2022年9月9日，中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì )組織召開(kāi)了由四川華西綠舍建材有限公司完成的“多場(chǎng)景應用的高性能自密實(shí)混凝土成套技術(shù)研究”科技成果鑒定會(huì )（視頻）。鑒定委員會(huì )專(zhuān)家們認為，該項目成果推動(dòng)了高性能自密實(shí)混凝土技術(shù)在建設工程的廣泛應用，具有廣闊的應用前景。

一、立項背景

隨著(zhù)我國建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工程設計及施工技術(shù)要求越來(lái)越高，許多工程建設依靠傳統的施工方式已不能滿(mǎn)足工程建設的需要，尤其像結構物鋼筋密集部位、隧道襯砌、橋梁鋼管混凝土施工等，混凝土振搗不密實(shí)，將影響混凝土結構的強度及耐久性，依靠人工振搗已不能滿(mǎn)足實(shí)際需要。

我國建筑產(chǎn)業(yè)還處于勞動(dòng)密集型階段，在建筑施工過(guò)程中，需要大量從事體力勞動(dòng)的熟練工人，包括現場(chǎng)施工振搗的混凝土澆筑人員。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，人口老齡化問(wèn)題的出現，國內從事現場(chǎng)施工的熟練工人日益減少，勞動(dòng)力緊張局面已經(jīng)凸顯，勞動(dòng)力成本逐步提高。

自密實(shí)混凝土相對于普通混凝土，具備優(yōu)異的工作性能，具有廣闊的應用前景。從滿(mǎn)足工程建筑及施工技術(shù)發(fā)展的需要、適應社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的需要以及滿(mǎn)足混凝土質(zhì)量及建筑物耐久性需求等方面分析，具有多場(chǎng)景適應性的高性能自密實(shí)混凝土具有顯著(zhù)的發(fā)展潛力。此外，傳統的自密實(shí)混凝土與特種混凝土的性能的結合度不夠使得其對不同應用場(chǎng)景的適應性較差，一定程度上也限制了自密實(shí)混凝土的應用和發(fā)展。因此，為推廣應用自密實(shí)混凝土，開(kāi)發(fā)適用不同場(chǎng)景的高性能自密實(shí)混凝土十分必要。

二、研究?jì)热?/p>

頂升自密實(shí)微膨脹混凝土

本項目以成都市高翔東路人行橋施工項目為依托展開(kāi)研發(fā)，施工設計要求使用頂升自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土，混凝土強度等級為C50。本橋為下承式鋼管混凝土拱橋，跨徑100.5m，總長(cháng)104.7m，高16.25m；在離橋面1.5m高的拱肋側面設一直徑為150mm的注漿孔，在拱頂吊桿兩側設置直徑為120mm，高2m的出漿孔；采用單肋鋼管混凝土拱，拱軸線(xiàn)為懸連線(xiàn)。

頂升自密實(shí)微膨脹混凝土作為一種高性能混凝土，除滿(mǎn)足強度和耐久性要求外，關(guān)鍵在于滿(mǎn)足良好的施工性能，即高流動(dòng)性、高黏聚性、坍落度損失小等。項目研究從膠凝材料體系、水膠比、砂率、外加劑及膨脹材料等方面入手，充分考慮頂升自密實(shí)微膨脹混凝土與普通混凝土的區別開(kāi)展配合比設計研究。

混凝土泵送頂升澆筑成功的關(guān)鍵處混凝土配合比外，另一大關(guān)鍵因素的合理的施工工序。本項目泵送遵循“逐步成拱，逐級加壓，外力釋放，間期縮短”的原則，以拱頂為對稱(chēng)線(xiàn)，橋兩側對稱(chēng)加載。每根鋼管混凝土必須兩岸對稱(chēng)施工，控制兩岸施工進(jìn)度差不超過(guò)1m?，F場(chǎng)兩岸的混凝土施工性能都滿(mǎn)足頂升施工工藝的要求，兩岸嚴格按照施工前的技術(shù)交底進(jìn)行，嚴格控制現場(chǎng)混凝土施工工序同時(shí)澆筑、同時(shí)加壓、同時(shí)停止，取得了令各方滿(mǎn)意的施工效果。

頂升自密實(shí)微膨脹混凝土成功應用于成都市高翔東路人行橋項目

高拋自密實(shí)鋼管混凝土

高拋自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土結合了“高拋自密實(shí)混凝土”、“微膨脹混凝土”、“鋼管混凝土”的技術(shù)難點(diǎn)，是一項相對復雜且極具挑戰的新型混凝土技術(shù)。作為一種高性能混凝土，高拋自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土除滿(mǎn)足結構設計所需要求的強度和耐久性能外，更要滿(mǎn)足良好的施工性，即高流動(dòng)性、高粘聚性、坍落度損失小，免振達到自密實(shí)。

本項目以成都市超五星寫(xiě)字樓中海國際城南一號C、D座為依托開(kāi)展研發(fā)工作。該寫(xiě)字樓為鋼管混凝土框架—核心筒結構，建筑高度160m，外框架采用鋼管混凝土框架結構，鋼管直徑900～1050mm，壁厚18～22mm，鋼管內混凝土強度等級C40～C70；核心筒為鋼筋混凝土剪力墻結構，混凝土等級C30～C60。鋼管制作安裝三層為一節，鋼管柱12m一次性吊裝施工，鋼管內混凝土也同樣一次性澆筑12m，為滿(mǎn)足設計要求，鋼管內混凝土必須采用高拋自密實(shí)微膨脹混凝土進(jìn)行澆筑。

研究主要考慮高拋自密實(shí)混凝土的高工作性、抗離析性、限制收縮性，通過(guò)引入三膨脹源復合膨脹劑，在保證混凝土的強度的情況下，限制混凝土的收縮，解決混凝土強度發(fā)展和收縮變形的協(xié)調發(fā)展問(wèn)題。其次從配合比出發(fā)，選擇合適的水膠比和砂率，保證高拋自密實(shí)微膨脹混凝土就有良好的流行性和密實(shí)性，并保證混凝土強度發(fā)展，解決傳統高拋自密實(shí)混凝土在泌水離析和拌合物間隙通過(guò)性方面的問(wèn)題。

項目通過(guò)對結構構造分析、工藝參數及混凝土性能指標的確定、自密實(shí)混凝土的原材料、配合比設計及其生產(chǎn)、運輸、澆筑、養護等工藝的研究，形成了高拋自密實(shí)混凝土成套設計、配置、生產(chǎn)及施工工藝。

中試試驗柱實(shí)體

中試試驗柱實(shí)體及鋼管剖開(kāi)圖

清水自密實(shí)混凝土

本項目依托工程天府國際機場(chǎng)旅客過(guò)夜用房項目建設用地選址于天府機場(chǎng)一期工程航站區南北主軸線(xiàn)核心位置。自密實(shí)清水混凝土涉及的結構為1#、2#主樓內外圈柱，柱結構形狀呈V型，屬異性結構，該結構柱數量為52根，自密實(shí)清水混凝土總方量2000m3，設計強度等級C50，結構垂直高差約7m，柱直徑700mm~1000mm，內設H型鋼及鋼筋骨架，為滿(mǎn)足柱實(shí)體成型質(zhì)量及表觀(guān)質(zhì)量要求，設計采用自密實(shí)清水混凝土一次成型，是一種便于施工且具有裝飾效果的新型綠色混凝土。

自密實(shí)清水混凝土要求兼具自密實(shí)和清水的優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際應用中兩者又存在著(zhù)矛盾，為了滿(mǎn)足自密實(shí)混凝土的高流動(dòng)性就要采用引氣、大水膠比、大砂率等手段，卻不利于滿(mǎn)足清水混凝土的無(wú)明顯氣泡、顏色不分層、無(wú)明顯水紋等要求，因此合理控制和平衡混凝土的自密實(shí)性能和清水效果是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

為克服技術(shù)難題，項目組針對原材料選擇、配合比設計、脫模劑噴涂、混凝土生產(chǎn)管理以及澆筑輔助振搗工藝等展開(kāi)研究。項目嚴重中通過(guò)關(guān)鍵原材料的選擇、關(guān)鍵配合比設計參數、關(guān)鍵施工工藝等技術(shù)的把控，合理控制和平衡混凝土的自密實(shí)性能和清水效果，獲得性能較有的自密實(shí)清水混凝土，形成相關(guān)技術(shù)方案。

天府國際機場(chǎng)旅客過(guò)夜用房項目自密實(shí)清水混凝土V型柱

自密實(shí)清水混凝土成功應用于天府國際機場(chǎng)旅客過(guò)夜用房項目

超高層泵送自密實(shí)微膨脹混凝土

本項目依托工程重慶俊豪位于重慶市江北區江北嘴中央商務(wù)區（CBD）核心地段，設計地上68層、地下7層，中心主塔樓外輪廓總高度302.6m，主樓最高達333m，建成后將成為重慶市地標性建筑。此施工項目要求將混凝土一次泵送至澆筑面（高度335m），混凝土需具備良好的工作性能：夏季高溫天氣時(shí)，拌合物需要保持3h工作性能基本無(wú)損失；在超高壓泵送下，拌合物工作性能損失較??；成型后，能滿(mǎn)足結構實(shí)體對強度要求。

項目研究首先從原材料選擇和配合比設計等方面開(kāi)展工作，并通過(guò)對混凝土流體模型、工作性泵送損失等的模擬計算和盤(pán)管試驗研究，解決了相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)，成功實(shí)現了超高層泵送自密實(shí)混凝土的制備，獲得了超高層泵送自密實(shí)混凝土制備成套技術(shù)方案。

重慶地區由于其原材料骨料級配區間較差，多為斷級配，且多為卵石、碎石，機制砂、河砂混用，因此，找到骨料之間的合理配比是保證混凝土各項性能的前提。使用5~10和10~20mm兩種單級配粗骨料按比例配制滿(mǎn)足連續級配的要求，可以減少骨料間堆積孔隙率，減少漿體體積，提高混凝土的和易性和強度，提高體積穩定性。采用特細砂替代30%機制砂，混合砂的細度模數為2.6，顆粒級配區間為Ⅱ區中砂連續級配。通過(guò)盤(pán)管試驗實(shí)現了一次性模擬垂直泵送高度450m。通過(guò)測試盤(pán)管實(shí)驗過(guò)程中的泵送壓力和泵送速率，證明了該C60混凝土泵送性能優(yōu)異。

超高層泵送自密實(shí)混凝土泵送盤(pán)管試驗

超高層泵送自密實(shí)混凝土成功應用重慶俊豪和重慶來(lái)福士廣場(chǎng)項目

三、關(guān)鍵技術(shù)和創(chuàng )新點(diǎn)

1.通過(guò)優(yōu)化骨料體系、漿體體系和外加劑組成，形成了適用于多場(chǎng)景的高性能自密實(shí)混凝土制備共性技術(shù)。

2.針對高拋自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土、頂升自密實(shí)微膨脹混凝土、自密實(shí)清水混凝土和超高層泵送自密實(shí)混凝土的應用場(chǎng)景，提出了相應的混凝土材料設計與制備方法、生產(chǎn)質(zhì)量控制指標和施工關(guān)鍵技術(shù)的成套解決方案。

3.通過(guò)摻入多膨脹源復合膨脹劑，實(shí)現了鋼管混凝土強度和收縮變形的協(xié)調發(fā)展。采用“先消泡后引氣”的技術(shù)配合脫模劑和附著(zhù)式振動(dòng)施工技術(shù)，實(shí)現了自密實(shí)混凝土的無(wú)表面氣泡、顏色勻質(zhì)、無(wú)缺陷的清水混凝土質(zhì)感。

4.通過(guò)理論模擬與中試相結合的方式，實(shí)現了一次性333米高度的垂直泵送，形成了超高層泵送自密實(shí)混凝土施工工法。

四、社會(huì )效益

本項目成果針對高拋自密實(shí)微膨脹鋼管混凝土、頂升自密實(shí)微膨脹混凝土、自密實(shí)清水混凝土和超高層泵送自密實(shí)混凝土進(jìn)行研發(fā)，成果涵蓋了自密實(shí)混凝土的主要應用場(chǎng)景，提出的混凝土材料設計與制備方法、生產(chǎn)質(zhì)量控制指標和施工關(guān)鍵技術(shù)的成套解決方案，將為各類(lèi)高、大、難、新的建設工程提供個(gè)性化的技術(shù)方案，在建筑結構越來(lái)越復雜、混凝土性能和質(zhì)量要求越來(lái)越高、熟練建筑工人短缺、人工成本不斷上升、建筑環(huán)保要求日趨嚴格的預拌混凝土行業(yè)發(fā)展背景下，具有重要的社會(huì )意義。

五、總結

該項目成果已獲授權發(fā)明專(zhuān)利1項，實(shí)用新型專(zhuān)利8項，制訂行業(yè)標準1項、團體標準1項，制訂省級工法1項、企業(yè)工法1項，形成了具有自主知識產(chǎn)權的技術(shù)體系。該技術(shù)成果在天府機場(chǎng)航站樓、高攀東路人行橋、天府機場(chǎng)酒店、重慶俊豪等15項工程中得到應用，經(jīng)第三方檢測機構進(jìn)行混凝土性能和工程質(zhì)量檢測，滿(mǎn)足工程建設要求，取得了良好的社會(huì )和經(jīng)濟效益。