高抛免振捣混凝土技术的应用

王宏伟，严新华

（临沂天元混凝土工程有限公司，临沂 276000）

0 前言

目前，随着社会的发展，超高层建筑物不断涌现，在满足我们功能与视觉需求的同时却给我们的施工带来了许多难题，比如混凝土浇筑施工，当建筑层高动辄十多米的时候，为满足结构要求，其构件配筋率往往要比普通建筑高出许多，钢筋直径大、间距密集，给混凝土的浇筑、振捣带来很大困难。

在这种条件下，采用高抛免振捣混凝土能够很好地解决这个问题。节省了劳动力资源，降低了振捣过程中的噪声污染，提高了施工质量。亦应属于混凝土的绿色施工范畴。

1 工程概况

某工程，其结构形式为大跨度钢筋混凝土框架结构，柱高 14m，截面尺寸为 1.2m×1.2m，钢筋最小净间距为25mm，混凝土设计强度为 C40。

2 重点难点

因工程框架柱的特殊高度与结构形式，如果采用普通混凝土进行施工浇筑，因混凝土振捣棒长度有限并且钢筋太过密集，很难解决混凝土的振捣问题。特别是边角处的混凝土很难达到密实。因此在与设计单位和施工单位沟通协调后，决定采用免振捣混凝土，利用自重作用充满模板并均匀密实。免振捣混凝土对和易性、流动性和自密实性要求很高，因此混凝土的配合比设计是施工重点。

另外混凝土在泵送设备给予的加速度后会对模板、钢筋产生冲击，造成石子迸溅，导致在柱脚处产生烂根现象，影响工程观感和质量，石子在高空下落过程中与浆体的分离问题也是在施工中必须解决的问题。混凝土未浇筑前的钢筋绑扎如图1 所示。

3 试验

图1 钢筋绑扎

根据公司现有的原材料，研究合理的高抛免振捣混凝土配合比，并进行合理的验证试验。

3.1 原材料

（1）水泥的选用。选用沂州集团 P·O42.5 水泥，其技术指标见表1。

表1 水泥技术指标

（2）骨料的选用。通过图1 可以看出，柱子所用钢筋非常密集。对于结构配筋密集的竖向构件、复杂形状的结构以及有特殊要求的工程，粗骨料最大粒径不宜大于 20mm，另外为了保证混凝土的和易性、可泵性，尽量降低混凝土在高空下落时的浆体分离，粗骨料的针片状含量也不应大于 5%，含泥量不得大于 1.0%，泥块含量不得大于 0.5%；细骨料宜采用中砂，含泥量不得大于2.0%，泥块含量不得大于 0.5%。因此，粗骨料我们选用 5～20mm 连续级配碎石，细骨料采用沂河中砂，其各项技术指标如表2、表3 所示。

表2 碎石技术指标

表3 砂技术指标

（3）矿物掺合料的选用。粉煤灰和矿粉的复掺已经在混凝土的配制中普遍应用了，但是根据经验考虑到矿粉对混凝土耐久性的不利影响，所以在高抛免振捣混凝土的配制中我们选择只添加适量的粉煤灰，用以改善混凝土和易性，增加密实性，降低水化热。所用粉煤灰的技术指标如表4 所示。

表4 粉煤灰技术指标 %

（4）外加剂的选择。萘系外加剂能做到满足试验条件的减水率，但是其坍落度经时损失较大，不利于工程施工。而聚羧酸外加剂除了有较高的减水率，坍落度经时损失也较小，因此最终选择了聚羧酸外加剂，其技术指标见表5。

表5 外加剂技术指标

（5） 因混凝土胶凝材料用量和用水量较大，混凝土的收缩变形也较大。因此，为了防止混凝土收缩变形，改善混凝土和易性，必须掺加一定量的膨胀剂。本工程中采用临沂莒南金源膨胀剂，限制膨胀率水中 28d 为 0.036%，空气中21d 为 -0.018%。

3.2 配合比

根据 JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》进行配合比试验，最终选定配合比如表6 所示。

表6 混凝土配合比

3.3 配合比的验证试验

验证试验目的是要验证特定配合比混凝土的各种性能。验证其充填性和流动性在每盘混凝土中的工作性能以及其配制强度是否符合规定的要求。验证试验结果如下：

（1）坍落度平均值为 265mm，流动度符合施工要求。

（2）扩展度均值的平均值为 670mm，每个扩展度两垂直方向相差的最大值为 100mm；从扩展度试验中可以观察到混凝土的抗离析性能很好。

（3）考虑实际运输时间，混凝土 60min 的坍落度为260mm，扩展度为 640mm，保塑效果良好，满足施工要求。

（4）用免振捣方法成型了 3d、7d、28d 检测强度的试件；且每盘用插捣方法成型一组与免振捣方法成型的混凝土试件强度作对比。其结果如表7 所示。

表7 强度对比表

由以上数据可以看出在同一配比中，免振捣法和插捣法制作试块从强度增长和立方体抗压强度方面差异较小，这说明该配比适合于免振捣方法的施工。

4 施工工艺

4.1 工艺原理

高抛免振捣混凝土的工艺原理是采用合理的配合比，使混凝土拌合物具有很高的流动性，在高空抛落中不离析、不泌水，不经振捣或少振捣，而利用浇筑过程中在高处下抛时产生的动能达到自密实的要求。

4.2 浇筑前准备

（1）高抛免振捣混凝土具有特殊的应用范围，应根据结构形式、荷载大小、施工顺序等相关的要求对作业人员进行技术交底。

（2）检查模板支设和钢筋绑扎质量，充分考虑混凝土的冲击力，避免出现钢筋位移、涨模漏浆现象，影响工程质量。

（3）浇筑时清除基底的杂物和积水，先填以50～100mm 厚与混凝土成分相同的水泥砂浆，防止自由下落的混凝土粗骨料产生弹跳。

4.3 混凝土的浇筑

（1）泵管出料口尽量伸入模板内，利用混凝土下落产生的动能来达到混凝土的自密实，如抛落高度过高超过 12m时，可使用导管、溜槽等措施；不足 3m 时，应适当振捣混凝土，避免因抛落高度小，不能靠动能冲击力实现混凝土密实。

（2）高抛免振捣混凝土浇筑布料点应结合混凝土拌合物特性和工程特点选择适宜的间距，一般不要超过 2m；当构件钢筋较密时，应当加密布料点。

（3）高抛免振混凝土施工部位一般具有特殊性，如形成了施工缝难以按施工缝相关要求进行施工。因此，混凝土的泵送和浇筑应保持其连续性。

4.4 混凝土的养护

（1）混凝土浇筑完毕，应及时养护，养护时间不得少于14d。

（2）浇筑后的高抛免振捣混凝土应采用覆盖、洒水、喷雾、喷养护剂或用薄膜保湿等养护措施。

工程结束后，对工程实体进行了检测，混凝土各项性能都较好的达到了预期要求，避免了混凝土不密实、烂根、麻面等质量缺陷。工程实体照片见图1、图2、图3。

图1 工程一角

图2 柱子

图3 柱子内部密实情况

5 结语

高抛免振捣自密实混凝土技术与普通混凝土施工技术不同，普通混凝土施工技术都是借助外界振捣来达到混凝土密实状态，而高抛免振捣自密实混凝土技术是依靠混凝土自身的优异的性能来达到的，所以高抛免振捣自密实混凝土是一种高性能混凝土。

高抛免振捣自密实混凝土技术，进一步完善了我国混凝土结构的施工工艺，降低了工人的劳动强度，避免了普通混凝土施工产生的巨大噪声，减少了人为影响混凝土质量的因素，并且有效地控制了混凝土质量，加快施工进度，在高柱、高墙体的混凝土结构工程施工中具有广阔的应用前景。

[1]冯乃谦.高性能混凝土[M].北京：中国建筑工业出版社，1996.

[2]雍本.特种混凝土配合比手册[M].成都：四川科学技术出版社，2003.

[3]蒲心诚.超高强高性能混凝土[M].重庆：重庆大学出版社，2003.