自密实混凝土适宜的工作时间研究

丁立民 ，刘冰 ，陈立

（1.中国建筑土木建设有限公司，北京 100068；2.中土木（北京）技术检测有限公司，北京 102488）

0 前言

自密实混凝土是一种具有高流动性、间隙通过性和抗离析性，浇筑时仅靠自重作用而无需振捣便能均匀密实成型的高性能混凝土。自密实混凝土技术的发展已有20多年的历史，在国内也已应用10多年。为保证拌和站内所生产的自密实混凝土能够满足现场施工需求，需进行以下操作：保证所生产的自密实混凝土在一个相对的性能稳定的时间内灌注完成，也就是说要掌握自密实混凝土适宜的工作时间[1]，在最合理的时间内完成生产、运输、灌注等一系列的工作，这个合理的时间[2]可以分为自密实混凝土自身的工作时间、气候温度影响下的合理施工时间。文章将从这两个方面来研究自密实混凝土如何提高自身的工作时间，以及在不同的气温气候条件下选择施工时间段。

1 自密实混凝土的工作时间

自密实混凝土的工作时间，从混凝土自身来说，可分为原材料的选取、生产搅拌、运输与现场灌注等几个方面，从这几个方面要尽量提高混凝土的工作时间。

1.1 原材料的选取

①粉体材料：自密实混凝土的粉体材料（粒径小于150μm 的颗粒）包括水泥，矿物掺合料以及一些惰性材料。粉体材料具有相对较大的比表面积，选择合适的粉体组分有助于控制体系的流变性质，并易于得到合适稠度的浆体，减少拌合物的离析泌水，其中矿物掺合料或惰性材料取代水泥熟料，可以控制混凝土的水化放热和升温，对混凝土拌合物的扩展度以及初凝起到很大的作用。

②外加剂：自密实混凝土中常用的化学外加剂主要包括超塑化剂、增稠剂以及其他功能性外加剂[3]。超塑化剂及增稠剂等的掺入，可显著改善新拌混凝土的工作性，包括良好的流动性和适宜的粘稠度，是拌合物实现自密实的重要保证。可以通过增加外加剂中的保坍成分的掺量来提前或者延后混凝土的凝结时间，便于现场施工。

③地材：河砂含泥量对混凝土状态的影响非常大，经过大量的试验对比，发现大于2.0%的含泥量河砂已经不能满足自密实的需要，拌合物出现不流动、不扩展，甚至是假凝的状态，对此选取河砂时一定要优先保证含泥量尽可能的减小，细度方面只要变动不是很大都可以，但一定要保证料源的稳定。新进场河砂如果要立马施工，最好是要过筛或者翻拌，保证含水率的稳定。自密实混凝土碎石通常选用二级配的洁净天然碎石，要保证质地坚固，级配合理，并且要在自密实工作开展之前对其进行清洗、囤放，时间越久越好，这样能够保证碎石含水率的稳定，使试验人员更好的把控混凝土的制拌[4]。

1.2 生产搅拌

①自密实混凝土的搅拌生产与拌合站机组有很大的关系，计量是否准确，上料是否及时，搅拌机是否漏料，尤其是否漏浆等等，都会对自密实混凝土的搅拌工作产生阻碍，影响工作时间，以郑徐项目为例，通常搅拌一盘混凝土正常需要5min～6min，这个时间包含上料时间与搅拌时间，如果在此期间某个材料不上料，需要人工敲罐，那么这个时间就会无限延长，对罐车中已经搅拌完成的混凝土造成相当大的时间损失，不利于现场施工，所以拌合站生产一定要关注站内的各种问题，如设备、人员、材料等问题，争取最大限度地使自密实混凝土尽快搅拌完成[5]。

②自密实混凝土的出机状态。自密实混凝土要保证一个什么样的状态才能够相应的延长工作时间并保持稳定性，经过郑徐项目大量的试验总结，并参照各种规范，针对出机拌合物状态，得出以下经验(如下表)。

1.3 自密实混凝土的运输

当自密实混凝土生产完毕送往现场的路途中，也会出现各种问题阻碍混凝土的运输过程，如混凝土罐车抛锚，便道上其他施工队大型设备挡路等问题，都是需要在混凝土生产之前就要协调调度的工作，缩短混凝土的运送过程就相当于提高了混凝土的工作时间。

1.4 现场施工人员素质、工装设备

一般业务精通的工人能够更快、更协调地完成自密实混凝土的灌注。同时，工装设备也起到了很大的作用，比方说吊车的吨位、站位，灌注料斗的大小，阀门的控制等都会影响自密实混凝土的灌注时间，郑徐项目的工装设备总体来说还是不错的，整个灌注过程简单有序。

其他诸如现场板腔内杂物的清理，灌注设备的润湿，钢筋网片的铺设，甚至是自密实混凝土的标号都会影响混凝土的工作时间，这里就不一一描述了。

2 不同的气温气候条件下的自密实混凝土

在以上方面都准备充分的条件下，还要考虑气温气候等环境影响。自密实混凝土在一个什么样的环境内更能够保证适宜的工作时间，这也是研究的另一个主要方面。

郑州地区属于暖温带大陆性气候，四季分明，年平均气温14.4℃，7月份最热，平均气温27.3℃。1月最冷，平均气温0.2℃，在这样一个大气候的条件下如何选取适宜的工作时间，首先要避开冬季和夏季施工，这样不仅能够节省不必要的成本，还能够保证混凝土的状态，其次，如果不可避免地遇到了冬季施工与夏季施工，应该如何选取工作时间段（下图）。

2.1 夏季施工

当工地昼夜平均气温高于30℃时，应采取夏季施工措施。自密实混凝土在夏季施工过程中最主要的就是降温，可以通过在蓄水池中加入冰块，罐车加装防晒布，现场工装统一刷成白色漆等办法，另外需要注意的是，为了避免阳光的直接暴晒，要尽量在夜晚进行施工，通过郑徐项目总结的经验，依据当地往年每月气温天气情况，结合施工组织安排，尽量选在在晚9点至早6点进行施工。

2.2 冬季施工

当工地昼夜平均气温连续3d低于5℃或最低气温低于0℃，应采取冬季施工措施，冬季施工要做的就是给混凝土以及各种周边设备升温以及保温。

①尽量在白天阳光充足，气温相对比较高的时间段生产和灌注自密实混凝土，夜晚停工。

②成品料有足够的储备和堆高，并设置了防止冰雪和冻结的措施，如加装暖气管道、地热等。

③在施工过程中，控制并及时调节混凝土的机口温度，尽量减少波动，保持浇筑温度均匀。加热拌和用水方法，提高混凝土拌和物的温度。拌和用水加热超过60℃时，改变加料顺序，将骨料与水先拌和，再加入水泥及各种掺料，以免假凝。

④现场混凝土灌注完毕后要注意养护，可采用棉被包裹，暖风机加温等，必要时可搭建暖温棚。

3 结语

综上所述，自密实混凝土首先要保证自密实混凝土自身工作性的延长，再根据不同的气候气温，采用不同的施工措施，然后通过生产、运输及现场施工的有效协调，最终确定自密实混凝土的适宜工作时间。