自密实混凝土施工问题解析及处理措施

2021-01-27张瑞

山西水利 2021年6期

张瑞

（山西水务工程建设监理有限公司，山西太原 030002）

1 自密实混凝土概述

自密实混凝土（简称SCC），是指拌合物具有较高流动性，能在自身重力作用下流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，且不需要附加振动，在浇筑过程中不离析、不泌水，自流充满模板和包裹钢筋，属于高流动性混凝土。在传统的自密实混凝土坍落度试验中，坍落度达到260 mm以上、扩散度在600 mm以上时，无离析、泌水现象。

自密实混凝土施工具有以下优势：一是免去振捣工序，靠自重成型，减少施工噪音，改善工人的工作环境和周边居民的居住环境；二是解决了不易或无法进行振捣作业（如钢筋过于密集、断面过深或过于复杂等）的问题；三是提高浇筑速度，缩短施工工期；四是节约人工；五是提高混凝土结构的耐久性。

2 生产过程中常见的原材料问题

2.1 原材料堵塞

使用粉煤灰作为矿物掺和料，施工中粉煤灰储料罐发生堵塞，无法将粉煤灰从储料罐中取出，只能打开储存罐罐口采用人工取出。

堵塞原因：粉煤灰放置在储料罐中时间太久，加之搅拌站其他设备运行时产生的振动，使得粉煤灰在罐中堆积密实，从而在罐口发生了堵塞。

解决措施：生产自密实混凝土前，对各种原材料的使用情况提前进行检查。粉煤灰、矿渣和石粉等材料，储藏过久通常会引起一些问题。一般在正式生产自密实混凝土前，需要检查粉体材料的储藏和称量装置是否存在问题。并且进行配合设计时的试验室试拌与在工程中应用时的正式搅拌不宜间隔太久。

2.2 搅拌时间

通常在自密实混凝土生产过程中，还同时生产常规混凝土，所以两种混凝土只能进行交替搅拌。在交替生产过程中，由于操作员失误，没有对搅拌时间进行设置，按照常规混凝土的搅拌时间1 min进行搅拌，而自密实混凝土的设计搅拌时间是2 min，导致出盘的混凝土成为未拌和完全的低流动性混凝土，不得不扔掉。

由于水分比较低，生产自密实混凝土所需搅拌时间，通常需要比常规提凝土长一些，根据混凝土搅拌站的生产经验，生产自密实混凝土搅拌时间在2 min以上。现在常用的新型搅拌系统中，搅拌时间一般可根据混凝土的配合比自动设置，所以类似的由搅拌时间设置不当而引起的问题很少见了。但搅拌时间仍是独立于混凝土配台比，需要进行单独设定。

解决措施：无论搅拌时间是不是与混凝土的混合比例绑定在一起，都要对操作系统进行检查。如果二者是独立设置的，在搅拌之前更需要加倍小心，对搅拌时间进行设定。混凝土搅拌时间设定的细则，应在混凝土生产系统手册或者核对表中给出。

2.3 流动性的波动

夏季生产混凝土时，需要对骨料进行喷水预冷，导致自密实混凝土的流动性发生波动，每一批自密实混凝土的流动性都不相同。通过增加测量骨料表面含水率的次数，解决流动性波动的问题，但是由于骨料表面含水率太高，降低了测量精度，无法达到控制自密实混凝土流动性的目的。原因是喷水预冷使骨料表面含水率增高，料仓中骨料的含水率分布不均，无法保持骨料表面含水率恒定。

解决方法：自密实混凝土的流动性，受加水量影响较大，骨料表面含水率影响加水精度。可以通过以下3种方法来控制骨料含水率，达到稳定自密实混凝土流动性的目的。

一是骨料准备好之后，至少要存放1～2 d时间，使其静置至含水率稳定，且分布均匀；可通过加盖顶棚的方法，避免风吹、雨淋、日晒等因素的影响。二是每批混凝士拌和前，先测量骨料含水率。三是每次开始搅拌时，不要使用最表层的那部分骨料。四是通过离心力使湿砂脱水，可以有效使混凝土含水率保持恒定。

2.4 原材料变化

搅拌站用粉煤灰作为矿物掺和料生产自密实混凝土，自密实混凝土的含气量突然超出允许范围。经原材料检查，储存粉煤灰的储料罐较小，每次进料只够使用2周，必须经常购入新粉煤灰，粉煤灰特性的变化导致混凝土含气量变化。原因是火电站不同生产的粉煤灰特性不同，由于在同种自密实混凝土的生产过程中，使用了不同特性的粉煤灰，导致混凝土含气量变化。

为避免类似情况，建义采用以下方法：一是生产同一批自密实混凝土前，一次性购买足够量的原材料，以免两次购入的原材料特性发生变化。二是每盘混凝土在搅拌前，都要仔细核对配料单。

2.5 离析泌水

刚出盘混凝土的坍落、扩展度均满足设计要求，输到建筑工地后的混凝土坍落扩展度超过了700 mm，并发生了离析泌水现象，混凝土的温度已经超过了30℃。原因是运输到工地的混凝土温度，比进行配合比设计时的温度升高了很多，高温影响了高效减水剂的作用效果及作用时间。

应对措施：高效减水剂受影响程度，取决于高效减水剂的种类、用量、水泥的种类以及搅拌时的投料顺序等。配合比设计时，需要模拟实际工程条件，对混凝土的自密实性能，及历时变化进行检测；此外，工期较长的工程，还需考虑到温度的季节变化，通过调整高效减水剂的用量或者种类解决温度的影响。

3 施工过程常见问题分析及经验措施

3.1 跑模

使用自密实混凝土浇筑墙体时，墙体下方模板局部开裂发生跑模，大量自密实混凝土从缺口处流出。用来修补模板和清理流出混凝土的时间太长，浪费施工时间。原因是新拌自密实混凝土具有很高的流动性，对侧边模板的压力大于液体压力，且自密实混凝土可以从很小的间隙中流出，若模板支撑强度不够，在自密实混凝土的高侧压力下就会导致跑模，大量自密实混凝土就会在跑模缺口处流出。

措施：浇筑自密实混凝土时，必须保证模板及其支撑的刚度和强度，避免在浇筑过程中发生跑模。此外，浇筑自密实混凝土时，测量模板所受的侧压力，以及控制自密实混凝土的浇筑速度，也可以有效防止跑模。

3.2 泵进后的性能变化

泵送自密实混凝土进行浇筑，要求混凝土到施工现场后，具有较好的流动性。经过泵送到浇筑仓面的混凝土，出现变硬、流动性丧失的现象，也就是说，泵送过程改变了混凝土的流动性。原因是泵送时的高压，可能会改变自密实混凝土的自密实性能，造成混凝土流动性的降低，导致混凝土的离析泌水。

经验措施：实际施工中，有关泵送后自密实混凝土的特性发生变化的例子很多，有的是降低流动性能，有的导致离析泌水，有的反而能增加流动性。至今还没有发现发生这些问题的机理。可能配合比、高效减水剂的种类和搅拌方法都会有一定的影响，最好在正式浇筑前，通过泵送试验来检查混凝土的质量。

3.3 泵送管道爆裂

使用Y形管道泵送自密实混凝土时，Y形管道连接处突然发生爆裂，大量混凝土从管道中流出。原因是自密实混凝土的黏度很高，泵送时需要较高的压力，如果管道的承载压力较低，泵送过程的高压将导致管道发生爆裂。

措施：自密实混凝土的高黏度，决定了泵送过程的高压力，通过使用壁厚较大的管道，避免类似问题的发生。

4 后期养护常见问题分析及经验措施

4.1 收缩裂缝

自密实混凝土浇筑桥梁栏杆扶手，拆模后第5 d发现了一批裂缝，裂缝的宽度达到了0.1 mm，裂缝段间距10 m左右。最终采用水泥和环氧化合物来修补裂缝；自密实混凝土加入膨胀剂后，避免了该问题的发生。问题原因，混凝土自身收缩、干燥收缩或温度应力作用导致；另外，各种车辆在桥上经过时引起的震动，对早期混凝土的影响也可能是产生裂缝的因素之一。

措施：通过调整混凝土配合比，保障混凝土特性；通过合理的结构设计、科学的养护降低裂缝产生；减少环境影响，避免混凝土裂缝。

4.2 温度裂缝

水利工程中，使用自密实混凝土封堵导流隧洞，拆模时在混凝土塞的中间，发现了一条宽度约为0.5 mm的裂缝，最终施工人员通过灌浆来修补裂缝。混凝土配合比实验时，没有因水化热而产生温度裂缝，实际施工时自密实混凝土的抗离析能力不达标。现场通过增加低热水泥用量的方法，提高了新拌混凝土的自密实性能。裂缝原因，混凝土的高水化热造成裂缝发育；因混凝土配合比的临时修改，造成水化热升温比预计高出很多，导致温度裂缝产生。

经验与措施：自密实混凝土在达到较高流动性的同时，还具有较强的抗离析能力，要使用比常规混凝土高得多的粉体材料。由于不同粉体材料的性能不同，可能导致水泥用量超标，从而产生高水化温升。新拌混凝土为了达到必要的自密实性能，配合比中“足够的粉体含量”比“水泥含量”更重要，使用石粉和粉煤灰等粉体材料生产的自密实混凝土，可以有效降低混凝土的水化热，或使用低热水泥取代粉体材料。总之配合比设计，必须进行温度应力测试与分析。