無異味、無任何毒害的環保型產品。7、防火不然相變材料經專項測試為A類不燃級材料，使用范圍不受限制，符合各類建筑防火要求。8、施工簡捷手工抹置，方便快捷，

23、是基底抹灰理想的替代品。保溫體系分號FTC厚度d傳熱系數W/（·k）基層墻底FTC自調溫相變蓄能材料370.6鋼筋混凝土墻500.45750.3360.6混凝土空心砌塊墻框架結構輕骨料混凝土砌塊填充墻490.45730.3300.6多孔磚墻430.45660.338mm厚FTC自調溫相變蓄能材料傳熱系數為0.59W/（·k）主要檢測數據：干密度：285 kg/m3 憎水率：86抗壓強度：112KPa 耐凍融性：30次凍融循環（無裂紋、無缺棱掉角及分層）潛熱值：6530kj/m3 PH值：9檢驗依據：1、 Q/FTBQT002-2004 FTC自調溫相變儲能材料2、 JG15

24、8-2004 膠粉聚苯顆粒外墻外保溫系統3、 GB/T13475-1992 建筑構件穩態熱傳遞性質的測定 標定和防護熱箱法38mmFTC自調溫相變蓄能材料各項指標序號檢驗項目標準指標檢驗值單項判定1潛熱值，KJ(干密度kg/m3 )20006430合格2干表觀密度，kg/m3180250245合格3壓剪粘結強度，KPa50213合格4抗壓強度，KPa200234合格5線性收縮率，0.30.2合格6燃燒性能B1級A級合格7水蒸氣濕流密度，g/（·h）0.851.49合格8傳熱系數，W/（·k）0.58適用范圍：適用于工業與民用建筑及各類建筑的外墻外保溫（涂料或面磚飾面）；外墻

25、內保溫；分戶隔墻、吊頂、樓梯間、頂棚、屋面等需保溫隔熱的部位。一、 施工部位：辦公樓及圖書館外墻面二、 施工準備：1、基層表面清理干凈，并灑水濕潤；2、工序聯檢單各專業簽字齊全。三、 外保溫的基本構造：四、 工藝流程：基層清理 涂抹FTC憎水層錨固件安裝測量放線施工以層為單位，涂抹FTC材料、覆蓋鋼絲網、固定釘的安裝、憎水層的涂抹、刮涂膩子全部從下往上進行。五、施工步驟：1）配制FTC材料（1）專人負責集中攪拌FTC自條調溫相變節能材料（以下簡稱相變保溫），水與相變保溫粉料的重量比為1：2（重量）。使用一只干凈的塑料容器，先放入少量清水，陸續加入單組分聚合物粘結砂漿粉料，同時陸續加水，邊加邊攪

26、拌，直到攪拌均勻，不得加水過多。（2）以上工作進行完后，要求 再 60分鐘內將相變保溫使用完，材料嚴禁用機械攪拌。2）涂抹FTC自條調溫相變節能材料（以下簡稱相變保溫）（1）分層涂抹：第一層必須壓實，且厚度不得超過10mm，表面留毛面。第一層形成初凝后，立即涂抹第二遍，厚度不超過20mm，表面留毛面，以此類推，直至跟設計厚度差10-13mm為止，同時，做找品層，留毛面。（2）涂抹FTC材料的技術要領：層涂抹時應適度按壓，以確保層與層能 形成有效粘接，但不可再同一部位來回抹壓，在涂抹中，若發現又鼓包產生，應及時剔除補抹。分層涂抹時，FTC材料表面不可壓光，一定要保證表面毛糙，同時下一層涂抹要在上一層未干燥前進行。3）固定鋼絲網：（1）網選用0.93mm，網孔25.4*25.4mm的鍍鋅點焊網，（2）固定釘采用直徑8mm的膨脹螺栓，長度比FTC層厚度長30-40mm,固定點水平、垂直距離為450*500mm，呈梅花形分布。（3）凡與主墻平面形成連接的部位，將鋼絲網折成90。后與墻體固定，并用鍍鋅鉛絲將搭接處的鋼絲網栓綁在一起。4）噴刷憎水劑：（1）先將配套提供的憎水劑進行稀釋調配，即憎水劑：水1：16（重量），攪拌均勻后使用。（2）FTC材料表面基本干