科威特866项目自密实砼技术应用

科威特866项目自密实砼技术应用

王成   黄婷

      武汉中和工程技术有限公司  武汉  430080

摘要自密实混凝土(Self-Compacting Concrete,简称 SCC),指混凝土拌合物不需要振捣仅依靠自重即能充满模板、包裹钢筋并能够保持不离析和均匀性,达到充分密实和获得最佳性能的混凝土,属于高性能混凝土（High Performance Concrete）的一种。本文将概述SCC的发展和性能特点并借助科威特866项目介绍自密实混凝土在其工程上的应用。通过把控技术难点，优化施工工艺，将自密实性能和清水效果结合，使得自密实清水混凝土成功应用在国外项目上，获得了国外友人较高的评价。

关键词  自密实混凝土；高性能混凝土；技术难点；施工工艺；效果结合

在上个世纪80年代，日本学者Okamura[1]首次成功应用自密实混凝土（以下称SCC）,自此SCC应运而生。SCC在建筑工程中的应用非常广泛。它适用于各种类型的建筑物，包括住宅、商业建筑、公共设施等。SCC能够填满复杂形状的模板，保证结构的完整性，并且在施工过程中减少了人工振捣的需要，提高了工作效率。对于桥梁和隧道等大型基础设施建设项目来说，自密实混凝土是一种理想的选择。SCC的高流动性使得它能够轻松充实到桥梁梁板和隧道墙壁的狭窄空间中，确保结构的均匀性和密实度。在城市基础设施建设中，自密实混凝土也发挥了重要作用。例如，在地铁隧道的建造过程中，SCC能够自动填充较窄的空间，提高施工效率并减少噪音和振动对周围环境的影响。对于高层建筑而言，SCC是一种理想的结构材料。由于其高自密实性，SCC能够确保混凝土结构的整体均匀性，并减少裂缝和渗漏的风险，提高建筑的安全性和耐久性。

SCC拌合物具有高的流动性而不离析、不泌水，能不经振捣或少振捣而自动流平 并充满模型和包裹钢筋的混凝土。这样就大大提高了混凝土的质量，减少了空洞、蜂窝、麻面等质量缺陷，并且还可以加快施工速度，降低施工作业面附近的噪音，具有良好的施工性[2]。

1  SCC研究发展进程

北京城建集团构件厂在1993研制了一 大流动性高强度混凝土，随后又以高性能为重点，使免振捣自密实混凝土的研究与应用得到发展，奠定了现代化的施工方法及体系基础，使得SCC具有广阔的发展前景[3]。

随着SCC的研究深入，罗小勇[4]等通过5根自密实和3根振捣密实混凝土模型梁的疲劳试验对比，得出自密实与振捣密实混凝土梁的疲劳性能没有明显的差异。尧国皇[5]等对38个钢管自密实高性能混凝土压弯构件的试验研究，发现钢管自密实高性能混凝土压弯构件力学性能与钢管普通混凝土基本类似且钢管自密实高性能混凝土压弯构件具有良好的承载能力和抗变形能力，采用自密实成型的试件与采用振捣密实的试件极限承载力总体上差别不大。罗素蓉和郑建岚[6]鉴于福州大学将自密实混凝土技术应用于若干实例加固工程中,取得了较好的效果.而后总结了就SCC原材料的选择、配合比的优化设计 以及自密实混凝土的生产、施工及质量控制等问题进行总结,给后续工程提供了一些参考。余志武和刘小浩[7]研究了自密实混凝土梁在长期荷载作用下的变形性能得出SCC混凝土品质优良，为SCC工程设计和结构分析提供了可靠的依据。陈峰与郑建岚[8]对自密实混凝土与老混凝土粘结强度的直剪试验研究，得出SCC的粘接性能优于普通混凝土，并基于试验结果，提出了SCC与老混凝土的粘接强度公式，为实际加固提供了参考。李厚祥[9]等采用数值分析法建立数值分析模型，通过对比自密实防水混凝土和普通自密实混凝土的力学特性和渗流特性，得出自密实防水混凝土抗渗性能优于普通混凝土，其结果表明自密实防水混凝土有良好的抗渗性能。郑建岚和庄金平[10]制备了28个SCC试件研究了SCC与钢筋粘接性能，通过最小二乘法得到了SCC与钢筋粘接-滑移的本构模型，结果与试验有良好的精度。阎培渝[11]等研究不同掺量的减缩剂和高吸水性树脂对于自密实混凝土的工作性抗压强度和体积稳定性的影响，结果表明，掺加减缩剂和高吸水性树脂能够降低SCC的自收缩。直至近两年吕淼[12]等详细介绍了SCC全过程智能化生产技术的研究进展与成果，并指出目前研究的不足，展望未来发展趋势。

   通过上述简要叙述，我们发现SCC的发展时间大概经历了40多年，在实际工程中有较多应用，对于其特性也有广泛研究，直接或间接的验证了SCC的能够很好的适用于现代工程，具有广阔的应用前景，但还是存在研究不足的地方，需要我们继续深入发掘。

2  科威特866项目概况及难点分析

866项目为科威特住建部住宅建设项目，整个项目合同内容包括：住宅、小高层、幼儿园、小学、女子中学、女子高中、男子中学、男子高中、餐厅、当地清真寺、煤气站、商业中心、警察局、政府楼、医院、商店、急救大楼等23项内容，其中，住宅部分层高三层，每套平均面积432.39m

2，1475套，总面积637773.1m2，其它为公共建筑及基础设施，是功能齐全的住宅小区。

其中公共建筑部分男女中学入口大厅为直径超过20米，厚度为0.3米，高度为14.25米的圆柱体结构，设计要求该结构采用清水饰面砼。为了与整体预制干挂外墙颜色保持一致，还要求使用白水泥来预拌砼。在综合了上述几个问题后，在工程中就必须既要保证白水泥预拌C30砼的强度，又要保证厚度为0.3米钢筋砼结构为清水饰面混凝土。我们在施工实践中使用了自密实清水饰面混凝土技术，从而顺利解决了这一问题。

本工程主要利用了自密实混凝土的匀质性和填密性，依靠其自身重力作用，将模板内钢筋之间的空间自流平充满填密实，并且混凝土表面光滑，色泽均匀，满足清水饰面混凝土要求。

3  施工方法

3.1施工流程

自密实砼技术工艺流程：对进入现场的SCC各项技术指标进行进场验收（塌落度、和易性、流动性）—模板施工—浇筑混凝土自密实周边混凝土—浇筑自密实混凝土进行振捣。

3.2商品混凝土的质量控制

3.2.1基本要求

科威特866项目所采用的SCC由商品砼搅拌站提供，混凝土强度为C30，现场的混凝土塌落度控制在250mm～270mm之间。

3.2.2配合比设计要求：

（1）单位体积用水量宜为155～180kg。

（2）水胶比根据粉体的种类和掺量有所不同，按体积比宜取0.8～1.15。

（3）水泥采用ASTM C150标准规定的32.5普通硅酸盐白色水泥TypeⅠ。

（4）细骨料：砂的含泥量和杂质,会使水泥浆与骨料的粘结力下降，需要增加用水量和增加水泥用量，科威特当地预拌混凝土均使用洗砂，预拌混凝土洗沙含水比例，不能超过5%。含泥量不能超过3%。砂率在 45％以上，最高可到 50％。

（5）粗骨料：粗骨料使用3/4， 1/2，3/8三种规格，按不同比例配成连续级配粗骨料,尽可能选用圆形且不含或少含针、片状颗粒的骨料。

（6）外加剂要求为：与水泥的相容性好；减水率大；缓凝、保塑。

3.3模板处理

（1）因为SCC的流动性较高，导致自密实混凝土随着浇筑量的增多而产生的对模板壁的侧压力也随之增大，并且较高的流动性也容易造成模板的跑浆、漏灰。而该结构设计要求混凝土外观质量为清水饰面混凝土所以，综合考虑上述因素的影响后，在支设模板时，要对支撑体系进行加固处理，避免因混凝土量的增加而使支撑体系出现危险情况；模板间的拼缝要紧密牢固，避免出现因拼接不牢，导致混凝土漏浆造成成品表面蜂窝、麻面的情况，保证清水饰面混凝土的外观质量。

（2）具体到现场的实际情况，针对浇筑自密实清水饰面混凝土做具体的说明：

1）模板必须进行设计，确定模板分割配置，模板设计成弧形模板，模板的支撑及对拉螺杆设置都必须进行计算，保证模板的良好刚度和拼接严密。同时，外墙模板分块宜以轴线或门窗中线为对称中心线，内墙板分块宜为墙中线为对称中心线；外墙模板上下接缝位置宜设于明缝处，明缝宜设置在楼层标高、窗台标高、窗过梁梁低标高、框架梁梁底标高、窗间墙边线或其他分格线位置。

2）模板支撑体系必须加固牢靠。加工模板时要将两块模板拼接严密，保证浇筑时不出现跑灰、漏浆现象。门窗洞口模板宜采用木模板，支撑应稳固，周边应贴密封条。

3）对拉螺栓应根据清水混凝土的饰面效果，且应按整齐、匀称的原则进行专项设计。

4）混凝土浇筑前，板模应大量洒水，至少每半小时一次，以封闭木板之间的缝隙，保护混凝土水不渗漏。

3.4砼养护

应维护刚浇筑的混凝土，在从混凝土面初凝时起，应持续保持混凝土的湿润。避免下雨或速干，特别是在高温、干燥和沙暴天气的情况下。要用合适和湿润的遮盖物遮盖混凝土，一直到混凝土达到足够的强度。

4 结语

为解决工程中遇到的实际问题，我们在充分理论和实践的论证基础上，将自密实混凝土与清水混凝土相结合应用于施工实践中，通过实践证明，模板支设这道工序满足自密实清水饰面混凝土的各项要求，取得了比较满意的效果，为自密实混凝土在清水饰面混凝土工程上的应用积累了一些经验。

参考文献

[1]龙广成, 谢友均. 自密实混凝土 [M]. 北京: 科学出版社. 2013.

[2]廉慧珍,张青,张耀凯.国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状[J].施工技术,1999(05):3-5+18.

[3]韩先福,李清和,段雄辉等.免振捣自密实混凝土的研制与应用[J].混凝土,1996(06):4-15.

[4]罗小勇,余志武,聂建国等.自密实预应力混凝土梁的疲劳性能试验研究[J].建筑结构学报,2003(03):76-81.

[5]尧国皇,韩林海.钢管自密实高性能混凝土压弯构件力学性能研究[J].建筑结构学报,2004(04):34-42.

[6]罗素蓉,郑建岚.自密实混凝土在加固工程中的应用研究[J].建筑材料学报,2006(03):330-336.

[7]余志武,刘小洁.自密实混凝土梁长期变形性能研究[J].土木工程学报,2006(10):11-18.

[8]陈峰,郑建岚.自密实混凝土与老混凝土粘结强度的直剪试验研究[J].建筑结构学报,2007(01):59-63.

[9]李厚祥,曾三海,吴安清等.自密实防水混凝土衬砌隧道抗渗特性的数值分析[J].武汉理工大学学报,2008,No.184(05):47-50.

[10]郑建岚,庄金平.自密实混凝土与钢筋的粘结性能试验研究[J].工程力学,2013,30(02):112-117.

[11]阎培渝,余成行,王强等.高强自密实混凝土的减缩措施[J].硅酸盐学报,2015,43(04):363-367.

[12]吕淼,安雪晖,李鹏飞等.自密实混凝土全过程智能生产研究进展[J].清华大学学报(自然科学版),2022,62(08):1270-1280.