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

一、立項背景

隨著我國建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工程設計及施工技術要求越來越高，許多工程建設依靠傳統(tǒng)的施工方式已不能滿足工程建設的需要，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，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足實際需要。

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

自密實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。從滿足工程建筑及施工技術發(fā)展的需要、適應社會經(jīng)濟發(fā)展的需要以及滿足混凝土質量及建筑物耐久性需求等方面分析，具有多場景適應性的高性能自密實混凝土具有顯著的發(fā)展?jié)摿Α４送猓瑐鹘y(tǒng)的自密實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景的適應性較差，一定程度上也限制了自密實混凝土的應用和發(fā)展。因此，為推廣應用自密實混凝土，開發(fā)適用不同場景的高性能自密實混凝土十分必要。

二、研究內容

頂升自密實微膨脹混凝土

本項目以成都市高翔東路人行橋施工項目為依托展開研發(fā)，施工設計要求使用頂升自密實微膨脹鋼管混凝土，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?shù)鯒U兩側設置直徑為120mm，高2m的出漿孔；采用單肋鋼管混凝土拱，拱軸線為懸連線。

頂升自密實微膨脹混凝土作為一種高性能混凝土，除滿足強度和耐久性要求外，關鍵在于滿足良好的施工性能，即高流動性、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微膨脹混凝土與普通混凝土的區(qū)別開展配合比設計研究。

混凝土泵送頂升澆筑成功的關鍵處混凝土配合比外，另一大關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，以拱頂為對稱線，橋兩側對稱加載。每根鋼管混凝土必須兩岸對稱施工，控制兩岸施工進度差不超過1m?，F(xiàn)場兩岸的混凝土施工性能都滿足頂升施工工藝的要求，兩岸嚴格按照施工前的技術交底進行，嚴格控制現(xiàn)場混凝土施工工序同時澆筑、同時加壓、同時停止，取得了令各方滿意的施工效果。

頂升自密實微膨脹混凝土成功應用于成都市高翔東路人行橋項目

高拋自密實鋼管混凝土

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

本項目以成都市超五星寫字樓中海國際城南一號C、D座為依托開展研發(fā)工作。該寫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(jié)，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，為滿足設計要求，鋼管內混凝土必須采用高拋自密實微膨脹混凝土進行澆筑。

研究主要考慮高拋自密實混凝土的高工作性、抗離析性、限制收縮性，通過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，保證高拋自密實微膨脹混凝土就有良好的流行性和密實性，并保證混凝土強度發(fā)展，解決傳統(tǒng)高拋自密實混凝土在泌水離析和拌合物間隙通過性方面的問題。

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

中試試驗柱實體

中試試驗柱實體及鋼管剖開圖

清水自密實混凝土

本項目依托工程天府國際機場旅客過夜用房項目建設用地選址于天府機場一期工程航站區(qū)南北主軸線核心位置。自密實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(shù)量為52根，自密實清水混凝土總方量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，為滿足柱實體成型質量及表觀質量要求，設計采用自密實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。

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

為克服技術難題，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研究。項目嚴重中通過關鍵原材料的選擇、關鍵配合比設計參數(shù)、關鍵施工工藝等技術的把控，合理控制和平衡混凝土的自密實性能和清水效果，獲得性能較有的自密實清水混凝土，形成相關技術方案。

天府國際機場旅客過夜用房項目自密實清水混凝土V型柱

自密實清水混凝土成功應用于天府國際機場旅客過夜用房項目

超高層泵送自密實微膨脹混凝土

本項目依托工程重慶俊豪位于重慶市江北區(qū)江北嘴中央商務區(qū)（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，拌合物需要保持3h工作性能基本無損失；在超高壓泵送下，拌合物工作性能損失較??；成型后，能滿足結構實體對強度要求。

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

重慶地區(qū)由于其原材料骨料級配區(qū)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足連續(xù)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(wěn)定性。采用特細砂替代30%機制砂，混合砂的細度模數(shù)為2.6，顆粒級配區(qū)間為Ⅱ區(qū)中砂連續(xù)級配。通過盤管試驗實現(xiàn)了一次性模擬垂直泵送高度450m。通過測試盤管實驗過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。

超高層泵送自密實混凝土泵送盤管試驗

超高層泵送自密實混凝土成功應用重慶俊豪和重慶來福士廣場項目

三、關鍵技術和創(chuàng)新點

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

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

3.通過摻入多膨脹源復合膨脹劑，實現(xiàn)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”的技術配合脫模劑和附著式振動施工技術，實現(xiàn)了自密實混凝土的無表面氣泡、顏色勻質、無缺陷的清水混凝土質感。

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

四、社會效益

本項目成果針對高拋自密實微膨脹鋼管混凝土、頂升自密實微膨脹混凝土、自密實清水混凝土和超高層泵送自密實混凝土進行研發(fā)，成果涵蓋了自密實混凝土的主要應用場景，提出的混凝土材料設計與制備方法、生產(chǎn)質量控制指標和施工關鍵技術的成套解決方案，將為各類高、大、難、新的建設工程提供個性化的技術方案，在建筑結構越來越復雜、混凝土性能和質量要求越來越高、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，具有重要的社會意義。

五、總結

該項目成果已獲授權發(fā)明專利1項，實用新型專利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)權的技術體系。該技術成果在天府機場航站樓、高攀東路人行橋、天府機場酒店、重慶俊豪等15項工程中得到應用，經(jīng)第三方檢測機構進行混凝土性能和工程質量檢測，滿足工程建設要求，取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。